JPH0152590B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0152590B2 JPH0152590B2 JP57079788A JP7978882A JPH0152590B2 JP H0152590 B2 JPH0152590 B2 JP H0152590B2 JP 57079788 A JP57079788 A JP 57079788A JP 7978882 A JP7978882 A JP 7978882A JP H0152590 B2 JPH0152590 B2 JP H0152590B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- runner
- stage
- pump
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、多段水力機械、特に、同軸上に複数
段のランナー羽根を有し、各ランナー羽根の出口
を、次段のランナー羽根の入口側につなぎ、各段
のランナー羽根が負担する揚程を合成して、高い
総合水頭を達成する様に、構成した多段ポンプ及
びポンプ水車に関するものである。
段のランナー羽根を有し、各ランナー羽根の出口
を、次段のランナー羽根の入口側につなぎ、各段
のランナー羽根が負担する揚程を合成して、高い
総合水頭を達成する様に、構成した多段ポンプ及
びポンプ水車に関するものである。
このように、高水頭を得る目的で開発された多
段ポンプ及び多段ポンプ水車の一例として、第1
図に二段ポンプ水車の一般的構造を示す。この図
で、1は上池、2は水圧鉄管、3は入口弁、4は
二段ポンプ水車、5はドラフトチユーブ、6は下
池、7は初充水ポンプであり、8は上段ランナ
ー、9は下段ランナー、10は上段案内羽根、1
1は下段案内羽根、12は主軸、13はリターン
ガイドである。
段ポンプ及び多段ポンプ水車の一例として、第1
図に二段ポンプ水車の一般的構造を示す。この図
で、1は上池、2は水圧鉄管、3は入口弁、4は
二段ポンプ水車、5はドラフトチユーブ、6は下
池、7は初充水ポンプであり、8は上段ランナ
ー、9は下段ランナー、10は上段案内羽根、1
1は下段案内羽根、12は主軸、13はリターン
ガイドである。
しかし、この二段ポンプ水車を運転する場合、
上池1に流れ込み水が無い発電所においては、ポ
ンプ水車を最初に運転状態に入れる時、あるい
は、抜水後の再充水時に、先ず下池6の水を上池
1まで上げ充水しておく必要がある。この充水開
始時の水圧鉄管2内水面は下池6水面と同一で、
下段案内羽根11の中心からHsだけ上にあり静
落差(上池1水面―下池6水面)は0である。な
お、Hpはこの二段ポンプ水車の定格揚程を示し
ている。
上池1に流れ込み水が無い発電所においては、ポ
ンプ水車を最初に運転状態に入れる時、あるい
は、抜水後の再充水時に、先ず下池6の水を上池
1まで上げ充水しておく必要がある。この充水開
始時の水圧鉄管2内水面は下池6水面と同一で、
下段案内羽根11の中心からHsだけ上にあり静
落差(上池1水面―下池6水面)は0である。な
お、Hpはこの二段ポンプ水車の定格揚程を示し
ている。
第2図は二段ポンプ水車の水頭と効率との関係
を示すもので、横軸にH(静落差)、縦軸にη(効
率)がとつてあり、Hxで特定の静落差が示して
ある。この図の曲線Aはある案内羽根開度におけ
る二段総合効率を示しており、静落差0の時の揚
水効率は定格落差Hpの時の揚水効率Lに比し
て格段に悪くなる。これに対処する為に、初充水
ポンプ7と称する専用ポンプを設け、この二段ポ
ンプ水車を使つた本格的な揚水開始前に、水圧鉄
管2および上池1を充水し、本格的な揚水開始時
の水頭を定格揚程Hp附近になるようにしている。
このため、初充水ポンプはほぼ定格水頭Hpに達
するのに充分な高落差ポンプとする必要がある。
しかも、この初充水ポンプの容量が小さいと充水
時間が極めて長期間(例えば、数ケ月)となり、
これが水圧鉄管抜水のたび毎に起こるとすると機
械のアベイラビリテイーを極端に低下させること
になりプラントとしての総合的経済性を損う。す
なわち、初充水ポンプには所定容量が必要で、そ
のため、高価な専用ポンプを単に充水専用として
配備する必要があつた。
を示すもので、横軸にH(静落差)、縦軸にη(効
率)がとつてあり、Hxで特定の静落差が示して
ある。この図の曲線Aはある案内羽根開度におけ
る二段総合効率を示しており、静落差0の時の揚
水効率は定格落差Hpの時の揚水効率Lに比し
て格段に悪くなる。これに対処する為に、初充水
ポンプ7と称する専用ポンプを設け、この二段ポ
ンプ水車を使つた本格的な揚水開始前に、水圧鉄
管2および上池1を充水し、本格的な揚水開始時
の水頭を定格揚程Hp附近になるようにしている。
このため、初充水ポンプはほぼ定格水頭Hpに達
するのに充分な高落差ポンプとする必要がある。
しかも、この初充水ポンプの容量が小さいと充水
時間が極めて長期間(例えば、数ケ月)となり、
これが水圧鉄管抜水のたび毎に起こるとすると機
械のアベイラビリテイーを極端に低下させること
になりプラントとしての総合的経済性を損う。す
なわち、初充水ポンプには所定容量が必要で、そ
のため、高価な専用ポンプを単に充水専用として
配備する必要があつた。
本発明は、このような問題点を除去し、充水所
要日数を短縮しプラントのアベイラビリテイーを
向上させることを目的とし、上池に入る自然流入
水がないか又は少なく下池側からの揚水によつて
充水せざるを得ない純揚水形プラントで、同軸上
に複数段のランナー羽根を有し、各ランナー羽根
の出口を次段のランナー羽根の入口側につなぎ、
各段のランナー羽根が負担する揚程を合成して、
高い総合揚程を達成するように構成した多段ポン
プ及び多段ポンプ水車において、最高段部から数
えて特定数の段部と少なくとも該特定数の段部の
すぐ下の段部がガイドベーンを有する他の段部
と、少なくとも該特定数の段部中最低圧段部のラ
ンナ室に対しそれより低圧段のランナ室をバイパ
スした上、直接下池側から給水できる給水ライン
を設けてあり、前記特定数の段部のうちガイドベ
ーンがあるものは所定値に開き該特定段部のすぐ
下の段部のガイドベーンを全閉した上、前記給水
ラインを介して前記総合揚程より格段に低い部分
揚程の揚水運転を行い作ら前記上池又は前記上池
に連がる管路の初充水を行うようにしたことを第
1の特徴とし、上池に入る自然流入水がないか又
は少なく下池側からの揚水によつて充水せざるを
得ない純揚水形プラントで、同軸上に複数段のラ
ンナー羽根を有し、各ランナー羽根の出口を次段
のランナー羽根の入口側につなぎ、各段のランナ
ー羽根が負担する揚程を合成して、高い総合揚程
を達成するように構成した多段ポンプ及び多段ポ
ンプ水車の運転方法において、前記多段ポンプ又
はポンプ水車の複数のランナー羽根のうち一部分
の段部のランナー羽根のみを生かし、他の段部の
ランナー羽根は使用除外状態にし、定格より格段
に低い部分揚程の揚水運転を行い作ら前記上池又
は前記上池に連がる管路の初充水を行うことを第
2の特徴とするものである。
要日数を短縮しプラントのアベイラビリテイーを
向上させることを目的とし、上池に入る自然流入
水がないか又は少なく下池側からの揚水によつて
充水せざるを得ない純揚水形プラントで、同軸上
に複数段のランナー羽根を有し、各ランナー羽根
の出口を次段のランナー羽根の入口側につなぎ、
各段のランナー羽根が負担する揚程を合成して、
高い総合揚程を達成するように構成した多段ポン
プ及び多段ポンプ水車において、最高段部から数
えて特定数の段部と少なくとも該特定数の段部の
すぐ下の段部がガイドベーンを有する他の段部
と、少なくとも該特定数の段部中最低圧段部のラ
ンナ室に対しそれより低圧段のランナ室をバイパ
スした上、直接下池側から給水できる給水ライン
を設けてあり、前記特定数の段部のうちガイドベ
ーンがあるものは所定値に開き該特定段部のすぐ
下の段部のガイドベーンを全閉した上、前記給水
ラインを介して前記総合揚程より格段に低い部分
揚程の揚水運転を行い作ら前記上池又は前記上池
に連がる管路の初充水を行うようにしたことを第
1の特徴とし、上池に入る自然流入水がないか又
は少なく下池側からの揚水によつて充水せざるを
得ない純揚水形プラントで、同軸上に複数段のラ
ンナー羽根を有し、各ランナー羽根の出口を次段
のランナー羽根の入口側につなぎ、各段のランナ
ー羽根が負担する揚程を合成して、高い総合揚程
を達成するように構成した多段ポンプ及び多段ポ
ンプ水車の運転方法において、前記多段ポンプ又
はポンプ水車の複数のランナー羽根のうち一部分
の段部のランナー羽根のみを生かし、他の段部の
ランナー羽根は使用除外状態にし、定格より格段
に低い部分揚程の揚水運転を行い作ら前記上池又
は前記上池に連がる管路の初充水を行うことを第
2の特徴とするものである。
すなわち、本発明は一部のランナー羽根を使用
除外にして目的を達成するもので、具体的には、
多段ポンプ又はポンプ水車の複数のランナー羽根
のうち一部分の段部のランナー羽根のみを生か
し、他の段部のランナー羽根は使用除外状態にし
ながら、定格より格段に低い部分揚程運転も可能
にし、この部分揚程運転を初充水時に使うことに
より、初充水ポンプの定格揚程を格段に低下せし
め、あるいは、初充水ポンプを不要にすることが
できるので、初充水ポンプに要する費用を格段に
低下せしめ、さらに主機を利用することになるた
めかなりの大流量充水が可能になることから充水
所要日数を短縮しプラントのアベイラビリテイー
を向上せしめることができる。
除外にして目的を達成するもので、具体的には、
多段ポンプ又はポンプ水車の複数のランナー羽根
のうち一部分の段部のランナー羽根のみを生か
し、他の段部のランナー羽根は使用除外状態にし
ながら、定格より格段に低い部分揚程運転も可能
にし、この部分揚程運転を初充水時に使うことに
より、初充水ポンプの定格揚程を格段に低下せし
め、あるいは、初充水ポンプを不要にすることが
できるので、初充水ポンプに要する費用を格段に
低下せしめ、さらに主機を利用することになるた
めかなりの大流量充水が可能になることから充水
所要日数を短縮しプラントのアベイラビリテイー
を向上せしめることができる。
以下、実施例について説明する。
第3図は、本発明を二段ポンプ水車に適用した
一実施例の概略説明図で、第1図と同一部分には
同一の符号が付してある。この二段ポンプ水車が
第1図に示した従来の二段ポンプ水車と異なる点
は、下段ランナー9の下段案内羽根11出口から
上段ランナー羽根8aの入口までの通水部、すな
わち、リターンガイド13とドラフトチユーブ5
とを結んでストツプバルブ14を有するバイパス
管15が設けられている点である。
一実施例の概略説明図で、第1図と同一部分には
同一の符号が付してある。この二段ポンプ水車が
第1図に示した従来の二段ポンプ水車と異なる点
は、下段ランナー9の下段案内羽根11出口から
上段ランナー羽根8aの入口までの通水部、すな
わち、リターンガイド13とドラフトチユーブ5
とを結んでストツプバルブ14を有するバイパス
管15が設けられている点である。
そして、この二段ポンプ水車を運転する場合に
は、まず、初充水ポンプ7前後に設けられている
バルブ16及び17を全開にし初充水ポンプ7を
運転させ、水圧鉄管2および上池1の充水を行
う。この際の充水は、第2図において、二段中一
段のみ使用した場合の同一案内羽根開度における
効率を示す曲線Bにおいて、定格静落差より格段
に低いが、上段ランナーの効率が極端に低下しな
いN点になるような静落差Hpまで行われる。充
水完了後は、バルブ16及び17を全閉にして充
水の逆流を防止する。
は、まず、初充水ポンプ7前後に設けられている
バルブ16及び17を全開にし初充水ポンプ7を
運転させ、水圧鉄管2および上池1の充水を行
う。この際の充水は、第2図において、二段中一
段のみ使用した場合の同一案内羽根開度における
効率を示す曲線Bにおいて、定格静落差より格段
に低いが、上段ランナーの効率が極端に低下しな
いN点になるような静落差Hpまで行われる。充
水完了後は、バルブ16及び17を全閉にして充
水の逆流を防止する。
次に、両ランナー共に水面押し下げ後空転起動
させる必要があるため、上段案内羽根10及び下
段案内羽根11を全閉させ、ストツプバルブ14
を全開にして、上部ランナー8室及び下部ランナ
ー9室に圧縮空気を導入し、各ランナーをそれぞ
れ空中に露出させ、第3図のC,D面まで水面押
下げを行なう。
させる必要があるため、上段案内羽根10及び下
段案内羽根11を全閉させ、ストツプバルブ14
を全開にして、上部ランナー8室及び下部ランナ
ー9室に圧縮空気を導入し、各ランナーをそれぞ
れ空中に露出させ、第3図のC,D面まで水面押
下げを行なう。
次に、主軸12に直結された起動用電動機等に
より、上段ランナー8及び下段ランナー9を同時
にポンプ方向に起動せしめ、定格速度に達してか
ら主電動機を励磁した上で電力系統につなぎ主電
動機運転に移行する。
より、上段ランナー8及び下段ランナー9を同時
にポンプ方向に起動せしめ、定格速度に達してか
ら主電動機を励磁した上で電力系統につなぎ主電
動機運転に移行する。
揚水開始条件が確立してからストツプバルブ1
4を開放すると共に、上段案内羽根10を徐々に
開いてバイパス管15、リターンガイド13を介
して揚水を行なう。案内羽根をその時の静落差に
適応した適正開度に調節しながら、揚水運転を継
続し、上段ランナーの所定静落差Hqまで充水し
た時点で下段ランナー9室の排気を行い、徐々に
下部案内羽根11を開いて、その後ストツプバル
ブ14を閉じ、本来ルートであるドラフトチユー
ブ5、下段ランナー9、リターンガイド13、上
段ランナー8を介して両ランナーによる揚水を開
始する。なお、その後も刻々の静落差に応じて上
段案内羽根10、下段案内羽根11の開度調整を
行う。
4を開放すると共に、上段案内羽根10を徐々に
開いてバイパス管15、リターンガイド13を介
して揚水を行なう。案内羽根をその時の静落差に
適応した適正開度に調節しながら、揚水運転を継
続し、上段ランナーの所定静落差Hqまで充水し
た時点で下段ランナー9室の排気を行い、徐々に
下部案内羽根11を開いて、その後ストツプバル
ブ14を閉じ、本来ルートであるドラフトチユー
ブ5、下段ランナー9、リターンガイド13、上
段ランナー8を介して両ランナーによる揚水を開
始する。なお、その後も刻々の静落差に応じて上
段案内羽根10、下段案内羽根11の開度調整を
行う。
すなわち、第2図に示すように、二段中一段の
み使用した場合の同一案内羽根開度における効率
を示すB曲線とある案内羽根開度における二段総
合効率を示すA曲線との比較より明らかなよう
に、静落差が低いところでは前者が後者より高い
ので、この実施例では、静落差が低い間は、下段
ランナー9を水面押下状態のまま待期させ、もつ
ぱら上段ランナー8のみで揚水を行い、静落差が
充分高くなつて来た段階で両ランナーを生かすよ
うに、この充水過程において有効段数の選択を行
いながら最高効率運転を行うことができる。
み使用した場合の同一案内羽根開度における効率
を示すB曲線とある案内羽根開度における二段総
合効率を示すA曲線との比較より明らかなよう
に、静落差が低いところでは前者が後者より高い
ので、この実施例では、静落差が低い間は、下段
ランナー9を水面押下状態のまま待期させ、もつ
ぱら上段ランナー8のみで揚水を行い、静落差が
充分高くなつて来た段階で両ランナーを生かすよ
うに、この充水過程において有効段数の選択を行
いながら最高効率運転を行うことができる。
このように高落差ポンプを用いなくても高効率
運転が可能となつたため、充水所要日数を短縮し
プラントのアベイラビリテイーを向上させること
が可能となつた。
運転が可能となつたため、充水所要日数を短縮し
プラントのアベイラビリテイーを向上させること
が可能となつた。
また、このように初充水ポンプに極端に低能力
のポンプを使用することができるようになつたの
で、価格の低減も可能となつたが、第2図におけ
るB曲線とA曲線との比較より明らかなように、
静落差0の場合の効率が前者の場合に著しく高く
なるので、初充水ポンプを省略することも可能で
ある。初充水ポンプの省略が可能となることは、
充水専用の高価なポンプを配備する必要がなくな
るため経済的の効果も著しい。
のポンプを使用することができるようになつたの
で、価格の低減も可能となつたが、第2図におけ
るB曲線とA曲線との比較より明らかなように、
静落差0の場合の効率が前者の場合に著しく高く
なるので、初充水ポンプを省略することも可能で
ある。初充水ポンプの省略が可能となることは、
充水専用の高価なポンプを配備する必要がなくな
るため経済的の効果も著しい。
なお、水圧鉄管を分岐させて複数のポンプ又は
ポンプ水車が配置されるプラントにおいては、こ
の発明の多段ポンプ水車を1台だけ設ければ、所
期の目的を達成することができる。
ポンプ水車が配置されるプラントにおいては、こ
の発明の多段ポンプ水車を1台だけ設ければ、所
期の目的を達成することができる。
以上の如く、本発明の多段水力機械及びその運
転方法は、充水所要日数を短縮しプラントのアベ
イラビリテイーを向上させることを可能とするも
ので、産業上の効果の大なるものである。
転方法は、充水所要日数を短縮しプラントのアベ
イラビリテイーを向上させることを可能とするも
ので、産業上の効果の大なるものである。
第1図は、従来の多段水力機械の一例である二
段ポンプ水車の概略構造説明図、第2図は、多段
水力機械の一例である二段ポンプ水車の従来及び
本発明の場合の効率を説明する線図、第3図は、
本発明の多段水力機械の一実施例である二段ポン
プ水車の概略構造説明図である。 1……上池、2……水圧鉄管、3……入口弁、
4……二段ポンプ水車、5……ドラフトチユー
ブ、6……下池、7……初充水ポンプ、8……上
段ランナー、8a……上段ランナー羽根、9……
下段ランナー、9a……下段ランナー羽根、10
……上段案内羽根、11……下段案内羽根、12
……主軸、13……リターンガイド、14……ス
トツプバルブ、15……バイパス管。
段ポンプ水車の概略構造説明図、第2図は、多段
水力機械の一例である二段ポンプ水車の従来及び
本発明の場合の効率を説明する線図、第3図は、
本発明の多段水力機械の一実施例である二段ポン
プ水車の概略構造説明図である。 1……上池、2……水圧鉄管、3……入口弁、
4……二段ポンプ水車、5……ドラフトチユー
ブ、6……下池、7……初充水ポンプ、8……上
段ランナー、8a……上段ランナー羽根、9……
下段ランナー、9a……下段ランナー羽根、10
……上段案内羽根、11……下段案内羽根、12
……主軸、13……リターンガイド、14……ス
トツプバルブ、15……バイパス管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 上池に入る自然流入水がないか又は少なく下
池側からの揚水によつて充水せざるを得ない純揚
水形プラントで、同軸上に複数段のランナー羽根
を有し、各ランナー羽根の出口を次段のランナー
羽根の入口側につなぎ、各段のランナー羽根が負
担する揚程を合成して、高い総合揚程を達成する
ように構成した多段ポンプ及び多段ポンプ水車に
おいて、最高段部から数えて特定数の段部と、少
なくとも該特定数の段部のすぐ下の段部がガイド
ベーンを有する他の段部と、少なくとも該特定数
の段部中最低圧段部のランナ室をバイパスした
上、直接下池側から給水できる給水ラインを設け
てあり、前記特定数の段部のうちガイドベーンが
あるものは所定値に開き該特定数の段部のすぐ下
の段部のガイドベーンを全閉した上、前記給水ラ
インを介して前記総合揚程より格段に低い部分揚
程の揚水運転を行い作ら前記上池又は前記上池に
連がる管路の初充水を行うようにしたことを特徴
とする多段水力機械。 2 前記特定段部以外の段部についてはランナー
周りの水を排除し空転モードにするようにした特
許請求の範囲第1項記載の多段水力機械。 3 上池に入る自然流入水がないか又は少なく下
流側からからの揚水によつて充水せざるを得ない
純揚水形プラントで、同軸上に複数段のランナー
羽根を有し、各ランナー羽根の出力を次段のラン
ナー羽根の入口側につなぎ、各段のランナー羽根
が負担する揚程を合成して、高い総合揚程を達成
するように構成した多段ポンプ及び多段ポンプ水
車の運転方法において、前記多段ポンプ又はポン
プ水車の複数のランナー羽根のうち一部分の段部
のランナー羽根のみを生かし、他の段部のランナ
ー羽根は使用除外状態にし、定格より格段に低い
部分揚程の揚水運転を行い乍ら前記上池又は前記
上池に連がる管路の初充水を行うことを特徴とす
る多段水力機械の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57079788A JPS58195076A (ja) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | 多段水力機械及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57079788A JPS58195076A (ja) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | 多段水力機械及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58195076A JPS58195076A (ja) | 1983-11-14 |
| JPH0152590B2 true JPH0152590B2 (ja) | 1989-11-09 |
Family
ID=13699947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57079788A Granted JPS58195076A (ja) | 1982-05-11 | 1982-05-11 | 多段水力機械及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58195076A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6195989U (ja) * | 1984-11-29 | 1986-06-20 |
-
1982
- 1982-05-11 JP JP57079788A patent/JPS58195076A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58195076A (ja) | 1983-11-14 |
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