電験電力基本事項「水力発電のキャビテーション」

水力発電所

(東京電力HP参照)

電験電力対策として、

「水力発電のキャビテーション」

について基本事項を確認していきたいと思います。

(実際は火力発電所でもキャビテーションは起きますが、電験の参考書では水力分野に入っています。)

水力発電のキャビテーション

キャビテーションについて、

「概要」「問題点」「対策」の順番でお話していきます。

水力発電のキャビテーション概要

水車の流体中の圧力が、そのときの水温の飽和蒸気圧力以下になると水が蒸発して微細な気泡が生じます。

この気泡が圧力の高い場所に行くとつぶれてしまい大きな衝撃圧が生じるのです。

この現象をキャビテーションと言います。

キャビテーションの問題点

大きく分けて4つあります。

・水車効率、出力の減少

・衝撃が繰り返されることで、キャビテーションの発生場所における水車部品の壊食

・機械の振動及び騒音の発生

・吸出し管入口の水圧変動が著しくなる

キャビテーションの対策

対策として3つ挙げます。

・回転速度を水車の比速度を上回らないようにする。

・吸出し高さを大きくとりすぎないようにすることで、流水中の圧力降下を防止する。

・キャビテーション壊食に強いステレンス系材料を使用する。

余談

プロペラのキャビテーション(電験電力)

(Wiki参照)

キャビテーションによる壊食を、イメージできるようになりましょう。(写真参照)

こういったイメージを持てている内容については、試験でもしっかり解答できると筆者も実体験を通して感じています。