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JPH02286881A - Nozzle switching method for pelton hydraulic wheel - Google Patents

Nozzle switching method for pelton hydraulic wheel

Info

Publication number
JPH02286881A
JPH02286881A JP1109740A JP10974089A JPH02286881A JP H02286881 A JPH02286881 A JP H02286881A JP 1109740 A JP1109740 A JP 1109740A JP 10974089 A JP10974089 A JP 10974089A JP H02286881 A JPH02286881 A JP H02286881A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
nozzles
needle
water
output
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.)
Pending
Application number
JP1109740A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Ota
篤 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP1109740A priority Critical patent/JPH02286881A/en
Publication of JPH02286881A publication Critical patent/JPH02286881A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate variation in the output of a hydraulic wheel by increasing the degree of opening of other pairs of needle nozzles than a certain fully opened pair of needle nozzles when the output of a hydraulic wheel has increased, and changing over the nozzles in the opposite procedure to above when the output has decreased. CONSTITUTION:When load is small, needles 4 of nozzles 11, 13 are operated by a pressure distributing valve 40 to control the degree of opening so that water is jetted in a rate corresponding to the load at the current time, and thus the hydraulic wheel concerned yields an output which corresponds to this rate of water jetting. When the load has further increased requiring a rate of water jet larger than the one obtained by fully opened nozzles 11, 13, they shall be full opened, and other nozzles 12, 14 are controlled by another pressure distributing valve 41 while the degree of nozzle opening is controlled by the needles 4. Thus water is jetted in the rate corresponding to this controlled degree of opening of nozzles 12, 14 and that of the nozzles 11, 13, and the hydraulic wheel yields output correspondingly. When the load is decremental, this procedure shall be followed oppositely.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水車発電機に使用される複数対のノズルを育
するペルトン水車のノズル数を水車出力に応じて切替え
るペルトン水車のノズル切替方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides a nozzle switching method for a Pelton water turbine that switches the number of nozzles in a Pelton water turbine that grows multiple pairs of nozzles used in a water turbine generator according to the output of the water turbine. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

水力発電所に使用されるペルトン水車発電機のペルトン
水車は水車出力に応じてノズル数を切替えて高効率運転
を行うようにしている。第2図はこの種のペルトン水車
の系統図であり、図に基づいて従来技術を説明する。
Pelton water turbines of Pelton water turbine generators used in hydroelectric power plants operate with high efficiency by switching the number of nozzles according to the output of the water turbine. FIG. 2 is a system diagram of this type of Pelton turbine, and the prior art will be explained based on the diagram.

第!図において、1は図示しない水圧鉄管を経て水が導
かれるケーシングであり、外周部にバケット2を有する
ランナ3の外周を囲んで設けられている。モしてケーシ
ング1の内側に設けられた複数個のノズル11.12.
13.14からバケット2に水を噴射するようにしてい
る。
No.! In the figure, 1 is a casing through which water is guided through a penstock (not shown), and is provided surrounding the outer periphery of a runner 3 having a bucket 2 on its outer periphery. A plurality of nozzles 11, 12.
Water is injected into bucket 2 from 13.14.

ノズル11〜14にはそれぞれニードル4が挿入され、
ニードル40ストロークにより決まるニードルノズル開
度によりノズル11〜14から噴射される水の流量が制
御されるようにしている。二一ドル4はニードルサーボ
モータ6の内部に位置するピストン7に取付けられたロ
ッド5の先端に取付けられ、ニードルサーボモータ6に
後述するデフレクタ配圧弁8から管路9を経てばね10
に抗して供給される圧油によってその開度が調整される
A needle 4 is inserted into each of the nozzles 11 to 14,
The flow rate of water injected from the nozzles 11 to 14 is controlled by the opening degree of the needle nozzle determined by the stroke of the needle 40. The needle 4 is attached to the tip of a rod 5 attached to a piston 7 located inside the needle servo motor 6, and a spring 10 is connected to the needle servo motor 6 via a pipe 9 from a deflector pressure distribution valve 8, which will be described later.
Its opening degree is adjusted by pressure oil supplied against the pressure.

ノズル11〜14の前部には、このノズルとバケット2
との間を遮断するデフレクタ15が設けられている。デ
フレクタ15は調速機により制御され、この動きをニー
ドル4の開度に連動させている。すなわちデフレクタ1
5は二叉のレバー16を介してデフレクタサーボモータ
18の中に位置するピストン19に取付けられたロッド
20により回動する。すなわちピストン19の両側の油
室に調速機に連結する配圧弁21のポート22.23か
らの圧油が管路24,25を経て給徘し、ロッド200
ストロークが図示しないフィードバック機構を介して負
荷に対応する角度だけデフレクタ15は回動する。レバ
ー16の他方のレバ一部にはニードルサーボモータ6の
ロッド5に取付けられた復帰レバー27にビン結合され
た追尾カム28にピン結合されたリンク29が接続され
ている。また追尾カム28はデフレクタ配圧弁8に内装
されるフロートバルブ30を圧油により進退させるバイ
ロフトバルブ31の先端に接している。
At the front of the nozzles 11 to 14, this nozzle and bucket 2 are installed.
A deflector 15 is provided to cut off the gap between the two. The deflector 15 is controlled by a speed governor, and its movement is linked to the opening degree of the needle 4. That is, deflector 1
5 is rotated by a rod 20 attached to a piston 19 located in a deflector servo motor 18 via a two-pronged lever 16. That is, pressure oil from the ports 22 and 23 of the pressure distribution valve 21 connected to the speed governor is supplied to the oil chambers on both sides of the piston 19 via the pipes 24 and 25, and the rod 200
The deflector 15 rotates by an angle whose stroke corresponds to the load via a feedback mechanism (not shown). A link 29 that is pin-coupled to a tracking cam 28 that is pin-coupled to a return lever 27 attached to the rod 5 of the needle servo motor 6 is connected to a portion of the other lever 16 . Further, the tracking cam 28 is in contact with the tip of a biloft valve 31 that moves a float valve 30 built into the deflector pressure distribution valve 8 back and forth using pressure oil.

したがって配圧弁21からの管路24 、25を経る圧
油により負荷に相当するデフレクタサーボモータ1Bの
ロッド20のストロークが定められると、デフレクタ1
5の傾き角度が決められ、これに応じてリンク29.追
尾カム2Bを介してデフレクタ配圧弁8のパイロットバ
ルブ31を移動させ、フロートバルブ30の変位により
圧油を管路9を介してニードルサーボモータ6に供給す
る。この時にニードル4はロッド5のストロークにより
移動するが、復帰レバー27は追尾カム28を移動させ
ることによりニードル4のストロークに応じてフィード
バックされてデフレクタ配圧弁8からのニードルサーボ
モータ6への圧油の供給が停止され、ニードル4は負荷
に応じた水の噴射流量に比例するニードルノズル開度に
制御される。
Therefore, when the stroke of the rod 20 of the deflector servo motor 1B corresponding to the load is determined by the pressure oil passing through the pipes 24 and 25 from the pressure distribution valve 21, the deflector 1
The inclination angle of link 29.5 is determined, and the inclination angle of link 29.5 is determined accordingly. The pilot valve 31 of the deflector pressure distribution valve 8 is moved via the tracking cam 2B, and pressure oil is supplied to the needle servo motor 6 via the pipe line 9 by displacement of the float valve 30. At this time, the needle 4 is moved by the stroke of the rod 5, but the return lever 27 is fed back according to the stroke of the needle 4 by moving the tracking cam 28, and pressure oil is transferred from the deflector pressure distribution valve 8 to the needle servo motor 6. The supply of water is stopped, and the needle nozzle opening degree is controlled to be proportional to the water injection flow rate according to the load.

ところで、負荷に対応する水車出力が小さいときにはノ
ズル11.13とからのみ水を噴射し、ノズル12.1
4はニードル4により全開にする。この制御は調速機か
らの指令による圧油切換弁の作動によりデフレクタ配圧
弁8のパイロットバルブ31の作動を不能にしてノズル
12.14のニードル4を全閉にする。なお水車出力が
ノズル11.13の全開時の水噴射流量より大きくなれ
ば、圧油切換弁の作動によりノズル12.14のニード
ル4の作動を可能にしてノズル11.13と12.14
との各ニードル4を同時に開にする。
By the way, when the water turbine output corresponding to the load is small, water is injected only from nozzle 11.13, and water is injected only from nozzle 12.1.
4 is fully opened with needle 4. This control disables the operation of the pilot valve 31 of the deflector pressure distribution valve 8 and fully closes the needle 4 of the nozzle 12, 14 by operating the pressure oil switching valve in response to a command from the speed governor. Note that if the water turbine output becomes larger than the water injection flow rate when the nozzle 11.13 is fully open, the pressure oil switching valve is activated to enable the operation of the needle 4 of the nozzle 12.14, and the nozzles 11.13 and 12.14 are activated.
and each needle 4 are opened at the same time.

なお、デフレクタ15は負荷急減時、調速機からの指令
により急速動作し、ノズルからの噴射水がバケット2に
当たらないようにする。
Note that when the load suddenly decreases, the deflector 15 operates rapidly in response to a command from the speed governor to prevent the water jetted from the nozzle from hitting the bucket 2.

このような構成により負荷がノズル11と13との各ニ
ードルノズル開度の全開時の水噴射流量の和に相当する
ものより小さいとき幌は、調速機に連結する配圧弁21
を介してデフレクタサーボモータ18が作動し、デフレ
クタ15が負荷に対応して回動するとともにデフレクタ
配圧弁繍からの圧油によりノズル11.13のニードル
4が移動し、ニードルノズル開度が調整されて負荷に対
応する流量の水がノズル11.13から噴射されてこの
噴射流量に対応する水車出力が得られ、ランナ3に軸を
介して結合される発電機は水車出力に応じた電力を出力
する。
With such a configuration, when the load is smaller than the sum of the water injection flow rates of the nozzles 11 and 13 when the needle nozzles are fully opened, the hood is connected to the pressure regulating valve 21 connected to the speed governor.
The deflector servo motor 18 is operated via the deflector servo motor 18, and the deflector 15 is rotated in accordance with the load, and the needle 4 of the nozzle 11.13 is moved by pressure oil from the deflector pressure distribution valve, and the needle nozzle opening degree is adjusted. Water at a flow rate corresponding to the load is injected from the nozzle 11.13, and a water turbine output corresponding to this injection flow rate is obtained, and a generator connected to the runner 3 via a shaft outputs electric power according to the water turbine output. do.

負荷がさらに増加してノズル11と13とのニードルノ
ズル開度全開時の水噴射流量の和以上に相当するものに
なれば、ノズル11,12,13.14を配圧弁により
均等に各ニードル4の開度を調整して各ノズルから水を
噴射し、この噴射流量に対応する水車出力を得、増加す
る負荷に対応する。
If the load increases further and becomes equal to or greater than the sum of the water injection flow rates of nozzles 11 and 13 when the needle nozzles are fully open, the pressure distribution valves will be used to distribute the pressure to each needle 4 equally. Water is injected from each nozzle by adjusting the opening of the nozzle, and the turbine output corresponding to the injection flow rate is obtained to cope with the increasing load.

第4図は水車出力がノズル11と13とのニードル開度
にニードルサーボモータのストローク)全開時に相当す
る出力以上になるときのノズル11.13と12.14
のニードル開度を示すグラフである0図においてノズル
11と13とのニードル開度が全開(100%)状態か
らA時点で出力をさらに増加する時にはノズル11と1
3とのニードルは30に示すように閉方向に、ノズル1
2と14とのニードルは31に示すように開方向に移動
させてノズ、ル11.13とノズル12.14とのニー
ドル4を同一開度にし、この同−開度になったB時点か
らノズル11〜14のニードル4を同時に同じ開度割合
で操作し、各ノズルから均等の水噴射流量を噴射して出
力増加に対応する。このときの水車出力は32に示す出
力状態となる。
Figure 4 shows nozzles 11.13 and 12.14 when the water turbine output exceeds the output corresponding to the needle opening of nozzles 11 and 13 (the stroke of the needle servo motor) when fully open.
In Figure 0, which is a graph showing the needle opening of nozzles 11 and 13, when the needle opening of nozzles 11 and 13 is fully open (100%) and the output is further increased at point A, nozzles 11 and 1
3 in the closing direction as shown at 30, nozzle 1
The needles 2 and 14 are moved in the opening direction as shown in 31, and the needles 4 of nozzles 11.13 and 12.14 are made to have the same opening degree, and from point B when the needles 4 of nozzle 11.13 and nozzle 12.14 are at the same opening degree, The needles 4 of the nozzles 11 to 14 are operated at the same time at the same opening rate to inject an equal flow rate of water from each nozzle to cope with the increase in output. The water turbine output at this time becomes the output state shown in 32.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のように水車出力がノズル11と13のニードルノ
ズル開度全開時の水噴射流量の拍和に対応する出力以上
に増加して他のノズル12.14からも水噴射させる場
合、ノズル11と13のニードル開度を閉方向に、ノズ
ル12.14のニードル開度を開方向にしてこれらのノ
ズルのニードル開度を一旦同一開度にした後同じ開度割
合で出力を増加させる切替方法は、各ノズルのニードル
を同一開度にするための切替時間がかかるとともに第4
図に示すようにこの切替時間(AからB時点までの時間
)に水車出力が33のように変動するこれは水噴射流量
に相当するニードルノズル開度とニードルサーボモータ
のストローク に一ドル開度)との関係が第5図に示す
ように直線的な比例関係でないため閉方向に進むノズル
11.13のニードルノズル開度と開方向に進むノズル
12.14のニードルノズル開度の和が一定、すなわち
水噴射流量が一定にならないためである。
As mentioned above, when the water turbine output increases beyond the output corresponding to the pulse of the water injection flow rate when the needle nozzles of nozzles 11 and 13 are fully opened and water is injected from other nozzles 12 and 14, nozzle 11 and The switching method is to set the needle openings of nozzles 12 and 13 in the closed direction and the needle openings of nozzles 12 and 14 in the open direction, and then set the needle openings of these nozzles to the same opening, and then increase the output at the same opening ratio. , it takes time to switch the needles of each nozzle to the same opening degree, and the fourth
As shown in the figure, during this switching time (time from point A to point B), the water turbine output fluctuates like 33. This is the needle nozzle opening corresponding to the water injection flow rate and the needle servo motor's stroke by one dollar opening ) is not a linear proportional relationship as shown in FIG. In other words, this is because the water injection flow rate is not constant.

するという問題がある。There is a problem with doing so.

本発明の目的は、水車出力が増加してノズル数を切替゛
える時、切替時間をなくすとともに水車出力の変動をな
くすことのできるペルトン水車のノズル切替方法を提供
することである。
An object of the present invention is to provide a nozzle switching method for a Pelton water turbine that can eliminate switching time and fluctuations in the water turbine output when the number of nozzles is switched as the water turbine output increases.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記課題を解決するために、本発明によれば外周にバケ
ットを有するランナと、このランチの周囲に対向して配
される複数対のノズルと、このノズルに挿入され、ノズ
ルから噴射する水の流量を決めるニードルノズル開度を
制御するニードルとを備えるペルトン水車において、こ
の水車の出力1増減に応じて水を噴射するノズルの対数
を切替えるペルトン水車のノズル切替方法であって、前
記出力の増加時は一対のノズルのノズル開度が全開にな
るごとに他の対のノズルのニードルノズル開度を制御し
て水の噴射流量を増加させ、一方、出力減少時には前記
と逆の手順で一対のノズルのニードルノズル開度が全閉
になるごとに他の対のノズルのニードルノズル開度を制
御して水の噴射流量を減少させるものとする。
In order to solve the above problems, the present invention includes a runner having a bucket on the outer periphery, a plurality of pairs of nozzles arranged opposite to each other around the launch, and water inserted into the nozzle and jetted from the nozzle. A method for switching nozzles of a Pelton water turbine, which switches the logarithm of a nozzle that injects water according to an increase or decrease in the output of the water turbine, in a Pelton water turbine equipped with a needle that controls the opening degree of the nozzle, which determines the flow rate, and an increase in the output. When the nozzle opening of one pair of nozzles becomes fully open, the needle nozzle opening of the other pair of nozzles is controlled to increase the water injection flow rate.On the other hand, when the output decreases, the flow rate of water is increased by reversing the above procedure. Each time the needle nozzle opening of a nozzle becomes fully closed, the needle nozzle opening of another pair of nozzles is controlled to reduce the water injection flow rate.

〔作用〕[Effect]

ランナに臨んで対向して配される複数対のノズルを有す
るペルトン水車において、水車出力が増加し、一対のノ
ズルのニードルノズル開度の全開時の水噴射流量より多
くの水噴射流量が必要になる場合、この対のノズルのニ
ードルノズル開度は全開のままにして他の対のノズルの
ニードルを操作し、ニードルノズル開度を制御して出力
に対応する水噴射流量を各ノズルから噴射させる。すな
わち一対のノズルのニードルノズル開度が全開になった
ら、他の一対のノズルのニードルノズル開度を制御して
水噴射流量を増加させる。
In a Pelton turbine that has multiple pairs of nozzles arranged facing each other facing the runner, the turbine output increases, and a water injection flow rate greater than the water injection flow rate when the needle nozzle opening of the pair of nozzles is fully opened is required. If so, leave the needle nozzle opening of this pair of nozzles fully open and operate the needles of the other pairs of nozzles to control the needle nozzle opening and inject the water injection flow rate corresponding to the output from each nozzle. . That is, when the needle nozzle openings of a pair of nozzles become fully open, the needle nozzle openings of the other pair of nozzles are controlled to increase the water injection flow rate.

一方、出力が減少する場合、上記と逆の手順で行われる
。すなわち、出力の減少が水噴射流量を制御している一
対のノズルの水噴射流量よりさらに減少する必要がある
時には、このノズルのニードルノズル開度を全開にした
後、他の全開の一対のノズルのニードルノズル開度をニ
ードルにより制御して減少した出力に対応する水の噴射
流量を各ノズルから噴射する。すなわち−封のノズルが
全開になったら、他の一対のノズルのニードルノズル開
度を制御して水噴射流量を減少させる。
On the other hand, when the output decreases, the above procedure is reversed. In other words, when the output needs to be further reduced than the water injection flow rate of a pair of nozzles controlling the water injection flow rate, after the needle nozzle opening of this nozzle is fully opened, the other pair of nozzles that are fully open are The opening degree of the needle nozzle is controlled by the needle, and the water injection flow rate corresponding to the reduced output is injected from each nozzle. That is, when the nozzle with the seal is fully opened, the opening degrees of the needle nozzles of the other pair of nozzles are controlled to reduce the water injection flow rate.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は本発明の実施例によるノズル切替方法を適用す
るペルトン水車の制jB系統図である。なお第1図にお
いて第3図の従来例と同一部品には同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。第1図において従来例と異なるのは
一対のノズル11゜13のニードル40ストロークを制
御する配圧弁40と、他の一対のノズル12.14のニ
ードル4のストロークを制御する配圧弁41とを設け、
配圧弁40のポート42.43とからの圧油の給徘管4
4.45をそれぞれノズル11.13のデフレクタサー
ボモータ18のピストン19の両側の油室に接続し、一
方配圧弁41を のポート46.47とノズル12.14のデフレクタサ
ーボモータ18のピストン19の両側の油室に圧油の給
徘管48.49で接続したことである。なお、配圧弁4
0.41は図示しない調速機の指令により制御される。
FIG. 1 is a control system diagram of a Pelton turbine to which a nozzle switching method according to an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, parts that are the same as those in the conventional example shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. What is different from the conventional example in FIG. 1 is the provision of a pressure regulating valve 40 that controls the stroke of the needle 40 of a pair of nozzles 11 and 13, and a pressure regulating valve 41 that controls the stroke of the needle 4 of the other pair of nozzles 12 and 14. ,
Pressure oil supply pipe 4 from ports 42 and 43 of pressure distribution valve 40
4.45 are respectively connected to the oil chambers on both sides of the piston 19 of the deflector servo motor 18 of the nozzle 11.13, while the pressure regulating valve 41 is connected to the port 46.47 of the nozzle 12.14 and the piston 19 of the deflector servo motor 18 of the nozzle 12.14. It is connected to the oil chambers on both sides with pressure oil supply pipes 48 and 49. In addition, the pressure distribution valve 4
0.41 is controlled by a command from a speed governor (not shown).

このような構成によりペルトン水車を駆動して負荷が小
さい時には配圧弁40の作動によりノズル11.13の
ニードルを操作し、ニードルノズル開度を制御してノズ
ル11.13から負荷に対応する水噴射流量を噴射し、
この噴射流量に対応する水車出力を得る。そしてさらに
負荷が増加し、ノズル11゜13のニードルノズル開度
が全開以上の水噴射流量が必要の時には、ノズル11.
13のニードルノズル開度を全開にし、さらに配圧弁4
1の作動によりノズル12.14をニードル4の操作に
よりニードルノズル開度を制御し、この制御されたノズ
ル12.14のニードルノズル開度とノズル11.13
の全開のニードルノズル開度とに相当する水噴射流量を
噴射し、この噴射流量に対応する水車出力を得る。
With this configuration, when the Pelton turbine is driven and the load is small, the needle of the nozzle 11.13 is operated by operating the pressure distribution valve 40, the needle nozzle opening degree is controlled, and water is injected from the nozzle 11.13 in accordance with the load. inject the flow rate,
A water turbine output corresponding to this injection flow rate is obtained. Then, when the load increases further and the needle nozzle opening degree of nozzle 11.degree.
Fully open needle nozzle 13, and then open pressure distribution valve 4.
1, the needle nozzle opening degree of the nozzle 12.14 is controlled by operating the needle 4, and the controlled needle nozzle opening degree of the nozzle 12.14 and the nozzle 11.13 are
A water injection flow rate corresponding to the fully open needle nozzle opening is injected, and a water turbine output corresponding to this injection flow rate is obtained.

一方負荷が減少するときには前記と逆の手順で配圧弁4
1の作動によりノズル12.14のニードルノズル開度
を小さくしてノズル12.14からの水噴射流量を減少
させる。そしてさらに負荷が減少してノズル11.13
からの水噴射流量のみに対応する負荷になれば、ノズル
12.14のニードルノズル開度を全開にした後、配圧
弁40の作動によりノズル11゜13のニードルノズル
開度をニードル4により制御し、ノズル11.13から
の水噴射流量を制御し、減少した負荷に対応した水噴射
流量をノズルIL13から噴射し、この噴射流量に対応
する水車出力を得る。
On the other hand, when the load decreases, the pressure regulating valve 4 is
1, the needle nozzle opening of the nozzle 12.14 is reduced to reduce the water jet flow rate from the nozzle 12.14. Then, the load further decreases and the nozzle 11.13
When the load corresponds only to the water injection flow rate from , controls the water injection flow rate from the nozzles 11 and 13, injects the water injection flow rate corresponding to the reduced load from the nozzle IL13, and obtains the water turbine output corresponding to this injection flow rate.

第2図は上記のノズル切替を示すグラフであり、図に基
づいてさらに説明する0図においてノズル11.13の
ニードル開度が全開(100%)の状態の時、すなわち
水車出力が5094出力の状態から水車出力がC時点で
増加する時、ノズル11.13のニードル開度は全開の
ままでノズル12.14のニードル開度を順次間にして
水噴射流量を増加させる。これに伴って水車出力は50
%出力から順次増加する。そしてノズル12.14のニ
ードル開度が全開になったD時点で水車出力は100%
出力になる。このような状態から出力を減少する時には
ノズル11.13のニードル開度は100%に保持した
ままE時点からノズル12.14のニードル開度を減少
し、F時点で全開にすれば水車出力はF時点で50%出
力になる。
Figure 2 is a graph showing the above nozzle switching. In Figure 0, which will be further explained based on the figure, when the needle opening of nozzle 11.13 is fully open (100%), that is, the water turbine output is 5094 output. When the water turbine output increases from the state to point C, the needle opening of nozzle 11.13 remains fully open, and the water injection flow rate is increased by sequentially changing the needle opening of nozzle 12.14. Along with this, the water turbine output is 50
Increases sequentially from % output. Then, at point D when the needle opening of nozzle 12.14 is fully opened, the water turbine output is 100%.
becomes the output. When reducing the output from such a state, the needle opening of nozzle 12.14 is decreased from time E while keeping the needle opening of nozzle 11.13 at 100%, and if the needle opening of nozzle 12.14 is fully opened at time F, the water turbine output will be At point F, the output becomes 50%.

そしてこのF時点からさらに水車出力を減少する時には
ノズル11.13のニードル開度を減少し、0時点で全
開にすれば水車出力はOとなる。
When the water turbine output is further decreased from this point F, the needle opening degree of the nozzle 11.13 is decreased, and if it is fully opened at the zero point, the water turbine output becomes O.

このようにノズル切替を行うことにより、水車出力の増
減に応じてノズル数を増減する時、一対のノズル11.
13と12.14とは独立してニードル開度が制御され
るので、従来のようにノズルニードル開度とニードルサ
ーボモータストローク (ニードル開度)との非直線的
関係に基づく出力の変動がなくなる。
By switching the nozzles in this way, when the number of nozzles is increased or decreased according to an increase or decrease in the output of the water turbine, a pair of nozzles 11.
13 and 12. Since the needle opening is controlled independently of 14, there is no output fluctuation based on the non-linear relationship between the nozzle needle opening and the needle servo motor stroke (needle opening) as in the past. .

なお上記においては4ノズルペルトン水車のノズル切替
方法について説明したが、6ノズルベルトン水車におけ
る2ノズル運転H4ノズル運転→6ノズル運転において
も前記と同じノズル切替方法を適用できる。
Although the nozzle switching method for a 4-nozzle Pelton turbine has been described above, the same nozzle switching method as described above can be applied to the 2-nozzle operation H4 nozzle operation → 6-nozzle operation in a 6-nozzle Belton turbine.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明によれば複数対
のノズルからなるペルトン水車において、水車出力の増
加時、一対のノズルのニードルノズル開度が全開になっ
た後、この全開状態で他の対のノズルのニードルノズル
開度を増加させ、また減少時前記と逆の手順でノズル切
替を行−うようにしたことにより、各対のノズルは独立
してニードルノズル開度が制御されて出力に対応する水
の噴射流量を噴射するので、ノズルを切替えて水車出力
を増減する際出力の変動がなくなり、このため水車に結
合される発電機を弱い電力系統に接続しても安定した電
力を電力系統に供給できる。またノズル切替時、各ノズ
ルのニードルノズル開度を同一にする必要がないので、
切替時間がなくなるという効果もある。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, in a Pelton turbine consisting of a plurality of pairs of nozzles, when the turbine output increases, after the needle nozzle opening degree of the pair of nozzles becomes fully open, By increasing the needle nozzle opening of the other pair of nozzles in this fully open state, and switching the nozzle in the reverse procedure to the above when decreasing, each pair of nozzles can independently open the needle nozzle. Since the water injection rate is controlled and injects a water injection flow rate corresponding to the output, there is no fluctuation in the output when changing the nozzle to increase or decrease the turbine output. stable power can be supplied to the power grid even when Also, when switching nozzles, there is no need to make the needle nozzle opening of each nozzle the same.
This also has the effect of eliminating switching time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例によるノズル切替方法を適用す
るペルトン水車の制御系統図、第2図は第1図における
ノズル切替方法によるニードル開度過程と水車出力過程
とを示す図、第3図は従来のノズル切替方法を適用する
ペルトン水車の制御系統図、第4図は第3図のノズル切
替方法によるニードル開度過程と水車出力過程とを示す
図、第5図は第3図のニードルノズル開度とニードルサ
ーボモータストロークとの関係を示す図である。 2:バケット、3:ランナ、4:ニードル、11.12
,13,14 :ノズル、21,40,41 :配圧弁
FIG. 1 is a control system diagram of a Pelton turbine to which the nozzle switching method according to the embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram showing the needle opening process and the water turbine output process according to the nozzle switching method in FIG. Figure 4 is a control system diagram of a Pelton turbine using the conventional nozzle switching method, Figure 4 is a diagram showing the needle opening process and turbine output process using the nozzle switching method shown in Figure 3, and Figure 5 is a diagram showing the flow of the turbine output process using the nozzle switching method shown in Figure 3. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between needle nozzle opening and needle servo motor stroke. 2: Bucket, 3: Runner, 4: Needle, 11.12
, 13, 14: nozzle, 21, 40, 41: pressure distribution valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)外周にバケットを有するランナと、このランナの周
囲に対向して配される複数対のノズルと、このノズルに
挿入され、ノズルから噴射する水の流量を決めるニード
ルノズル開度を制御するニードルとを備えるペルトン水
車において、この水車の出力増減に応じて水を噴射する
ノズルの対数を切替えるペルトン水車のノズル切替方法
であって、前記出力の増加時は1対のノズルのニードル
ノズル開度が全開になるごとに他の対のノズルのニード
ルノズル開度を制御して水の噴射流量を増加させ、一方
、出力減少時には前記と逆の手順で一対のノズルのニー
ドルノズル開度が全閉になるごとに他の対のノズルのニ
ードルノズル開度を制御して水の噴射流量を減少するこ
とを特徴とするペルトン水車のノズル切替方法。
1) A runner having a bucket on its outer periphery, a plurality of pairs of nozzles arranged facing each other around the runner, and a needle inserted into the nozzle to control the opening degree of the needle nozzle, which determines the flow rate of water injected from the nozzle. A nozzle switching method for a Pelton water turbine that switches the logarithm of the nozzle that injects water according to an increase or decrease in the output of the water turbine in a Pelton water turbine equipped with Each time the nozzle is fully opened, the needle nozzle opening of the other pair of nozzles is controlled to increase the water injection flow rate.On the other hand, when the output decreases, the needle nozzle opening of the pair of nozzles is fully closed by reversing the above procedure. A nozzle switching method for a Pelton turbine, characterized in that the opening degree of the needle nozzle of the other pair of nozzles is controlled to reduce the water injection flow rate each time the needle nozzle of the other pair of nozzles is opened.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2407663A3 (en) * 2010-07-13 2015-07-15 SOLARFOCUS Holding GmbH Control system for water turbine
JP2016538130A (en) * 2013-10-28 2016-12-08 エナジー リカバリー,インコーポレイティド System and method for utilizing a turbine system in a gas processing system

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