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水力発電所の土木設備 9th-day

Commentary.

ここでは、水力発電所の土木設備について解説する。

ダム

河川や渓谷などを横断して、流水の貯留、取水や土砂止めのために
建造される工作物のことをダムと呼ぶ。
ダムでもコンクリートダムやフィルタイプダムなど様々な種類がある。

取水口

貯水池や調整池、河川から流水を取り入れる設備のことを取水口という。
取水口には、制水門やスクリーン、除塵機、土砂吐き、魚道などが取り付けられる。

沈砂池

取水口から取り入れた水には、土砂が含まれているため、
これが、水圧管や水車を摩耗させてしまう恐れがある。
これを防ぐために、沈砂池に砂を沈殿させる。

導水路

取水口から上水槽やサージタンクに水を導くための水路である。
導水路には、無圧水路と圧力水路の二つがあり、
水路式発電所の場合は、無圧水路、
ダム式発電所の場合は、圧力水路を用いることが多い。

水槽

導水路や、水圧管路に設ける。
無圧水路に接続する場合、上水槽・ヘッドタンクといい、
圧力水路に接続する場合、サージタンクという。
上水槽には、余水吐きという部分がある。
余水吐きとは、余分な水を河川へと戻す働きがある。
サージタンクは、水車の流量が急変した時に、タンク内の水位を自動的に変化させ、
管路内の圧力を和らげる働きがある。

水圧管路

水槽や、取水口から圧力のかかった状態で流れる水を直接水車に流し込むための設備である。
水圧管内の流量は、流速v, 管の内径をDとするならば、
 Q = \pi {\frac{D}{2}}^2 v = \frac{\pi}{4} D^2 v [  m^3/s ]
で、表される。

放水路

水車から放水される水を導くための水路を放水路と呼ぶ。

貯水池

豊水期には蓄え、渇水期には豊水利用できるように調節できる容量を持った池を貯水池という。

調整池

日・週単位で負荷変動に応じて河川の流量を調整できるようにするもので、
深夜は貯水し、ピーク負荷時に放出するという目的がある。

空気弁

水圧鉄管の水平部が長く、制水弁を閉じたとき、管内圧力が低くなり、
外圧のためにつぶされることを防止するための弁である。
キャビテーション防止には、空気管が用いられる。
キャビテーションとは、泡の発生・消滅が繰り返されることによって、腐敗する現象のことをいう。

Consideration.

水力発電所の様々な形態、一連の流れを整理した。
圧力がかかった水路か、かかっていない水路かで、その先に接続された水槽の呼び名が変わる。
無圧→上水槽・ヘッドタンク
圧力→サージタンク
貯水池と、調整池は、若干紛らわしい。