JPS64595B2

JPS64595B2 -

Info

Publication number: JPS64595B2
Application number: JP54127959A
Authority: JP
Inventors: Asami Sato; Nobusuke Takagi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-10-05
Filing date: 1979-10-05
Publication date: 1989-01-06
Also published as: JPS5652577A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、水車、ポンプ水車等の水力機械を有
する水力発電所水路からの抜水方法に関する。

一般に水力発電所においては、水力機械がその
他機器類の点検、補修等のため、水力機械に通じ
る水路内の水を抜水する必要がある。

従来、このような抜水に当つては、先ず、水車
入口弁および上池ゲートを閉鎖し、水圧鉄管の下
端、つまり入口弁の上流側に付設された排水管を
開放し、入側水路内の水を放水路に排出する。次
いで、入側水路内の水面が下池の水位まで達した
なら、下池ゲートを閉鎖し、必要であれば入口弁
を開放し、前記放水路の最低部に付設された排水
管により、水路内の残水を排水ピツトへ排出する
抜水方法が知られている。また、発電所によつて
は前記放水路排水管上に排水ポンプを配設し、該
排水ポンプで所外に排出する例もある。

しかしながら、かかる従来技術には次の様な欠
点があつた。

その一つは、水路抜水中に、上記排水管内にキ
ヤビテーシヨンが発生することである。すなわ
ち、近年の水車、特にポンプ水車は高落差化、大
容量化が著しく、落差の高い水力発電所が数多く
建設されつつある。このような高落差の発電所に
おいては、抜水時に、上記排水管およびこれに設
置された排水弁に高圧高速の流水が作用し、かつ
キヤビテーシヨンによる潰食を生じさせ、弁およ
び配管の破損の原因となるばかりか、水路内の水
が噴出し、大事故をまねく危険性がある。

第２の欠点として、抜水時間が長いことであ
る。一般に単位時間当りの抜水量は上記排水管の
口径で決まり、従つて通常の配管では抜水時間も
長くならざるを得ない。抜水時間を短くするため
には配管口径を大きくせざるを得ず、かつ配管を
大きくすれば排水弁も大きくなり経済的に不利と
なり、更には水圧鉄管強度の低下につながる。

その他の欠点として、排水弁での水圧が大き過
ぎるために、排水弁を手動では開放できないこ
と、抜水時のキヤビテーシヨンによる振動、騒音
が発生することなどがある。

本発明の目的は前述した従来技術の欠点を除去
し、安全でかつ短時間で抜水できると共に、保
守・点検を少なくした新規な抜水方法を提供する
にある。

本発明は、水路内の水を水力機械のランナを通
して、換言すれば水路内の水で水力機械を作動さ
せながら抜水することを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第２図
によつて詳述する。

１は上池、２は下池、これら上下池を連通する
ように、導水路３、水圧鉄管４、放水路５が設け
られている。これら水路の中途に入口弁６、その
下流側に水車７が設置されている。また、導水路
３の上池側には上池ゲート８、放水路５の下池側
に下池ゲート９、導水路３の下流端付近には、上
端が大気に開放されたサージタンク１０が設置さ
れている。更に、放水路５の最低部には排水管１
１が付設され、この排水管１１は排水管１２を介
して排水ピツト１３に通じている。

上記構成において、通常は、上池ゲート８、下
池ゲート９を開口し、上池１の水を水路２０によ
り水車７に導き発電運転を行う。また、ポンプ水
車の場合は下池２の水を放水路５により水車７に
導き上池１に揚水する。

さて、水路２０の抜水について説明すると、通
常、抜水時には水車は停止状態にあり、入口弁
６、ガイドベーン１６、排水弁１２は全閉されて
いる。この状態において、上池ゲート８を閉鎖
し、入口弁６を開放し、特にガイドベーン１６を
適当開度に開放すると、電気系統から解列されて
いる発電機１８およびこれに直結されているラン
ナ１７はガイドベーン１６より流入する流量に見
合つた速度で回転し、水路２０内の水位が下池２
の水位に達するまで水路２０内の水は放水路５へ
抜水される。その後は、従来技術と同様の手段、
つまり下池ゲート９を閉鎖し、かつ排水弁１２を
開放することにより、水路２０内のすべての残水
を排水管１１によつて排水ピツト１３へ抜水する
ことができる。本発明の、水路２０の内径は、従
来の排水管に比べて、約10倍太くなり、短時間で
大量の水を抜水することができるので、抜水時間
を大幅に縮少できる。抜水に際しては、更に、水
車ランナ１７および発電機を電力系統より切り離
し、水車のガイドベーン１６を一定に開放した状
態で、水路の水をランナ１７に導き、ランナ１７
の水に衝突すれば、それに応じてランナ１７は回
動し、ランナが回転しない場合に比べて、ランナ
１７への衝撃力が緩和され、ランナ主軸への水平
方向の振動が減少し、ランナおよび発電機の主軸
等の狂いが少なくなり、保守・点検を少なくする
ことができる。この点について、下記に説明す
る。

すなわち、抜水時には、水路２０内の水位が降
下するため、すなわち落差が逐次変化するため、
ガイドベーン１６の開度を一度に保持したまま抜
水すると落差変動に応じ回転速度も逐次変化す
る。一般に、水車の特に高落差ポンプ水車の低流
量域においてはランナ１７内で逆流が生じるよう
になり、これが原因で軸振動の発生することがあ
る。この振動域を避けるため、例えば第１図の如
く、水位Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで水路２０を複数の落差
区間に区分し、それぞれの区間内でガイドベーン
開度を一定に保持しながら抜水を行うことも可能
である。

また、ランナ性能上特に問題なければ、水位Ａ
からＤまで一区間でガイドベーン開度を一定に保
持しながら抜水してもよい。

また、他の実施例として、前記同様水路２０を
水位Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで複数の落差区間に区分し、
それぞれの区間内でガイドベーン１６を制御する
ことによりランナ１７の回転速度を一定に保ちな
がら抜水することも可能である。

また、ランナ性能上、振動域が広く許容回転速
度範囲が狭い場合は、水位ＡからＤまでを一区間
とし、ガイドベーン１６を終始制御することによ
り回転速度を一定に保持しながら抜水してもよ
い。

更に他の実施例として、ランナ性能上、例えば
水位ＡからＢまでは発電運転が可能な場合、発電
機１８を系統に投入して発電しながら水位Ｂまで
抜水し、その後、系統より解列して水位ＢからＤ
までを前述の実施例と同様にして抜水してもよ
い。

本実施例によれば、ガイドベーン開度を一定に
制御しながら、ランナ１７の回転速度を一定に保
ちながら、抜水すれば、ランナの軸振動が少なく
なり、ランナおよび発電機の狂いが少なく、保
守・点検を少なくできると共に、水路２０内の水
を電力として回収しながら抜水可能という効果が
ある。

尚、前述の実施例において説明の便宜上、流量
調整または回転速度調整はガイドベーン１６を制
御することにより行うとしたが、ガイドベーン１
６の替わりに入口弁６等の流量調整機構を制御す
ることによつても同様の効果を得ることができ
る。

以上述べた通り本発明によれば、水路からの抜
水をランナを回転しながら行うので従来方法に比
べはるかに大きな排水面積を取り得、安全でかつ
短時間に水路を抜水し得ると共に、保守・点検を
少なくできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する水路断面図、第
２図は水車附近の概略断面図である。１……上池、２……下池、６……入口弁、７…
…水車、８……上池ゲート、９……下池ゲート、
２０……水路。

Claims

【特許請求の範囲】

１上池と下池、これらを連通する水路、水路の
入口側に設けられた上池ゲート及び水路の途中に
設けられた水車のランナを有する水力発電所にお
いて、前記上池ゲートを閉鎖した後、水路内の水
を前記ランナを通し、該ランナを作動しつつ抜水
することを特徴とする水力発電所水路からの抜水
方法。