GBT15468-2006水轮机基本技术条件国家标准规范.pdf

I C S 2 7.1 4 0K 5 5荡昌中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准G B/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 代替 GB/T 1 5 4 6 8-1 9 9 5水 轮 机 基 本 技 术 条 件F u n d a me n t a l t e c h n i c a l r e q u i r e me n t s f o r h y d r a u l i c t u r b i n e s2 0 0 6-0 3-0 6发 布2 0 0 6-0 8-0 1实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会发 布GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6目次mWHU a1 范围 ，12 规范性引用文件 ，13 术语、定义和符号 .24 技术要求 ，1 35 性能保证，。，。1 ，1 ，。1 86 供货范围和备品备件 ，2。7 资料与图纸 ，2 18 工厂检验及试验 .2 19 铭牌、包装、运输及保管，2 51 0 安装、运 行、维护及验收 试验 ，2 6附录 A(规范性附录)反击式水轮机效率修正公式 ，2 7附录B(规范性附录)冲击式水轮机效率修正公式 ，2 9附录C(资料性附录)水轮机设备的仪表 ，3 2附录 D(规范性附录)主轴相对振动位移峰一 峰值推荐评价区域 ，3 3附录 E(规范性附录)水轮机备品备件表，.，3 4G B/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6月U吕 本标准代替G B/T 1 5 4 6 8-1 9 9 5 水轮机基本技术条件 与 G B/T 1 5 4 6 8-1 9 9 5 版比较有以下一些主要变化:将灯泡贯流式水轮机纳人本标准;对引用文件进行了更新，增加了近年来在招标中经常使用的 I E C标准和国外先进标准;对术语、定义和符号进行了修订，与国际标准及国内相关标准相适应;对技术要求进行了细化和归类，增加了贯流式水轮机方面的内容和水轮机振动方面的有关 规定;对配套仪表、备品备件方面的内容也作了调整 本标准自实施之日起代替 G B/T 1 5 4 6 8-1 9 9 5 本标准的附录 A、附录 B,附录D、附录E为规范性附录;附录 C为资料性附录。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由 全国 水轮机标准化技术委员会(S A C/T C 1 7 5)归口。本标准主要起草单位:哈尔滨电机厂有限责任公司、中国水电昆明勘测设计研究院、东方电机股份有限公司、中国水利水电科学研究院 本标准主要起草人:宫让勤、曾镇铃、吴新润、陈丁、钟苏、吴培豪、李伟刚 本标准由全国水轮机标准化技术委员会负责解释。本标准于1 9 9 5 年0 1 月 2 7日首次发布，本次为第一次修订。GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6引言 本标准是根据国 家标准化技术委 员会 2 0 0 2 年制修订国家标准项目 计划 中计划编号2 0 0 2 1 2 8 8-T-6 0 4的安排，对 G B/T 1 5 4 6 8-1 9 9 5 水轮机基本技术条件 进行的修订。G B/T 1 5 4 6 8-1 9 9 5 实施以来，在我国水电机组的招标、订货、设计、制造等工作中起到了很大作用。近年来，我国通过引进技术和装备，水轮机的设计、制造水平有了很大提高，有关标准也发生了变化。为适应水电建设的需要，有必要对原标准进行修订。本标准是水轮机产品的设计、制造依据，可供水轮机招标、订货使用。当对水轮机产品的性能、结构、运行等方面有其他特定要求时，可在供需双方签订合同的技术文件中商定。GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6水 轮 机 基 本 技 术 条 件范围 本标准规定了水轮机产品设计制造方面的性能保证、技术要求、供货范围和检验项目，并提出了其包装、运输、保管和安装运行维护应遵守的规定。本标准适用于符合下列条件之一的水轮机产品:a)功率为 1 0 MW 及以上;b)混流式、冲击式水轮机，转轮公称直径1.0 m及以上;C)轴流式、贯流式水轮机，转轮公称直径3.3 m及以上。规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注 日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB 1 5 0 钢制压力容器 GB/T 1 9 1 包装储运图示标志(G B/T 1 9 1-2 0 0 0,e g v I S O 7 8 0:1 9 9 7)G B/T 2 9 0 0.4 5 电工术语水轮机、蓄能泵和水泵水轮机 G B/T 3 3 2 3-1 9 8 7 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 G B/T 6 0 7 5.5-2 0 0 2 在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第 5 部分:水力发电厂和泵站机组(i d t I S O 1 0 8 1 6-5:2 0 0 0)G B/T 8 5 6 4-2 0 0 3 水轮发电机组安装技术规范 G B/T 9 2 3 9 刚 性转子平衡品质 许用不平衡的 确定(G B/T 9 2 3 9-1 9 8 8,e g v I S O 1 9 4 0-1:1 9 8 6)G B/T 9 7 9 7-1 9 9 7 金属覆盖层镍+铬和铜+镍+铬电沉积层(e q v I S O 1 4 5 6:1 9 8 8)G B/T 1 0 9 6 9 水轮机通流部件技术条件(G B/T 1 0 9 6 9-1 9 9 6,n e q I E C 6 0 1 9 3-1:1 9 7 7)G B 1 1 1 2 0-1 9 8 9 L-T S A汽轮机油(n e q I S O 8 0 6 8:1 9 8 7)G B/T 1 1 3 4 5-1 9 8 9 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级 GB/T 1 1 3 4 8.5-2 0 0 2 旋转机械转轴径向振动的测量和评定第5部分:水力发电厂和泵站机组Qd t I S O 7 9 1 9-5:1 9 9 7)G B/T 1 1 8 0 5-1 9 9 9 水轮发电机组 自动化元件(装置)及其系统基本技术条件 G B/T 1 2 4 6 9-1 9 9 0 焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级(n e q D I N 8 5 6 3 T 3:1 9 7 9)G B/T 1 5 4 6 9 反击式水轮机空蚀评定(G B/T 1 5 4 6 9-1 9 9 5,n e q I E C 6 0 6 0 9:1 9 7 8)G B/T 1 7 1 8 9 水力机械振动和脉动现场测试规程(G B/T 1 7 1 8 9-1 9 9 7,n e q I E C 6 0 9 9 4:1 9 9 1)G B/T 1 9 1 8 4-2 0 0 3 水斗式水轮机空蚀评定(I E C 6 0 6 0 9-2:1 9 9 7,MO D)D L/T 4 4 3 水轮发电机组设备出厂检验一般规定 D L/T 5 0 7-2 0 0 2 水轮发电机组启动试验规程 D L/T 7 1 0-1 9 9 9 水轮机运行规程 J B/T 1 2 7。水轮机、水轮发电机大轴锻件技术条件 J B 4 7 3 0-1 9 9 2 压力容器无损检测 J B/T 6 0 6 1-1 9 9 2 焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕分级 J B/T 6 0 6 2-1 9 9 2 焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕分级GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6J B/T 8 6 6 0-1 9 9 7 水电机组包装、运输和保管规范I E C 6 0 0 4 1 水轮机蓄能泵和水泵水轮机现场验收规程I E C 6 0 1 9 3 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收规程I E C 6 0 5 4 5-1 9 7 6 水轮机验收、运行和维护说明C C H-7 0-3 水力机械铸钢件检验规范3术语、定义和符号 G B/T 2 9 0 0.4 5 确立的以及下列术语、定义和符号适用于 本标准。3.1 水电站水位3.1.1 校核洪水位ma x i mu m f l o o d l e v e l Z F L.水库遇到大坝校核洪水时，坝前达到的最高水位;即水库在非常运行情况下，允许临时达到的最高洪水位。单位:m3.1.2 设计洪水位d e s i g n f l o o d le v e l Z F I.d 水库遇到大坝设计洪水时，坝前达到的最高水位;即水库在正常运行情况下，允许达到的最高水位。单位:M3.1.3 正常蓄水位n o r m a l p o o l w a t e r l e v e l Z P L.n 水库在正常运用的情况下，满足兴利要求允许充蓄并能保持的高水位(也称:正常高水位或设计蓄水位)单位:m3.1.4 最 低蓄水位 m i n i m u m p o o l w a t e r l e v e l Z P L.m in 在满足兴利要求的条件下，正常运行时，允许水库消落的最低水位(也称:死水位)。单位:m3.1.5 最高尾水位m a x i m u m t a i l w a t e r l e v e l Z T L.在水电站校核洪水流量时，尾水管出口断面处出现的最高水位。单位:m3.1.6 设计尾7k位 d e s i g n t a i l w a t e r l e v e l Zn.a 确定水轮机安装高程所用的尾水管出口断面处出现的水位。单位:mGB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 63.1.7 最低尾水位m i n i mu m t a i l w a t e r l e v e l ZF L m in 相应水电站给定最小流量时，水轮机尾水管出口断面处出现的水位。单位:m3.2 水电站水头3.2.1 电 站最大水头(毛水头)m a x i m u m h e a d o f p l a n t(g r o s s h e a d)HR.水电站上下游水位在一定组合下出现的最大水位高程差 单位:m3.2.2 电 站最小水头(毛水头)m in i m u m h e a d o f p l a n t 她 T o s s h e a d)Hg m j.水电站上下游水位在一定组合下出现的最小水位高程差。单位:m3.3 水轮机水头3.3.1 水轮机水头h e a d H 水轮机做功用的有效水头，为水轮机进、出口断面的总单位能量差 单位:m3.3.2 最大水头 m a x i m u m h e a d H.电站最大水头减去一台机空载运行时引水系统所有水头损失后的水轮机水头。单位:m3.3.3 最小水头m i n i m u m h e a d H 电站最小水头减去水轮机输出允许功率时，引水系统所有水头损失后的水轮机水头。单 位:m3.3.4 加权平均水头 w e i g h t e d a v e r a g e h e a d H 在规定的运行条件下，考虑功率和工作历时的水轮机水头的加权平均值。单 位:讯1 3.5 设计水头d e s i gn h e a d Hd 水轮机最优效率的水头。单 位:mGB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 63.3.6 额定水头 r a t e d h e a d H,水轮机在额定转速下，输出额定功率时所需的最小水头。单位:m3.3.7 水轮机输出 遥大功率的 水头 re q u i r e d m i n i m u m h e a d o f m a x i m u m o u t p u t Ho m,.水轮机输出设计规定的最大功率时所需的最小水头。单位:m3.3.8 最高瞬态压力 m a x i m u m m o m e n t a ry p r e s s u r e P.系统中指定点在规定的过渡过程下的最高表计压力。单位:MP a 或k P a3.3.9 最低瞬态压力 m i n i m u m m o m e n t a ry p r e s s u r e P，二】n 系统中指定点在规定的过渡过程下的最低表计压力。单位:MP a 或 k P a3.4 水轮机流，3.4.1 单位流f u n i t d is c h a r g e Qu 在1 m水头下，转轮公称直径为1 m的水轮机通过的流量。3.4.2 水 轮机Y k f t u r b i n e d i s c h a r g e Q 单位时间内流过水轮机水的体积。单位:m 3/s3.4.3 额 定流f r a t e d d i s c h a r g e Q 水轮机在额定水头、额定转速下输出额定功率所需的流量。单 位:m /s3.4.4 水 轮机翰出 最大功率时的流f d is c h a r g e o f g e n e r a t i n g m a x i m u m p o w e r Q,-.水轮机输出设计规定的最大功率时所需的最小水头下的流量。单位:m /s1 4.5 水轮机空 栽流f n o-l o a d d i s c h a r g e Q oG B/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6:.:.水轮机在额定转速下空载运行时的流量。单位:m /s 水轮机转速1单位转速 u n i t s p e e d刀n在 1 m水头下，转轮公称直径为1 m的水轮机的转速。2额定转速 r a t e d s p e e dn,水轮机按电站设计选定的稳态同步转速。单位:r/m i n3比转速 s p e c i f i c s p e e dn,指水轮机水头为 1 m,输出功率为1 k W时水轮机的转速。现定义(米千瓦制)的比转速按下式计算:n X丫 F(H)令 (1)式 中:n,水轮机比转速;n 水轮机转速，单位为转每分(r/m i n);P 水轮机功率，单位为千瓦(k W);H水轮机水头，单位为米(m).3.5.4 额定比转速r a t e d s p e c i f i c s p e e d n,水轮机按额定工况计算得出的比转速。3.5.5 最优比转速 o p t i m u m s p e c i f i c s p e e d 刀 s d 水轮机按最优工况计算得出的比转速3.5.6 飞逸转速 r u n a w a y s p e e d 凡 r u n 轴端负荷力矩为零时水轮机可能达到的最高稳态转速 单位:r/m i n3.5.7 最高瞬态转速 m a x i m u m m o m e n t a r v o v e r s o e e d刀m印 日 x在过渡过程下达到的最高转速。单位:r/m i nGB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 63.6 水轮机功率3.6.1 单位功率 u n i t p o w e r 尸n 在 1 m水头下，转轮公称直径为 1 m的水轮机输出的功率3.6.2 水轮机输入功率 t u r b i n e i n p u t p o w e r 尸h 通过水轮机的水流所具有的水力功率。单位:k W3.6.3 转轮输出功率 r u n n e r o u t p u t p o w e r 尸m 转轮与轴连接处传递的机械功率。单位:k W3.6.4 水轮机机 械功率损失 t u r b i n e m e c h a n i c a l p o w e r l o s s P,m 水轮机的导轴承推力轴承(按推力负荷比例分担的部分)和主轴密封中损失的机械功率。单位:k W3.6.5 水轮机功率 t u r b i n e p o w e r P 转轮输出 功率扣除 水轮机机 械功 率损失(P,二)后的 功率(P=P M-P,.).单位:k W3.6.6 额定功率 r a t e d p o w e r 尸 在额定水头和额定转速下由设计或合同规定的水轮机铭牌功率。单位:k W3.6.7 最优工况功率o p t imu m o p e r a t i n g c o n d i t i o n p o w e r Po o 在最优工况下运行时的水轮机功率。单位:k W3.6.8 水 轮机 最大功率 m a x i m u m t u r b i n e p o w e r P.在规定的运行水头范围内，设计或合同规定的最大水轮机功率。单位:k W3.7 水轮机效率3.7.1 水)l 效率 h y d r a u l i c e f f i c ie n c y 叭G B/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 转轮 输出功 率与水轮机输 人功率之比r k=P m/P,3.7.2 机 械效率 m e c h a n i c a l e f f i c i e n c y 聪 水轮机功率与转轮输出功率之比 9 m=P/P m3.7.3 水轮机效率 t u r b i n e e f f i c i e n c y I 水轮机功率与其输人功率的比值。I=(P/P 0 X(P o,/P,)=叭X ry,3.7.4 加权平均效率 w e i g h t e d a v e r a g e e f f i c i e n c y 7 w 计算公式如下:p.=(W,+Wz zh+W,十/习W.=(习w刀/习W 式中:Ik 根据电站具体条件确定的 不同水头与不同负荷下水轮机效率;W;与各7 相对应的负 荷历时或电 能加权系数，艺W=1 0 0 表 1 W,值 ，4 。，:(2)(3)H/mP,/MWX,X zX,X,XsH,XXXXXH,XXXXXH,XXXXXH,XXXX交H,XXXXX注:H,H-HHH:为不同的水轮机水头，X X z,X-X X:为额定功率的百分比。3.7.5 最优效率 o p t i m u m e f f i c ie n c y 从,水轮机各工况中效率的最大值。3.8 流道主要尺寸3.8.1 混流式转轮公称直径f r a n c is t u r b i n e r u n n e r n o mi n a l d i a m e t e r D,或 D2 D 指转轮叶片进水边正面和下环相交处的直径(见图 1 所示)。D，指转轮叶片出水边正面和下环相交处的直径(见图 1 所示)。单位:mGB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 63.8.2 轴流式、斜流式和贯流式转轮公称直径 k a p l a n,d e r i a z a n d b u l b t u r b i n e r u n n e r n o m i n a l d i a m e t e r D1 轴流转桨式、斜流转桨式和贯流转桨式指转轮叶片轴线外缘处转轮室的内径(见图 1 所示)。轴流定桨式指水轮机叶片外缘圆柱形转轮室的内径。斜流定桨式指水轮机叶片出水边外缘对应的转轮室的内径。单位:m3.8.3 冲击式转轮公称直径i mp u l s e t u r b i n e r u n n e r n o m i n a l d i a m e t e r D,指转轮水斗和射流中心线直径相切处的直径(即节圆直径见图 1 所示)。单 位:m e)图 1 水轮机公称直径示意GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 63.8.4 导叶开度 g u i d e v a n e o p e n i n g a,相邻导叶中间断面之间的最短距离。单位:mm3.8.5 导叶 转角 g u i d e v a n e r o t a t i n g a n g le Y 从导叶全关位置开始，导叶转动的角度。单位:(。)3.8.6 喷嘴开度n e e d l e s t r o k e 距离喷针关闭位置的喷针行程。单位:mm3.8.7 叶片转角 b l a d e a n g l e 中 转轮叶片从设计规定的位置开始绕其轴线转动的角度。单位:(“)3.9 空化空蚀磨损3.9.1 空化c a v i t a t i o n 在流道中水流局部压力下降到临界压力(一般接近汽化压力)时，水中气核发展成长为气泡。空化为气泡的积聚、流动、分裂、溃灭过程的总称。3.9.2 空蚀c a v i t a t i o n e r o s i o n 由于空化造成的过流表面的材料损坏。3.9.3 磨损 s a n d e r o s i o n 含沙水流对水轮机通流部件表面所造成的材料损失。3.9.4 磨蚀c o m b i n e d c a v i t a t i o n e r o s i o n a n d a b r a s i o n 在含沙水流条件下，水轮机通流部件表面由空蚀和泥沙磨损联合作用所造成的材料损失。3.9.5 空化基准面 c a v i t a t i o n re f e r e n c e l e v e l 工程上确定空化系数所采用的基准面，对于立轴混流式水轮机为导叶中心线的高程;对于立轴轴流转桨式水轮机为转轮叶片轴线处的高程;对于立轴轴流定桨式水轮机为转轮叶片出水边外缘处的高程:对于立轴斜流转桨式水轮机为转轮叶片轴线与转轮叶片外缘交点处的高程;对于立轴斜流定桨式水轮机为转轮叶片出水边外缘处的高程;对于卧轴或斜轴反击式水轮机为转轮叶片最高点处的高程。3.9.6 水轮机空化系数c a v i t a t i o n c o e f f ic ie n t o f h y d r a u l i c t u r b i n eGB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 表征水轮机空化发生条件和性能的无量纲单位系数。过去称作“气蚀系数”。3.9.7 临界空化系数c r i t i c a l c a v i t a t i o n c oef f i c i e n t a 与规定的能量下降值相联系的空化系数。可以取。,(a 镇a o。其中o f 为效率下降1%时的空化系数，C o 为效率开始下降时的空化系数。洲口1丙1一曰日1。!伟一 d)图 2a s、a、民 的确定3.9.8 初生空化系数i n c i p i e n t c a v i t a t i o n c oef f i c i e n tGB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 在反击式水轮机模型试验中，由目测观察到转轮三个叶片上同时开始产生气泡时的空化系数。9.9 吸出高度s u c t i o n h e i g h t H 水轮机所规定的空化基准面至尾水位的高程差。单位:m9.1 0 电站空化系数p l a n t c a v i t a t i o n c o e f f i c ie n t a s 在电站运行条件下的空化系数。过去称为“装置空化系数”又W;=1 0 0“电站装置空化系数”。P,/Y 一 P,/Y一H,H又W。(4)3.9.1 1 允许吸出高度p e r m i s s i b l e s u c t i o n h e i g h t H_ 满足反击式水轮机空化和其他性能要求所需的最大吸出高度。单 位:m3.9.1 2 排出高度d i s c h a r g e h e i g h t H,d 竖轴冲击式为转轮节圆平面到设计尾水位的高度;横轴冲击式为转轮节圆直径最低点到设计尾水位 的高度。单位:m3.9.1 3 安装高程s e t t i n g e l e v a t i o n Z 水轮机安装时作为基准的某一水平面的海拔高程。立式反击式水轮机安装时的基准为导叶中心高程;立式冲击式水轮机安装时的基准为喷嘴中心高程;卧式水轮机安装时的基准为主轴中心高程。单位:m3.1 0 水轮机试验3.1 0.1 模型试验 m o d e l t e s t 为预测原型水轮机性能而利用模型水轮机进行的试验。3.1 0.2 模型验收试验 m o d e l a c c e p t a n c e t e s t 由需方见证、为验证水轮机性能是否达到合同保证和有关标准而进行的模型试验3.1 0.3 比尺s c a l e r a t i o 原型转轮公称直径与模型转轮公称直径的比值。3.1 0.4 综合特性曲线h i l l d i a g r a m 绘在以单位转速和单位流量为纵横坐标系统内，表示模型水轮机效率等性能的等值曲线。对于特定电站应表示出运行范围 1 1GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 对于混流式水轮机还应表示出导叶开度、空化系数的等值线。在电站装置空化系数已确定时，还可表示出尾水管的等压力脉动线、叶片进水边正背面初生空化线、叶道涡初生线和叶道涡发展线等。对于定桨式水轮机还应表示出导叶开度、空化系数的等值线。在电站装置空化系数已确定时，还可表示出尾水管等压力脉动线。对于导叶和桨叶双调节的水轮机还应表示出协联工况下导叶开度、叶片转角和空化系数的等值线。对于冲击式水轮机还应表示出喷嘴开度的等值线。3.1 0.5 运转特性曲线p e r f o r ma n c e c u rve 绘在以水头和输出功率(或流量)为纵横坐标系统内，表示在某一转轮直径和额定转速下，原型水轮机的性能(如效率、吸出高度、压力脉动等)的等值曲线及功率限制线。3.1 1 压力脉动3.1 1.1 压f 1 脉动p re s s u r e f l u c t u a t i o n 在选定时间间隔 ，内液体压力相对于平均值的往复变化3.1 1.2 压力脉动峰一 峰值p e a k-p e a k v a l u e o f p r e s s u r e f l u c t u a t i o n H 流道中某特定测点时域压力脉动最大值与最小值的代数差。按 9 7%置信度取值。单位:MWC3.1 1.3 压力脉动相对值rel a t i v e v a l u e o f p r e s s u r e f l u c t u a t i o n AH/H 流道中某特定测点时域压力脉动的峰峰值与该测量水头之比3.1 1.4 压力脉动均方根值r o o t-m e a n-s q u a r e v a l u e o f p r e s s u r e f l u c t u a t io n (pH/H)-流道中某特定测点压力脉动峰值平方的平均值的平方根。模型的取值按照 I E C 6 0 1 9 3，原型取值按照 GB/T 1 7 1 8 9(塑、月 m“.。(5)坐HA H H、月M已九 l一l耐、可闪.瓜 从八1.阎)印(沪囚，r四厂 N，11 f，、下则V h叭 图 3 压力脉动均方根值的确定 1 1.5 叶道涡 c h a n n a l v o r t i e s 发生在混流式水轮机转轮叶片与上冠交接处并从叶片间流出的涡带。1 2GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6技术要求4.1 一般要求4.1.1 水轮机的设计、制造应根据水电站的特点和基本参数优选水轮机的型式和主要参数，保证水轮机安全、可靠、稳定运行。4.1.2 水轮机的设计必须考虑到水电站厂房布置、运行检修、运输条件、制造能力的要求以及与水轮发电机、调速器、进水阀等的相互关系。4.1.3 水轮机产品的技术要求应包括下列水电站参数:校核洪水位(m);设计洪水位(m);正常蓄水位(m);死水位(m);最高尾水位(m);设计尾水位(m);最低尾水位(m);尾水位和流量关系曲线;电站最大水头(m);电站最小水头(m);额定水头(m);加权平均水头(m);过机水质(含沙量、粒径级配、矿物成分、水中含气量、p H值、水温等);气象条件(多年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、多年平均相对湿度等);地震加速度;运行特点及要求(如调峰、调频、调相以及年平均起停次数等);引水系统参数;单机功率和台数;单机最大功率(若有);水轮机安装高程(m);重力加速度(m 2/s).4.1.4 水轮机设计应给出其型式、布置方式、型号和以下基本参数:设计水头(m);最大水头(m);最小水头(m);额定水头(m);额定转速(r/m i n);飞逸转速(r/m i n);额定比转速(m k W);额定流量(m0/s);额定功率(MW);最优工况时的功率(MW);最大功率(MW);加权平均效率(%);额定点效率(%);GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 最优效率(%);输出最大功率时的最小水头(m)(若有);输出最大功率时的最大流量(m /s)(若有);转轮公称直径 D,或 D,(mm);导叶开度(mm)或转角(。);转轮叶片转角范围(“)(适用于转桨式、斜流式和贯流式水轮机);允许吸出高度(m)(适用于反击式水轮机);临界空化系数(适用于反击式水轮机);初生空化系数(适用于反击式水轮机);电站空化系数(适用于反击式水轮机);最高瞬态压力(MP a);最低瞬态压力(MP a);最高瞬态转速(r/mi n);射流直径(m m)适用于冲击式水轮机);喷嘴开度(m m)适用于冲击式水轮机);每个转轮的喷嘴数(适用于冲击式水轮机);排出高度(m)(适用于冲击式水轮机);水轮机估算总质量(t).4.1.5 水轮机设计还应给出下列技术文件:水轮机模型综合特性曲线和原型运转特性曲线;技术保证值(详见第 5 章);与水轮机配套的调速器、油压装置、自动化系统及进水阀的技术规范和要求(若有);水轮机各主要部件的结构和材料说明;水轮机各大件的运输、起重限制尺寸和质量;其他技术要求。4.1.6 反击式水轮机的效率修正按附录 A中的公式进行修正;冲击式水轮机的效率一般不修正，若修正则按照附录B进行。4.2 主要部件的结构和材料4.2.1 结构设计 的一般要 求4.2.1.1 水轮机通流部件应符合 G B/T 1 0 9 6 9 的要求。4.2.1.2 水轮机结构应做到便于拆装、维修，方便易损部件的检查和更换水轮机必须保证在不拆卸发电机转子、定子和水轮机转轮、主轴等部件的情况下更换下列零部件:a)水轮机导轴承瓦、冷却器和主轴密封 b)反击式水轮机导水机构接力器的密封及活塞环、导水机构的传动部件、导叶轴径密封件及保 护元件。c)转桨式水轮机应能在不拆卸转轮叶片的情况下更换转轮叶片的密封零件 d)冲击式水轮机的喷嘴、喷针及折向器等。e)对于多泥沙的电站，对水轮机拆修有特殊要求时，按供需双方商定的技术协议或技术条款 执行。4.2.1.3 水轮机标准零部件应保证其通用性。采用摩擦传动的转轮，以及喷嘴、喷针应能互换4.2.1.4 反击式水轮机宜在通流部分的适当部位，设置用相对效率法测量相对流量和压力脉动的测点，其位置应与模型模拟4.2.1.5 水轮机转轮宜采用不锈钢材料制造水轮机的其他易空蚀部件宜采用抗空蚀材料制造或采 1 4GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6用必要的防护措施。若空蚀部位采用堆焊不锈钢时，加工后的不锈钢层厚度不应小于 3 mm.4.2.1.6 竖轴水轮机转轮公称直径为3.3 m或以上时，水轮机室顶部宜设置起吊设施4.2.1.7 转轮应做静平衡试验。静平衡后应符合GB/T 9 2 3 9中的G 6.3级的要求。4.2.1.8 立式水轮机轴向间隙应保证在发电机顶转子时转动部分能上抬到所需要的高度。4.2.1.9 水轮机在各种运行工况时，其稀油润滑的导轴承的轴瓦最高温度不应超过 7 0 0 C;卧式水轮机的径向推力轴承轴瓦最高温度不超过 7 0 0C。油的最高温度不超过 6 5 0C e4.2.1.1 0 反击式水轮机的导水机构必须设有防止破坏及事故扩大的保护装置，其导叶的水力矩在全开至接近空载开度间应有自关闭趋向。并有全关和全开位置的锁定装置。4.2.1.1 1 水轮机应设置必要的防飞逸设施水轮机允许在最高飞逸转速下持续运行时间应不小于配套发电机允许的飞逸时间，并保证水轮机转动部件不产生有害变形。4.2.1.1 2 导叶端部与之相应的抗磨板之间宜有硬度差异4.2.1.1 3 水轮机的顶盖排水设施，应有备用设备轴流式水轮机必要时应有双重备用，主用和备用设备宜采用不同的驱动方式。排水设备应配备可靠的水位控制和信号装置。4.2.1.1 4 蜗壳及尾水管的形状和尺寸应结合水电站厂房布置的需要进行设计，并进行模型试验或技术论证，提供模型试验的水压脉动值和频率值。4.2.1.1 5 反击式水轮机蜗壳设计中应考虑需方所提供的周围混凝土可承受的最大允许应力及埋人期间的内部压力。座环设计中应考虑由座环支撑的混凝土重量和其他垂直的负荷。4.2.1.1 6 水轮机进水阀后的蜗壳进口段顶部和卧式水轮机的蜗壳顶部应设置自动排气、补气装置。4.2.1.1 7 水轮机应设置观察孔和进人门，蜗壳上的进人门不宜小于 0 6 0 0 mm，尾水管上进人门尺寸不宜小于0 6 0 0 m m或6 0 0 X 6 0 0 mm，采用方形进人门时，四角应倒圆，进人门的下侧应设验水阀。在进人门处，应按GB 1 5 0钢制压力容器的要求进行补强。进人门、观察孔的位置、数量、尺寸由供需双方商定。4.2.1.1 8 立式反击式水轮机尾水管内应设置易于拆装的、有足够承载能力的、轻型检修平台。冲击式水轮机机坑内的稳水栅应有足够的强度，以便于水轮机转轮、喷嘴等的拆装和检修。4.2.1.1 9 当有调相运行要求时应设置调相压水进排气装置。4.2.1.2 0 水轮机及其辅助设备需进行耐压试验的部件除需在工地组焊的部分外，均需按试验压力在厂内进行耐压试验，耐压试验的压力为设计压力(包括升压)的 1.5倍。试压时间应持续稳压 1 0 m i n受压部件不得产生有害变形和渗漏等异常现象。反击式水轮机的金属蜗壳和冲击式水轮机的配水管可根据合同要求进行水压试验4.2.1.2 1 水轮机设备配备的仪表(见附录C)，应安装在专门的盘柜上。4.2.1.2 2 水轮机自动化元件及系统应符合 G B/T 1 1 8 0 5-1 9 9 9中的有关规定。如水轮机要实现计算机监控并要求监测振动和蠕动时由供需双方商定并提供成组调节的接口。4.2.1.2 3 水轮机自动控制系统应能安全可靠地实现以下基本功能:a)正常开机和停机;b)在系统中处于备用状态，随时可以启动投人;c)从发电转调相或由调相转发电运行(当有调相要求时);d)当运行中发生故障时能及时发出信号、警报或停机;e)凡由计算机控制的水电站各机组应能实现成组调节。水轮机应能自动保持在给定的负荷范围 内稳定高效率运行;冲击式水轮机投人的喷嘴及其数量应能自动切换，并保持在稳定和高效率 运行。4.2.1.2 4 发生(但不限于)下列情况之一时，水轮机应能自动紧急停机:a)转速超过过速保护值;b)压油罐内油压低于事故低油压;I 弓GB/T 1 5 4 6 8-2 0 0 6 c)导轴承温度超过允许值时;d)水润滑导轴承的润滑水中断时;e)机组突然发生异常振动(当设有振 动测量装置 时);f)其他紧急事故停机信号;9)在运行中控制电源消失时。4.2.2 工作应力和安全系数4.2.2.1 水轮机结构设计中应进行安全性能分析，对经受交变应力、振动或冲击力的零部件，设计时应留有安全余量。在所有预期的工况下，都应具有足够的刚度和强度。4.2.2.2 部件的工作应力可采用经典公式解析计算，也可采用有限元法分析计算，对结构复杂的重要部件建议采用有限元法分析计算。4.2.2.3 水轮机部件的工作应力应按工况分别考核，分为正常运行工况和特殊工况，其中正常运行工况是指机组正常工作状态下所发生的各种载荷工况，特殊工况是指打压试验、飞逸、导叶保护装置破坏等非正常工况。4.4.2.4 所有部件的工作应力不得超过规定的许用应力。其中正常工况条件下采用经典公式计算的断面应力不大于表 2 规定的许用应力，特殊工况条件下采用经典公式计算的断面应力不大于材料屈服极限的 2/3 04.2.2.5 对于承受剪切和扭转力矩的零部件，铸铁的最大剪应力不得超过2 1 MP a，其他黑色金属最大剪应力不得超过许用拉应力的 7 0，但其中机组主轴和导叶轴的最大剪应力不得超过许用应力的 6 0%,4.2.2.6 当要求有预应力时，螺栓、螺杆和连杆等零部件均应进行预应力处理，零部件的预应力不得超过材料屈服强度的 7/8.螺栓的荷载不应小于连接部分设计荷载的