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GBT 15468-2020(水轮机基本技术条件).pdf

水轮机输入功率 turbineinput power P 通过高压基准断面的水流所具有的水力功率。 注：单位为瓦（W）。 3.6.2 转轮输出功率 runner output power Pm 转轮与轴连接处传递的机械功率。 注：单位为瓦（W）。 3.6.3 水轮机机械功率损失 turbine mechanical power loss Pl 转动部件与固定部件之间因机械摩擦损失的功率。分为三部分：导轴承、推力轴承（按推力负荷比 例分担的部分）和主轴密封损失的机械功率。 注：单位为瓦（W）。 3.6.4 水轮机输出功率 turbine output powel P 主轴输出的机械功率，为转轮输出功率扣除水轮机机械功率损失（Plm）后的功率（P=Pm一Plm）。 简称水轮机功率。 注：单位为瓦（W）。

主轴输出的机械功率，为转轮输出功率扣除水轮机机械功率损失（Plm）后的功率（P=Pm一Plm 水轮机功率。 注单位为瓦（W）

JC/T 2152-2012 复合硫铝酸盐水泥GB/T154682020

GB/T 154682020

式中： W：一—一根据电站运行特点确定的水轮机在不同水头、不同功率运行的历时或所能发出电能的权 系数,≥W;=100,见表1； 7一 水轮机在各个加权点对应的效率，

式中： W：一一根据电站运行特点确定的水轮机在不同水头、不同功率运行的历时或所能发出电能的权重 系数，≥W=100,见表1； 水轮机在各个加权点对应的效率，

最优效率optimumefficiency

最优效率optimumefficiency /opt 水轮机最优工况点对应的效率，即水轮机效率的最大值

3.8.1转轮公称直径

（混流式水轮机）转轮公称直径 (Francis turbine)runner nomin D1 或D2 a）转轮叶片进水边正面和下环相交处的直径。见图1a)中D1； b）转轮叶片出水边正面和下环相交处的直径。见图1a)中D2。 注1：效率修正采用D2，其余宜采用D1。 注2.单位为米（m）

（轴流式、斜流式和贯流式水轮机）转轮公称直径 (Kaplan、Deriaz and bulb turbine)runner nominal diameter D 转轮叶片轴线处转轮室的内径。见图1b)、c)和d)。

ninaldiameter D 转轮叶片轴线处转轮室的内径。见图1b)、c)和d)。 注1：对于轴流定桨式水轮机，转轮公称直径指水轮机叶片外缘圆柱形转轮室的内径；对于斜流定桨式水轮机，转轮 公称直径指水轮机叶片出水边外缘对应的转轮室的内径。 注2:单位为米(m)

（冲击式水轮机）转轮公称直径 (impulse turbine) runner nominal diameter D 转轮与射流中心线相切的节圆直径。见图1e）。 注:单位为米(m)

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导叶开度 guide vane opening 相邻导叶中间断面之间的最短距离。 注：单位为毫米（mm）。 导叶转角 guide vane rotating angle Y 从导叶全关位置开始，导叶转动的角度 注：单位为度（）

导叶开度 guide vane opening 相邻导叶中间断面之间的最短距离。 注：单位为毫米（mm）。 8.3 导叶转角 guide vane rotating angle Y 从导叶全关位置开始，导叶转动的角度 注：单位为度()。

图1水轮机转轮公称直径示意

3.9空化、空蚀、磨损

注：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 轴流定桨式水轮机为转轮叶片出水边外缘处的高程；对于立轴斜演 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 机为转轮叶片最高点处的高程。对贯流机组水轮机也可取转轮室 3.9.6 水轮机空化系数 cavitation coefficient of hydraulic turbine 表征水轮机空化发生条件和性能的无量纲系数。 3.9.7

a）在混流式水轮机模型试验中，由目测观察到转轮三个叶片同时出现气泡时的最大空化系数； b）在轴流和贯流式水轮机模型试验中，由目测观察到转轮一个叶片表面上出现气泡时的最大 化系数

临界空化系数critical cavitation coefficient

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与规定的效率下降值相联系的空化系数 注：可以取1≤6.≤6。。其中61为效率下降1%时的空化系数，。为效率开始下降时的空化系数，见图2

a）空化系数的第一种取法

b）空化系数的第二种取法

）空化系数的第三种取法

图20、616,空化系数的确定

水轮机安装时作为基准的某一水平面的海拔高程 注1：立轴反击式水轮机安装时的基准为导水机构水平中心高程；立轴冲击式水轮机安装时的基准为喷嘴中心 程；卧轴水轮机安装时的基准为主轴中心高程。 注2.单位为米(m）

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3.10.3 比尺scaleratio 原型转轮公称直径与模型转轮公称直径的比值 3.10.4 模型综合特性曲线 model hill chart diagram 以单位转速和单位流量为纵横坐标，表示模型水轮机效率等性能的等值曲线。 3.10.5 运转特性曲线 prototype performance curve 绘在以水头和输出功率、水头和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、输出功率、吸出高度、压力脉动等）的等值曲线及功率限制线

比尺scaleratio 原型转轮公称直径与模型转轮公称直径的比值 3.10.4 模型综合特性曲线 model hill chart diagram 以单位转速和单位流量为纵横坐标，表示模型水轮机效率等性能的等值曲线。 3.10.5 运转特性曲线 prototype performance curve 绘在以水头和输出功率、水头和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、输出功率、吸出高度、压力脉动等）的等值曲线及功率限制线

GB/T15468—2020

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在电站空化系数下，随着工况的变化，在混流式模型转轮出口同时观测到全部叶道内可见 相应工况点的连线

在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧周期性地释放出旋转方向相反、排列规则的双 列线涡。

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、高效运行。 4.1.2水轮机的设计应考虑到水电站厂房布置、安装、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、筒形阀、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，单位为米（m）； 设计洪水位，单位为米（m）； 正常蓄水位，单位为米（m）； 死水位，单位为米（m）； 校核洪水尾水位（最高尾水位），单位为米（m）； 设计洪水尾水位，单位为米（m）； 设计尾水位，单位为米（m）； 最低尾水位，单位为米（m）； 尾水位和流量关系曲线： 最大毛水头，单位为米（m）； 最小毛水头，单位为米（m）； 额定水头，单位为米（m）； 加权平均水头，单位为米（m）； 加权因子； 过机水质（含沙量、粒径级配、矿物成分、水中含气量、pH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）； 地震设防烈度下相应的地震加速度； 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：

校核洪水位，单位为来（m）； 设计洪水位，单位为米（m）； 正常蓄水位，单位为米（m）； 死水位，单位为米（m）； 校核洪水尾水位（最高尾水位），单位为米（m）； 设计洪水尾水位，单位为米（m）； 设计尾水位，单位为米（m）； 最低尾水位，单位为米（m）； 尾水位和流量关系曲线； 最大毛水头，单位为米（m）； 最小毛水头，单位为米（m）； 额定水头，单位为米（m）； 加权平均水头，单位为米（m）； 加权因子； 过机水质（含沙量、粒径级配、矿物成分、水中含气量、pH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）； 地震设防烈度下相应的地震加速度； 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：

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台数； 单机功率，单位为瓦（W）： 单机最大功率，单位为瓦（W）（若有）； 水轮机安装高程，单位为米（m）； 重力加速度，单位为米每二次方秒（m/s）； 电网频率，单位为赫兹（Hz） 水轮机设计应给出其型式、布置方式、型号和以下基本参数： 最大水头，单位为米（m）； 最小水头，单位为米（m）； 额定水头，单位为米（m）； 设计水头，单位为米（m）； 额定转速，单位为转每分（r/min）； 最高飞逸转速，单位为转每分（r/min）； 最高瞬态飞逸转速，单位为转每分（r/min）； 协联工况最高飞逸转速（适用于双调机组），单位为转每分（r/min）； 额定比转速，单位为米千瓦（m·kW）； 额定流量，单位为立方米每秒（m/s）； 额定功率，单位为瓦（W）； 最优工况时的功率，单位为瓦（W）； 最大功率（若有），单位为瓦（W）； 加权平均效率； 额定点效率； 最优效率； 输出最大功率时的最小水头，单位为米（m）（若有）； 输出最大功率时的流量，单位为立方米每秒（m"/s）（若有）； 转轮公称直径D，或D2，单位为米（m）； 导叶开度或转角，单位为毫米（mm）或度（°）； 转轮叶片转角范围（适用于轴流式、斜流式和贯流式可调桨水轮机），单位为度（）； 允许吸出高度（适用于反击式水轮机），单位为米（m）； 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，单位为帕（Pa）； 最低瞬态压力，单位为帕（Pa）； 最高瞬态过速，单位为转每分（r/min）； 射流直径（适用于冲击式水轮机），单位为毫米（mm）； 喷针行程（适用于冲击式水轮机），单位为毫米（mm）； 每个转轮的喷嘴数（适用于冲击式水轮机）； 高度（适用于冲击式水轮机），单位为米（m）； 转动惯量，单位为干克平方米（kg·m） 转轮估算质量，单位为千克（kg）； 主轴估算质量，单位为千克（kg）； 简形阀总估算质量，单位为千克（kg）（若有）；

台数； 单机功率，单位为瓦（W）： 单机最大功率，单位为瓦（W）（若有）； 水轮机安装高程，单位为米（m）； 重力加速度，单位为米每二次方秒（m/s）； 电网频率，单位为赫兹（Hz） 水轮机设计应给出其型式、布置方式、型号和以下基本参数： 最大水头，单位为米（m）； 最小水头，单位为米（m）； 额定水头，单位为米（m）； 设计水头，单位为米（m）； 额定转速，单位为转每分（r/min）； 最高飞逸转速，单位为转每分（r/min）； 最高瞬态飞逸转速，单位为转每分（r/min）； 协联工况最高飞逸转速（适用于双调机组），单位为转每分（r/min）； 额定比转速，单位为米千瓦（m·kW）； 额定流量，单位为立方米每秒（m/s）； 额定功率，单位为瓦（W）； 最优工况时的功率，单位为瓦（W）； 最大功率（若有），单位为瓦（W）； 加权平均效率； 额定点效率； 最优效率； 输出最大功率时的最小水头，单位为米（m）（若有）； 输出最大功率时的流量，单位为立方米每秒（m"/s）（若有）； 转轮公称直径D，或D2，单位为米（m）； 导叶开度或转角，单位为毫米（mm）或度（°）； 转轮叶片转角范围（适用于轴流式、斜流式和贯流式可调桨水轮机），单位为度（） 允许吸出高度（适用于反击式水轮机），单位为米（m）； 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，单位为帕（Pa）； 最低瞬态压力，单位为帕（Pa）； 最高瞬态过速，单位为转每分（r/min）； 射流直径（适用于冲击式水轮机），单位为毫米（mm）； 喷针行程（适用于冲击式水轮机），单位为毫米（mm）； 每个转轮的喷嘴数（适用于冲击式水轮机）； 高度（适用于冲击式水轮机），单位为米（m）； 转动惯量，单位为千克平方米（kg·m"）； 转轮估算质量，单位为千克（kg）； 主轴估算质量，单位为千克（kg）； 简形阀总估算质量，单位为千克（kg）（若有）；

早总质量，单位为十克（kg）。 1.5水轮机设计还应给出下列技术文件： 模型综合特性曲线； 原型运转特性曲线； 水轮机模型飞逸特性曲线； 导叶开度与接力器行程关系曲线： 空载流量与水头关系曲线、空载流量与接力器行程关系曲线； 技术保证值（详见第5章）； 过渡过程计算报告； 水轮机基础荷载； 水轮机各主要部件的结构和材料说明及现场安装说明； 水轮机主要部件的刚强度计算和疲劳分析报告； 水轮机各大件的运输、起重限制尺寸和质量； 与水轮机配套的调速器、油压装置、自动化系统及简形阀、进水阀的技术规范和要求（若有）； 水轮机各大部件运输要求、现场仓储要求； 其他技术要求。 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 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

4.2.1.2水轮机流道的形状和尺寸应结合水电站厂房布置进行设计。 4.2.1.3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， 其位置应与模型相似。 4.2.1.4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。水轮机应保证在不拆卸发电 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； 反击式水轮机导水机构接力器的密封及活塞环（组合密封圈及导向带）、传动部件、导叶中轴径 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口及折向器或偏流器等： 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。 4.2.1.5立轴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 4.2.1.6水轮机标准零部件应保证其通用性。如采用摩擦传递扭矩的转轮，以及喷嘴、喷针应能互换。 4.2.1.7 水轮机在最高飞逸转速下充许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且不会引起碰撞及损坏。应设置防止水轮机超过允许飞逸时间的设施。 4.2.1.8混流式和冲击式水轮机转轮宜采用不锈钢材料制造，轴流式和贯流式水轮机叶片宜采用不锈 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取必要的防护措施。若易空蚀部位 堆焊不锈钢时，加工后的不锈钢层厚度不应小于5mm。

4.2.1.9水轮机室顶部宜设置起吊设施

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4.2.1.11转轮应做静平衡试验，静平衡后转轮的质量不平衡量应符合GB/T9239.1中的G6.3级的 要求。 4.2.1.12水轮机在各种运行工况时，其稀油润滑的导轴承的巴氏合金轴瓦最高温度不应超过70℃；卧 轴水轮机的径向推力轴承轴瓦最高温度不超过70℃。油的最高温度不超过60℃。 4.2.1.13反击式水轮机导叶的水力矩在全开附近至空载开口附近间宜有自关闭趋势；导水机构应设可 靠的保护装置（如剪断销、摩擦副、限位块等），防止导叶破坏及事故扩大；限位块的设计应具有足够的刚 强度，宜设置缓冲垫；采用摩擦装置和剪断销联合作用的保护装置，剪断销的破断力不宜小于1.5倍的 接力器额定操作力作用于剪断销上的力；在全关位置宜设液压和手动锁定装置，在全开位置宜设手动锁 定装置。 4.2.1.14活动止漏环与之相应的固定止漏环之间宜有硬度差异。 4.2.1.15水轮机的顶盖排水设备宜一用一备，必要时可一用两备。立轴水轮机的顶盖具备自流排水条 件的应设置足够大的自流排水通道。 4.2.1.16反击式水轮机金属蜗壳及座环设计应按单独承受设计压力（蜗壳内的最高瞬态压力）设计。 采用混凝土蜗壳的座环设计中应考虑由座环支撑的混凝土重量和其他垂直负荷。冲击式水轮机配水环 管设计应按单独承受设计压力（配水环管内的最高瞬态压力）设计。 4.2.1.17卧轴水轮机的蜗壳顶部应设置排气、补气装置。 4.2.1.18水轮机应设置进人门，蜗壳上的进人门不宜小于$600mm，高水头水轮机蜗壳宜采用内开式 进人门，尾水管上进人门尺寸不宜小于600mm或600mm×600mm，采用方形进人门时，应防止四 角应力集中开裂；进人门的下侧应设验水阀。在进人门处，应进行补强。进人门的位置、数量、尺寸由供 需双方商定。 4.2.1.19立轴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。 4.2.1.20当有调相运行要求时应设置调相压水进排气装置及降低转轮小间隙部位温度的冷却装置。 4.2.1.21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 为进行耐压试验，耐压试验的压力不宜小于设计压力的1.3倍，试压时间应持续稳压30min。受压部件 不得产生有害变形和渗漏等异常现象， 4.2.1.22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耐压试验

4.2.1.T8 进人门，尾水管上进人门尺寸不宜小于600mm或600mm×600mm，采用方形进人门时，应防止四 角应力集中开裂；进人门的下侧应设验水阀。在进人门处，应进行补强。进人门的位置、数量、尺寸由供 需双方商定。 4.2.1.19立轴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 4.2.1.20当有调相运行要求时应设置调相压水进排气装置及降低转轮小间隙部位温度的冷却装置。 4.2.1.21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，耐压试验的压力不宜小于设计压力的1.3倍，试压时间应持续稳压30min。受压部件 不得产生有害变形和渗漏等异常现象， 4.2.1.22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耐压试验

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 留有足够的安全余量。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 件宜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，分为正常工况、过渡工况和特殊工况，其中正常工 况是指机组正常工作状态下所发生的各种载荷工况，包括停机、空载、发电、调相等；过渡工况是启动过 程、停机过程、甩负荷过程；特殊工况是指打压试验、飞逸、导叶卡阻、导叶保护装置破坏、地震等， 4.2.2.4所有部件的工作应力应不超过规定的许用应力。除转轮和主轴外，其余部件正常工况和过渡 工况下采用经典公式计算的断面应力应不大于表2规定的许用应力，特殊工况下采用经典公式计算的 新面应力应不大于材料屈服强度的2/3。 4.2.2.5对于承受剪切和扭转力矩的零部件，铸铁的最大剪应力应不超过21MPa，其他黑色金属最大 剪应力不得超过许用拉应力的70%，但其中导叶轴的最大剪应力不得超过许用应力的60%

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表2部件正常工况和过渡工况许用应力

4.2.2.6当无预应力要求时，在正常工况和过渡工况下，由工作载荷引起的螺栓的应力不大于螺栓材料 出服强度的1/3。 1.2.2.7除另有规定外，当要求有预应力时，预紧力应不小于正常工况和过渡工况下连接对象的最大工 作荷载折算到螺栓轴向荷载的2.0倍，螺栓的工作综合应力在正常工况和过渡工况下不大于螺栓材料 屈服强度的2/3，在特殊工况下不大于螺栓材料屈服强度的4/5。螺栓预紧过程中最大综合应力不得超 过材料屈服强度的7/8，且各螺栓之间的预紧力测量值偏差不得超过设计值的士5%。对顶盖和座环把 合螺栓的预紧力取值按机组水头范围划分，在正常工况和过渡工况下应不小于表3。

表3顶盖和座环把合螺栓的预紧力取值

4.2.2.8由有限元方法得到的应力分析，应给出应力分布，宜指出局部应力的部位云图，并提取出部件 的平均应力和局部应力，在正常工况和过渡工况下非应力集中处的平均应力不大于表2规定的许用应 力，局部应力（在考虑过渡圆角情况下有限元的计算结果)不得超过材料屈服强度的2/3，特殊工况下局 部最大应力不得超过材料的屈服强度。对承受交变应力的零部件，应进行疲劳强度核算。 4.2.2.9混流式水轮机转轮叶片在预期的最大荷载条件下正常运行时，叶片最大应力不应超过材料屈 服强度的1/5；转桨式水轮机转轮叶片在预期的最大荷载条件下正常运行时，叶片最大应力不应超过材 科屈服强度的1/4；在最高飞逸转速时，转轮叶片最大应力不应超过材料屈服强度的2/5。冲击式转轮 在预期的最大荷载条件下正常运行时，用经典公式解析计算转轮各部位最大应力不应超过材料屈服强 度的1/18，用有限元法计算的转轮各部位最大应力不应超过材料屈服强度的1/9，并应进行疲劳强度 核算。 4.2.2.10主轴最大复合应力Smx的定义为：Smax=（S²十3T²）1/2，其值不应超过材料屈服强度的1/4。 式中，S为由于水力和静载荷引起的轴向应力和弯曲应力的总和；T为水轮机最大功率时的扭转切应 力。按上式计算出最大复合应力Smx并计人应力集中后出现的最大应力不应超过材料屈服强度的2/5。 且水轮机在最大功率时主轴扭转切应力不应超过材料屈服强度的1/6。卧轴水轮机主轴应进行疲劳强 产核管

4.2.3材料和制造要求

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4.2.3.2经过考试合格并持有证书的焊接人员才能担任主要部件的焊接工作。主要部件的主要受力焊 缝应进行100%的无损探伤。焊缝检查应符合GB/T3323.1、GB/T11345、NB/T47013.2、 NB/T47013.3、NB/T47013.4、NB/T47013.5、NB/T47013.10或合同规定的相应标准。 4.2.3.3水轮机设备表面应有防锈涂层。并应规定： a） 表面处理的要求； 对漆及其他防护保护方法和其使用说明； c） 发运前和在工地时的使用要求； 涂层数； e） 每层膜厚和总厚； f）质量检查和质量控制规定。 对装饰性电镀层应符合GB/T9797的规定。 4.2.3.4凡是与水接触的紧固件均应采用防锈或耐腐蚀的材料制造或采取相应措施。 4.2.3.5采用巴氏合金的轴瓦，其与瓦基的结合情况应进行100%超声波检查，接触面应不小于95%， 且单个脱壳面积不大于1%；表面用渗透法探伤应无超标缺陷，

4.3不同型式水轮机的特定要求

4.3.1混流式水轮机

4.3.1.1为保证水电站的安全、稳定、高效运行和转轮等过流部件的寿命，水轮机不宜在保证范围外 运行。 4.3.1.2水轮机在保证范围内运行时，水力激振频率与转轮、活动导叶、顶盖、底环和固定导叶等主要过 流部件的固有频率应至少错开10%以上。 4.3.1.3中高水头水轮机可采用从顶盖引取上止漏环的漏水，作为机组冷却用水备用水源。 4.3.1.4高水头、高转速水轮机结构设计应考虑减少抬机的可能性，应有防抬机措施。 4.3.1.57 水轮机宜设置自然补气装置，或采取其他提高机组运行稳定性的措施 4.3.1.6转轮叶片可为铸件或模压成型，叶片宜采用数控加工；水轮机转轮宜采用组焊结构。 4.3.1.7 联轴螺栓的预紧力宜不小于3倍的正常工况下最大工作载荷。 4.3.1.8 大型转轮的设计、安装应考虑在各种工况下的下沉量。

4.3.2轴流式水轮机

不锈钢制作 堆焊不锈钢。 4.3.2.2应设置可靠的防抬机措施和止推装置。 4.3.2.3转轮叶片上不宜开吊孔。 4.3.2.4转轮叶片的外缘宜设置裙边。转轮叶片外缘与转轮室之间的单边间隙宜不大于0.1%D1、不 小于0.05%D1。 4.3.2.5转轮叶片的操作机构应动作灵活。协联装置应准确可靠。转轮叶片密封试验时应不漏油，不 允许水通过转轮密封进入转轮体内

4.3.2.6定浆式水轮机应设置减轻振动的自然补气装置，或采取其他措施。 4.3.2.7轴流式水轮机应设置紧急停机时的自然补气装置。 4.3.2.8转桨式水轮机的受油器及其装配部件应有绝缘材料与发电机所有联接处隔开以防止产生轴 电流。 4.3.2.9 大型转轮的设计、安装应考虑在各种工况下的下沉量。 4.3.2.10 转轮叶片、活动导叶、顶盖、底环和固定导叶等主要过流部件的固有频率应与水力激振频率至 少错频10%以上。 4.3.2.11联轴螺栓的预紧力宜不小于3倍的最大工作载荷

4.3.3贯流式水轮机

4.3.3.1转轮采用悬臂结构时应考虑主轴度的影响。 4.3.3.2转轮叶片外缘与转轮室之间的单边间隙宜不大于0.1%D1、不小于0.065%D1。 1.3.3.3转轮室应具有足够的刚度防止振动超标，设计时应考虑转轮的轴向位移。与叶片外缘对应部 立及其他转轮室的易空蚀部位宜采用不锈钢制作或堆焊不锈钢。转轮室的固有频率应与转轮叶片的过 流频率至少错开10%。 4.3.3.4径向导轴承宜设有高压油润滑顶起装置。 4.3.3.5转轮叶片的操作机构应动作灵活。协联装置应准确可靠。转轮叶片密封试验时应不漏油，不 允许水通过转轮密封进人转轮体的供油腔内。如转轮体内充油，油压应高于转轮体外的水压。 4.3.3.6转轮室与尾水管里衬之间应设有伸缩节。 4.3.3.7 转轮室上不宜设置进人门。 4.3.3.8 为防止飞逸，应设置关闭导叶的重锤。 4.3.3.9 内、外配水环的分瓣面和接合面应安装密封条或涂密封胶 4.3.3.10 主轴连轴螺栓应考虑在水中工作并承受交变应力的影响，其预紧力宜不小于3倍的最大工作载荷 4.3.3.11 应对整机进行动态响应分析，以防引起共振，

4.3.4冲击式水轮机

GB/T 154682020

品的保证期为自水轮机投人商业运行之日起两年，或从最后一批货物交货之日起三年，以先到期为准

5.2.1水轮机稳态水力性能保证（即功率、效率和飞逸转速）按模型试验结果验证，或采用现场试验进 行验证。除另有规定外，模型试验按GB/T15613进行，现场试验按GB/T20043进行，其中效率修正 换算参见附录A或附录B

5.2.2水轮机功率保证

应保证水轮机在额定水头下的额定功率及在最大水头、加权平均水头、最小水头和其他特定水头下 的功率，

5.2.3水轮机效率保证

应保证运行水头范围内水轮机的最高效率、加权平均效率或其他特定工况点的效率。 5.2.4水轮机的最高飞逸转速保证 5.2.4.1混流式和定桨式水轮机取最大水头和导叶最大开度下所产生的飞逸转速；在特殊情况下，可经 共需双方商定。 5.2.4.2转桨式水轮机应按水轮机导叶与转轮叶片协联和非协联条件下，在运行水头范围内所产生的 最高飞逸转速分别保证。 5.2.4.3冲击式水轮机取最大水头和最大喷嘴行程下产生的飞逸转速

5.3空化、空蚀和磨蚀的保证

5.3.1应对水轮机的空化系数做出保证 5.3.2反击式水轮机在一般水质条件下的空蚀损坏保证应符合GB/T15469.1的规定。冲击式水轮机 在一般水质条件下的空蚀损坏保证应符合GB/T19184的规定。需方应保留保证期内的运行记录，运 行记录中至少应有水头、功率、运行时间和相应尾水位的数据。 5.3.3当水中含沙量较大时，应对水轮机的磨蚀损坏做出保证。其保证值可根据过机流速、泥沙含量、 泥沙特性及电站运行条件等，由需方和供方商定

4.1在正常工况和过渡工况下，水轮机各部件不应产生共振和有害变形。 4.2在保证的稳定运行范围内，立轴水轮机顶盖以及卧轴水轮机轴承座的垂直方向和水平方向的 值，应不大于表4的规定值。测量方法按GB/T32584执行。

GB/T15468—2020

5.4.3在保证的稳定运行范围内正常运行时 土轴相刘动（偿度应不人 限线。 5.4.4在空载工况下，主轴相对振动（摆度）应不大于轴承冷态间隙的70%。 5.4.5水轮发电机组轴系的临界转速应由水轮机和水轮发电机供方分别计算后确定，轴系的第一阶临 界转速应不小于最高态飞逸转速的120%

5.5水轮机的稳定运行范围

5.5.1在4.1.4规定的最大和最小水头范围内，水轮机稳定运行的功率范围按表5。实际稳定运行范 围可根据现场实测稳定性情况进行适当调整。对于混流式水轮机，可能在保证的水轮机稳定运行范围 内会出现异常振动或强振区，应避振运行或采取相应减振措施

5水轮机稳定运行功率

注：H，为大于额定水头的运行水头

5.5.2在5.5.1规定的运行范围内机组运行时，轴系的摆度及部件振动同时满足5.4.2和5.4.3要求。

GB/T 154682020

5.5.4应根据模型试验对叶道涡、口 芮列及其他可能影响稳定性的水力现 象的观察结果，对原型机组的运行稳定性进行评估

5.6最高瞬态过速和最高、最低瞬态压力

机组甩全部或部分负荷时，蜗壳内最高压力值、尾水管内最高压力值及最低压力值和机组过速最大 值不应超过设计值

5.7导叶或喷嘴的漏水量

5.7.1在额定水头下，新投运的机组，圆柱式布置的导叶漏水量不应大于水轮机额定流量的0.3%，圆 锥式布置的导叶漏水量不应大于水轮机额定流量的0.4%。 5.7.2冲击式水轮机新喷嘴在全关时不应漏水

水轮机在稳定运行范围内正常运行时，冲击式水轮机机壳上方1m处所测得的噪声不应大 dB（A）；贯流式水轮机转轮室周围1m内所测得的噪声不应大于90dB（A）；其他型式的机组在力 机坑地板上方1m处所测得的噪声不应大于95dB（A），在距尾水管进人门1m处所测得的噪声 于95dB(A)

供方应在转轮设计制造过程中采取防止裂纹的措施，保证产品质量。水轮机在稳定运行范围内 ，在合同规定的保证期内保证转轮不产生裂纹

在一般水质条件下GB/T 4482-2018 水处理剂 氯化铁，新投运的水轮机应具有以下可靠性指标： 水轮机大修间隔期不少于5年。 水轮机使用寿命不少于40年

水轮机控制系统基本功能

6.1水轮机设备配备的仪表（参见附录D），宜安装在专门的盘柜上。 6.2水轮机自动化元件及系统应符合GB/T11805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螨动时由供需双方商定并提供成组调节的接口。 6.3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） 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 内稳定高效率运行；冲击式水轮机投人的喷嘴的数量应能自动切换，轴流式、斜流式和贯流 可调奖叶水轮机的导叶开度与转轮叶片转角保持协联.并保持在稳定和高效率运行

6.1水轮机设备配备的仪表（参见附录D），宜安装在专门的盘柜上。 6.2水轮机自动化元件及系统应符合GB/T11805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螨动时由供需双方商定并提供成组调节的接口。 6.3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） 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卖 内稳定高效率运行；冲击式水轮机投人的喷嘴的数量应能自动切换，轴流式、斜流式和贯济 可调奖叶水轮机的导叶开度与转轮叶片转角保持协联.并保持在稳定和高效率运行

GB/T 154682020

6.4发生（但不限于）下列情况之一时，水轮机应能自动事故或紧急停机：

6.4发生（但不限于）下列情况之一时，水轮机应能自动事故或紧急停机

GB/T 1171-2017 一般传动用普通V带a）转速超过过速保护值； b）压油罐内油压低于事故低油压或压力罐油位降于事故低油位； C) 导轴承温度超过允许值时； 水润滑导轴承的润滑水中断时； 机组突然发生异常振动、摆度； f) 在运行中控制电源消失时； 水润滑的接触式主轴密封润滑水中断时； h）其他紧急事故停机信号