JPS6183486A - 多段水力機械の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は各段部にランナを猫えると共に、各段部間を返
り通路によって連絡した流路構成の多段水力機械におい
て、事故時や通常運転時に水力機械を安全かつ迅速に停
止し得る多段水力機械の運転制御方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、水車、ポンプ水車などの水力機械の運転制御は
、ランナ外周部に円形翼列状に配置されたガイドベーン
の開度を調節し、ランチを通過する水量を調整すること
により行なわれる。従って、ガイドベーン１７１度を急
変すれば流予も急変するので、水力機械に連なる水路内
では流ω変化に起因する水撃現象や、ナージング等が発
生して急激な水圧変動を誘発し、水力機械を不安定な状
態におとし入れ、また、水圧変動が異常に大きい場合に
は、水力機械が損傷をうけたり、破壊される危険がある
。

ところで、複数の段部を備え、それらの間を返り通路に
よって連絡した流路構成からなる多段水力機械において
は、構造およびその運転制御を可及的に簡略化するため
、水口開度を調整できる可動がイドベーンを最低圧段部
ランナの外周にのみ配列することがある。

このように、各段部の流路が返り通路によって連絡され
ている複雑な流路形状の多段水力機械においては、主機
を停止する場合、水力機械を危険な状態におとし入れる
ことなく安全確実に運転制御できるガイドベーンの制御
方法が必要となるが、従来は多段水力機械自体に技術的
未開分野が多いこともあって、適切な運転制御方法が存
在しなかった。

なお、水力機械の流路入口部には通常、仕切弁として入
口弁が設置されているが、この人口弁は流路の遮断を目
的とするところから開閉動作は比較的緩慢であり、従っ
て、入口弁のみによって多段水力機械の運転Ｉ１１御を
行なおうとすると、停止時間が長くなるため、長時間に
亘って機器を苛酷な過渡状態に置くことになり、好まし
くない。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、多段水
力機械の運転用■時における流量変化に起因する水撃現
象を抑制し、しかも迅速に主機を停止し得る多段水力機
械の運転制御方法を提供することを目的とするものであ
る。

〔発明の概要〕

本発明は上述の目的を達成するため、高圧段部の入口部
に入口弁を備え、最低圧段部のランナ外周部に最低圧段
部可動ガイドベーンを備え、かつ各段部間を返り通路に
よって連結した多段水力機械において、水車運転中の主
義を停止させる場合、運転制御指令を前記入口弁と最低
圧段部可動ガイドベーンの両方に伝えて両名を開制御す
ると共に、前記入口弁よりも急速に最低圧段部可動ガイ
ドベーンを閉路させ、この最低圧段部可動ガイドベーン
が所定の小間度まで閉路した際、その開動作を停止させ
、その後も前記入口弁を開動作させて全開状態に至らし
めることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕　　　　　・ 次に、本発明の実施例を第２図に示す２Ｉ３２ポンプ水
車の場合を例にとって説明する。

第２図において、多段水力機械の高圧段部は、主軸１に
固着した高圧段部ランナ２と、これを収容する高圧段部
ケーシング３と、この高圧段部ケーシング３内に配置し
た円形翼列状の高圧段部固定ガイドベーン４とから成り
、高圧段部ケーシング３の周囲に配置した渦巻ケーシン
グ５の入口部には入口弁６を介して水圧鉄管７が連結さ
れている。・ また、最低圧段部は、主軸１に固着した最低圧段部ラン
ナ８と、これを収容する最低圧段部ケーシング９と、こ
の最低圧段部ケーシング内に配置した円形翼列状の最低
圧段部可動ガイドベーン１０とから成る。

最低圧段部ケーシング９と高圧段部ケーシング３０間は
返り通路１１によって連絡されており、また、最低圧段
部ケーシング９の下端は吸出し管１２を介して放水路（
図示せず）に接続されている。

このような構成の多段水力機械において、水車運転の場
合、水圧鉄管７から入口弁６と渦巻ケーシング５を介し
て、高圧段部ケーシング３内に流入した水流は、高圧段
部固定ガイドベーン４Ｊ５よび高圧段部ランナ２を通過
し、主軸１に回転力を与えた債、返り通路１１を経て最
低圧段部内に導入され、最低圧段部可動ガイドベーン１
０．最低圧段部ランナ８を流過して再び主軸１に回転力
を与えた後、吸出し管１２がら放水路に排出される。

一方、ポンプ運転時には最低圧段部ランナ８、および高
圧段部ランナ２によって下池から揚水された水は前記し
た水車運転時と逆の順路を通り、水圧鉄管７を経て上池
へ送り込まれる。

次に、上述のように構成した２段ポンプ水車において、
水車運転中に水車負荷遮断やポンプ入力遮断などの事故
が発生した場合、あるいは主義の運転を停止する場合の
運転制御方法について第１図を参照して説明する。

水車負荷′ＩＪＸ断、ポンプ入力遮断などの事故時ある
いは通常の運転停止時に運転状態の制御Ｏを行なう場合
、まず主機停止のための運転制御指令を入口弁６と最低
圧段部可動ガイドベーン１０の両方の制御装置（図示せ
ず）に伝えて、各々の閉制御を開始する。この場合、第
１図に示すように、最低圧段部可動ガイドベーン１０の
閉動作速度は入口弁６の閉動作速度よりも４〜５倍程度
大きく設定されており、また、最低圧段部可動ガイドベ
ーン１０は閉動作の際に所定の小間度に達すると閉動作
を停止してそのままの開度を保持するが、入口弁６は全
開に至るまで閉動作を継続する。

このように本発明においては、主機停止のための運転指
令を入口弁６と最低圧段部可動ガイドベーン１０に同時
に伝えて、両者を一斉に閉制御するようにしたので、主
機を通過する水司は２ケ所で減少されることになり、閉
動作の早い最低圧段部可動ガイドベーン１ｏの動きによ
る水圧変動を、入口弁６での流１ｉ！ｆ　１ｌｉ（Ｉ　
ＩＩＩにより押えることができる。

また、水車運転の場合、最低圧段部可動ガイドベーン１
０の閉動作により、このガイドベーンより上流側は水圧
が上昇しはじめるが、その際、最低圧段部可動ガイドベ
ーン１０は所定の小間度で閉動作を終止するので、水圧
変動は、最低圧段部可動ガイドベーンを全開に至らしめ
る場合に比較して小さく押えることができる。なお、上
述した所定の小間度は最低圧段部可動ガイドベーン開度
の割合、閉制御指令開始からの時間、水圧鉄管または放
水路の水圧値、あるいは主機回転速度の変化等を考慮し
、実情に合わせて最適な小間度を選択すればよい。

上述のように、本発明においては、入口弁と最低圧段部
可動ガイドベーンを同時に閉動作させることによる流量
の減少および最低圧段部可動ガイドベーンを所定の小間
度で保持させることによる流量変動の減少のため、水撃
現象による水圧変動を極力小さく押えることが可能とな
り、また、主機の苛酷な運転状態を、速やかに終止させ
ることができることから礪器の損傷や破壊を防ぐことが
できる。

なお、以上の説明では２段水力機械に本発明を適用した
例につき述べたが、本発固はこれに限定されるものでな
く、３段以上の多段水力機械にも同様（適用し１ｎるこ
とは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、多段水力機械の運
転中に事故が発生した場合や主機の運転を停止する場合
、安全かつ迅速に運転状態を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例を説明するための動作特性
を示す線図、第２図は本発明を適用する多段水力機械と
して２段ポンプ水車の構成例を示す概略縦断面図である
。 １・・・主軸、２・・・高圧段部ランナ、３・・・高圧
段部ケーシング、４・・・高圧段部固定ガイドベーン、
５・・・渦巻ケーシング、６・・・入口弁、７・・・水
Ｊ：ｒ：ＳＸ管、８・・・最低圧段部ランナ、９・・・
最低圧段部ケーシング、１０・・・最低圧段部可動ガイ
ドベーン、１１・・・返り通路、１２・・・吸出し管。 茄　ｆ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高圧段部の入口部に入口弁を備え、最低圧段部のランナ
   外周部に最低圧段部可動ガイドベーンを備え、かつ各段
   部間を返り通路によって連結した多段水力機械において
   、水車運転中の主機を停止させる場合、運転制御指令を
   前記入口弁と最低圧段部可動ガイドベーンの両方に伝え
   て両者を閉制御すると共に、前記入口弁よりも急速に最
   低圧段部可動ガイドベーンを閉路させ、この最低圧段部
   可動ガイドベーンが所定の小間度まで閉路した際、その
   閉動作を停止させ、その後も前記入口弁を閉動作させて
   全閉状態に至らしめることを特徴とする多段水力機械の
   運転制御方法。