電験２種過去問【2021年電力問1】

2021年9月2日2022年4月24日

【水力発電】フランシス水車の機器構成《空所問題》

　次の文章は、フランシス水車を用いる場合の水力発電所内の機器構成に関する記述である。文中の $\fbox{空所欄}$ に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
　水圧管路を経た水は入口弁を通って水車へと送られる。入口弁は水車に通水又は遮水する目的で設置され、その発電所の地点特性（設計緒元）に合わせて、適切なタイプの入口弁が選定される。高落差大容量の発電所には、損失落差がほとんどなく、漏水が少ない $\fbox{（１）}$ が用いられる場合が多い。
　入口弁を経た水は、ケーシングへ送られる。ケーシングは渦巻き状であり、 $\fbox{（２）}$ に溶接固定される。ケーシングを経た水は、 $\fbox{（２）}$ に設置された固定羽根を通り $\fbox{（３）}$ により流量調整される。
　反動水車であるフランシス水車は $\fbox{（４）}$ を持つ流水をランナに作用させる水車である。ランナは鋳鋼製が多く、ランナと上カバー又は下カバーの間には、一般的に内外周2段にシールが設けられ、この部分の水圧を減ずるとともに、ランナ上面と下面を結ぶバランスパイプやバランスホールで圧力を均衡させて $\fbox{（５）}$ を減少させている。

［問１の解答群］
(ｲ) $\displaystyle \text{ランナベーン}$ 　　　　　　(ﾛ) $\displaystyle \text{ガイドリング}$ 　　(ﾊ) $\displaystyle \text{ロータリ弁}$

(ﾆ) $\displaystyle \text{複葉弁(バイプレーン弁)}$ 　(ﾎ) $\displaystyle \text{ニードル弁}$ 　　　(ﾍ) $\displaystyle \text{速度水頭}$

(ﾄ) $\displaystyle \text{回復水頭}$ 　　　　　　　　(ﾁ) $\displaystyle \text{ガイドベーン}$ 　　(ﾘ) $\displaystyle \text{水スラスト}$

(ﾇ) $\displaystyle \text{ディスチャージリング}$ 　　(ﾙ) $\displaystyle \text{スピードリング}$ 　(ｦ) $\displaystyle \text{圧力水頭}$

(ﾜ) $\displaystyle \text{サージング}$ 　　　　　　　(ｶ) $\displaystyle \text{水撃圧}$ 　　　　　(ﾖ) $\displaystyle \text{バタフライ弁}$

解答と解説はこちら

解答

(１)：（ハ）
(２)：（ル）
(３)：（チ）
(４)：（ヲ）
(５)：（リ）

解説

　水圧管路を経た水は入口弁を通って水車へと送られる。入口弁は水車に通水又は遮水する目的で設置され、その発電所の地点特性（設計緒元）に合わせて、適切なタイプの入口弁が選定される。高落差大容量の発電所には、損失落差がほとんどなく、漏水が少ない $\fbox{ロータリ弁}$ が用いられる場合が多い。
　入口弁を経た水は、ケーシングへ送られる。ケーシングは渦巻き状であり、 $\fbox{スピードリング}$ に溶接固定される。ケーシングを経た水は、 $\fbox{スピードリング}$ に設置された固定羽根を通り $\fbox{ガイドベーン}$ により流量調整される。
　反動水車であるフランシス水車は $\fbox{圧力水頭}$ を持つ流水をランナに作用させる水車である。ランナは鋳鋼製が多く、ランナと上カバー又は下カバーの間には、一般的に内外周2段にシールが設けられ、この部分の水圧を減ずるとともに、ランナ上面と下面を結ぶバランスパイプやバランスホールで圧力を均衡させて $\fbox{水スラスト}$ (水の推力)を減少させている。