【ゆっくり解説】山奥地下500mで稼働するモンスターマシン【葛野川発電所】

ゆっくり土建図鑑

25 Jan 202409:31

Summary

TLDRスクリプトは高層ビルや水力発電所の水道系統について説明しています。特に、山梨県の和野川発電所のハイスペックポンプとその地下空間の建設技術に焦点を当てています。この発電所は1993年に工事が始まり、1999年に稼働を開始し、効果的な水位差を利用して高い効率で発電しています。また、発電所の地下空間は膨大なボリュームを持ち、厳しい工事技術が必要な場所です。スクリプトは日本の水力発電技術の進歩と発展を示しており、将来的にはその技術が世界中の他の場所で活かされる可能性があると予測しています。

Takeaways

🏢 高層ビルの水道は、強力なポンプで水を最上階まで押し上げる。
🚰 建物の高さによっては、途中の階層にもポンプを設置する多段式構造が使われることがある。
🌳 スカイツリーーのように高い建物でも、単独のポンプで水を送ることは可能である。
⛲️ 山梨県の数川発電所には、1秒あたり200本分以上の水を700mの高さまで送水できる巨大なポンプがある。
🌊 数の川発電所は、1993年に工事開始され、1999年に営業運転を開始した山梨県の陽水式水力発電所である。
🏞️ 数の川発電所の特徴は、2つの貯水槽の間で水を利用し、特殊な発電施設であること。
🏠 上部ダムと下部ダムの有効楽差は74mで、日本一高い。
🛠️ 発電所の巨大地下空間は、天井側から下に向かって少しずつ掘進される。
🔩 トンネルの内部には、水圧に耐えるよう鉄製の送水管が設置されている。
💡 発電所の計画開始時点では、まだ製造技術もノウハウもなく、最先端のポンプが急遽開発された。
🔄 エネルギーを有効活用する手段として、要子式水力発電が近年注目を集めている。

Q & A

高層ビルの水道是如何工作的？
-高層ビルの水道は、強力なポンプで水を最上階まで押し上げる方式が一般的です。建物の高さによっては、途中の階層にもポンプを設置し、多段式に配線することが必要です。
スカイツリーーの高さに単独で送水できるポンプは存在するのですか？
-技術的には、スカイツリーーの高さ（約600m）に単独で送水できるポンプは存在しますが、一般的な建物では使用されません。特殊な機械技術が必要であり、山梨県の数川発電所のような施設でのみ見られます。
数川発電所の特別な送水機はどのような能力を持っているのですか？
-数川発電所には、1秒あたりドラム間200本分以上の水を700mの高さまで送水できるモンスターマシンがあります。これは日本の機械技術の高さを示す例であり、山奥の地下500mで稼働しています。
和野川発電所の概要について教えてください。
-和野川発電所は、1993年に工事が着工し、1999年に営業運転を開始した山梨県の山奥にある陽水式水力発電所です。これは特殊な発電施設で、電力需要が多い時に水を下から上に落とし、発電所で使用します。
和野川発電所の上部ダムと下部ダムの間の有効な楽差はどれくらいですか？
-和野川発電所の上部ダムと下部ダムの間の有効な楽差は74mです。これは日本一の高さであり、ダイナミックな水路が埋まっていると考えられます。
和野川発電所のトンネル掘削方法について説明してください。
-和野川発電所のトンネル掘削では、まず直径2.2mの小型トンネリングボーリングマシンを使用して、下から上へ切り上げ掘削を行い、同行を作ります。その後、トンネル断面サイズである直径7mのトンネリングボーリングマシンを使用して、上から下へ穴を拡張するように切り下げを行います。
水圧鉄管の強度を向上させるためにどのような措置が取られていますか？
-水圧鉄管の強度を向上させるために、厚みが最大94mmの好調力高が採用され、交換が行われています。また、交換とトンネルの間をコンクリートで埋めることで、水圧を周囲のガ板にも伝達させ、圧力を分担させる構造になります。
発電所の地下空間の規模はどのくらいですか？
-発電所の地下空間は、高さ54m、幅34m、長さ210mという非常に大きな規模になっています。これは発電用の設備が相当でかいため、その設置スペースも広い必要性からです。
発電所の地下空間を掘り起こす際の施工方法について教えてください。
-発電所の地下空間を掘り起こす際は、一気に掘り起こすわけではなく、何ステップにも分けて天井側から下に向かって少しずつ掘ります。1ステップごとに壁にコンクリートを吹きつけ、PSアンカーで補強し、壁面をしっかり固めてから次のステップの掘削を行います。
和野川発電所の剣組み上げポンプの性能について説明してください。
-和野川発電所の剣組み上げポンプは、700mの組み上げを实现する装置です。当時の技術の限界を大きく超える性能を持ち、発電所の計画開始時点ではまだ製造す技術もノウハウもなく、上部ダムと下部ダムの真ん中にもダムを作って2段階に分けるしかありませんでした。
和野川発電所のポンプの開発にどのような課題がありましたか？
-和野川発電所のポンプの開発に課題は、ポンプ水車の回転数を従来のものよりも上げる必要性があり、それに対応する構造を開発しなければなりませんでした。また、スペックのポンプに対する周期の振動が発生する可能性があり、モデル実験を駆使してその予測や振動解析に取り組む必要がありました。