1. 動作原理
水力タービンは、水の流れのエネルギーを利用した動力装置です。水力タービンは、水の流れのエネルギーを回転する機械エネルギーに変換する動力機械です。上流の貯水池の水は、導水管を通ってタービンに導かれ、タービンランナーを回転させ、発電機を駆動して発電します。
タービン出力の計算式は以下のとおりです。
P＝9.81H·Q·η（P：水力発電機の出力、kW；H：水頭、m；Q：タービンを通過する流量、m3/s；η：水力タービンの効率）
落差 h が高く、流量 Q が大きいほど、タービンの効率 η は高くなります。出力が高いほど、出力電力は大きくなります。
2. 水力タービンの分類と適用揚程
タービン分類
反動タービン：フランシス水車、軸流水車、斜流水車、管状水車
ペルトン水車：ペルトン水車、斜めストローク水車、二段ストローク水車、ペルトン水車
垂直混合流
垂直軸流
斜めの流れ
適用対象ヘッド
反動タービン：
フランシス水車 20～700m
軸流タービン 3～80m
傾斜流タービン 25～200m
管状タービン 1～25m
衝動タービン：
ペルトン水車 300～1700m（大型）、40～250m（小型）
斜め衝撃タービンの場合、20～300m
ダブルクリック式タービン 5～100m（小型）
タービンの種類は、有効落差と比速度に応じて選定される。
3. 水力タービンの基本動作パラメータ
主に、ヘッド h、流量 Q、出力 P、効率 η、速度 n が含まれます。
特徴的な頭部H：
最大落差Hmax：タービンが運転できる最大有効落差。
最小落差Hmin：水力タービンの安全かつ安定した運転に必要な最小有効落差。
加重平均水頭 ha: タービンのすべての水頭の加重平均値。
定格落差HR：タービンが定格出力を生成するために必要な最小有効落差。
流量Q：タービンの所定の流路断面を単位時間あたりに通過する流量。一般的に使用される単位はm3/sです。
速度n：タービンランナーの単位時間あたりの回転数。一般的にはR/minで表される。
出力P：タービン軸端の出力電力。一般的に使用される単位：kW。
効率η：水力タービンの入力電力と出力電力の比を水力タービンの効率と呼びます。
4. タービンの主要構造
反動タービンの主要構造部品は、渦巻きケーシング、ステイリング、ガイド機構、トップカバー、ランナー、メインシャフト、ガイドベアリング、ボトムリング、ドラフトチューブなどです。上記の図は、タービンの主要構造部品を示しています。
5. 水力タービンの工場試験
渦巻きケーシング、ランナー、メインシャフト、サーボモーター、ガイドベアリング、トップカバーなどの主要部品を点検、操作、テストする。
主な検査・試験項目：
1) 材料検査
2) 溶接検査
3) 非破壊検査
4）耐圧試験
5）寸法チェック
6) 工場での組み立て。
7）動作テスト
8) ランナーの静的バランス試験など
投稿日時：2021年5月10日
