水力発電所に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。…
電力 第1問
水力発電所に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- (1)衝動水車にはペルトン水車などがある。
- (2)ペルトン水車の水圧管の先端ノズル内にはニードル弁があり,通常運転時は出力変化に応じて流量調整を行う。
- (3)故障発生時などでペルトン水車を急停止させるときは,ニードル弁でノズルから出る噴流を急速に止めると同時にデフレクタを停止位置にして噴流を完全に遮断する。
- (4)小水力発電は,主に流れ込み式,水路式が多く,比較的小規模な発電設備で発電を行う。一般河川の水のエネルギーの利用だけでなく,農業用水,上下水道など低落差あるいは少流量の水のエネルギーも活用している。
- (5)クロスフロー水車は小水力発電で多く用いられ,円筒状のランナの軸に直角方向から流水が流入しランナ内を貫通して流出する水車である。ガイドベーンを有し低流量時でも効率低下が小さい。
正答 (3)
正答は (3)。
【誤りの選択肢 (3)】
「ニードル弁でノズルから出る噴流を急速に止めると同時にデフレクタを停止位置にして噴流を完全に遮断する」が誤りです。手順が逆になっています。正しくは、まずデフレクタ(そらせ板)を動かして噴流をランナから外し、水車の回転を落とします。そのうえで、ニードル弁を時間をかけてゆっくり閉じていきます。ニードル弁を急に閉じてはならないのは、水撃作用のためです。水圧管の中を勢いよく流れている水を急に止めると、水の運動量が行き場を失って圧力に変わり、管内に大きな圧力上昇(水撃圧)が生じます。これは水圧管や弁を破損させるおそれのある危険な現象です。そこで、流量はゆっくり絞りながら、出力はデフレクタで即座に断つ、という役割分担にしてあるのです。デフレクタは噴流の向きを変えるだけなので、急に動かしても水の流れそのものは止まらず、水撃作用が起こりません。
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【正しい選択肢の確認】
(1) 衝動水車は、噴流の運動エネルギーだけを利用する水車で、
ペルトン水車が代表です。正しい記述です。
(2) ニードル弁は、ノズルの中で前後に動く針状の弁で、
その位置によってノズルの開口面積、すなわち流量を変えます。通常運転時は、出力の変化に応じてこの弁で流量を調整します。正しい記述です。
(4) 小水力発電は、ダムを設けずに流れをそのまま使う
流れ込み式や水路式が中心です。一般の河川だけでなく、農業用水や上下水道など、落差や流量の小さい水のエネルギーも利用されています。正しい記述です。
(5) クロスフロー水車は、円筒状のランナに
軸と直角の方向から水が流入し、ランナの内部を横切って流出する水車です。水が羽根を二度通るのが特徴で、構造が簡単で製作費が安く、ガイドベーンを分割して流量に応じて使い分けることで、少ない流量でも効率の低下が小さく抑えられます。そのため小水力発電で多く用いられています。正しい記述です。
出典:令和6年度上期第三種電気主任技術者 電力科目 問1(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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