GB/T 15468-2020 水轮机基本技术条件

犐犆犛２７．１４０

犓５５

中华人民共和国国家标准

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

代替／—

ＧＢＴ１５４６８２００６

水轮机基本技术条件

犉狌狀犱犪犿犲狀狋犪犾狋犲犮犺狀犻犮犪犾狉犲狌犻狉犲犿犲狀狋狊犳狅狉犺犱狉犪狌犾犻犮狋狌狉犫犻狀犲狊

狇狔

２０２００６０２发布２０２０１２０１实施

国家市场监督管理总局

发布

国家标准化管理委员会

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

目次

前言…………………………Ⅲ

引言…………………………Ⅳ

１范围………………………１

２规范性引用文件…………………………１

３术语和定义………………２

４技术要求…………………１４

５性能保证…………………２１

６水轮机控制系统基本功能………………２３

７供货范围和备品备件……………………２４

８资料与图纸………………２５

９工厂检验及试验…………………………２６

、、………………

１０铭牌包装运输及保管２９

、、…………

１１安装运行维护及验收试验３０

（）……………………

附录Ａ规范性附录反击式水轮机效率修正公式３２

（）……………………

附录规范性附录冲击式水轮机效率修正公式

Ｂ３４

（）……

附录规范性附录主轴相对振动位移峰峰值推荐评价区域

Ｃ３７

（）……………………

附录资料性附录水轮机设备基本配置的仪表

Ｄ３８

附录（资料性附录）水轮机备品备件表………………

Ｅ３９

Ⅰ

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

前言

本标准按照／—给出的规则起草。

ＧＢＴ１．１２００９

／—《》。／—，

本标准代替ＧＢＴ１５４６８２００６水轮机基本技术条件本标准与ＧＢＴ１５４６８２００６相比主要

技术变化如下：

———、，（，

修改和补充了术语定义和符号与国际标准及国内相关标准相适应见第章年版的

３２００６

第章）；

３

———，，（、、，

增加了过渡工况对技术要求进行了细化见和年版的

４．２．２．３４．２．２．５５．４．１５．９２００６

、、和）；

４．２．２．３４．２．２．６５．５．１５．９

———，，

修改了混流式水轮机稳定运行范围在本标准推荐的稳定运行范围之内水轮机可以安全稳定

；，，

运行如果要求超出运行范围应该对机组运行条件进行研究并进行专门的水力开发和结构

，（，）。

设计稳定运行范围可由供需双方商定见５．５．１２００６年版的５．４．２

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ＳＡＣＴＣ１７５归口

：、、

本标准起草单位哈尔滨电机厂有限责任公司中国电建集团昆明勘测设计研究有限公司东方电

、、

气集团东方电机有限公司中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司中国水利水电科学研究院水力

、、、、

机电所哈尔滨大电机研究所中国长江电力股份有限公司三峡机电工程技术有限公司中国长江三峡

、、、

集团有限公司水电水利规划设计总院中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司国网辽宁省电力

、、、

有限公司电力科学研究院国网湖南省电力公司电力科学研究院大唐云南发电有限公司重庆水轮机

、。

厂有限责任公司云南大唐国际李仙江流域水电开发有限公司

：、、、、、、、、、、

本标准主要起草人宫让勤武赛波曾明富陈顺义覃大清彭忠年钟苏姜德政刘洁戴康俊

、、、、、、、、、、、、、

易忠有韩伶俐何佳卜良锋朱惠君陈丁潘罗平吴炜黄靖张恩博田海平耿在明戴江

、、、、、。

王建明傅之跃王伦其贾玉峰黄波刘诗琪

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

———／—、／—。

ＧＢＴ１５４６８１９９５ＧＢＴ１５４６８２００６

Ⅲ

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

引言

／—，、、、

ＧＢＴ１５４６８２００６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／进行修订。

ＧＢＴ１５４６８

、，、。、

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。

Ⅳ

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

水轮机基本技术条件

１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试验项目并提出

、、、、。

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）额定功率为１０ＭＷ及以上；

）、，；

ｂ混流式冲击式水轮机转轮公称直径１．０ｍ及以上

）、、，。

ｃ轴流式斜流式贯流式水轮机转轮公称直径３．０ｍ及以上

２规范性引用文件

。，

下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本文

。，（）。

件凡是不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件

／包装储运图示标志（／—，：，）

ＧＢＴ１９１ＧＢＴ１９１２００８ＩＳＯ７８０１９９７ＭＯＤ

／电工术语水电站水力机械设备（／—，／：，

ＧＢＴ２９００．４５ＧＢＴ２９００．４５２００６ＩＥＣＴＲ６１３６４１９９９

ＭＯＤ）

／：

焊缝无损检测射线检测第部分和伽玛射线的胶片技术

ＧＢＴ３３２３．１１Ｘ

／水轮发电机组安装技术规范

ＧＢＴ８５６４

／（）：

机械振动恒态刚性转子平衡品质要求第部分规范与平衡允差的检验

ＧＢＴ９２３９．１１

（／—，：，）

ＧＢＴ９２３９．１２００６ＩＳＯ１９４０１２００３ＩＤＴ

／金属覆盖层镍铬和铜镍铬电镀层（／—，：，）

ＧＢＴ９７９７＋＋＋ＧＢＴ９７９７２００５ＩＳＯ１４５６２００３ＩＤＴ

／、

ＧＢＴ１０９６９水轮机蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件

ＧＢ１１１２０涡轮机油

／焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定

ＧＢＴ１１３４５

／水轮发电机组自动化元件（装置）及其系统基本技术条件

ＧＢＴ１１８０５

／、：

水轮机蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定第部分反击式水轮机的空蚀评定

ＧＢＴ１５４６９．１１

（／—，：，）

ＧＢＴ１５４６９．１２００８ＩＥＣ６０６０９１２００４ＭＯＤ

／（）、

ＧＢＴ１５６１３所有部分水轮机蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验

／（、）（／—

ＧＢＴ１７１８９水力机械水轮机蓄能泵和水泵水轮机振动和脉动现场测试规程ＧＢＴ１７１８９

，：，）

２０１７ＩＥＣ６０９９４１９９１ＭＯＤ

／水斗式水轮机空蚀评定（／—，：，）

ＧＢＴ１９１８４ＧＢＴ１９１８４２００３ＩＥＣ６０６０９２１９９７ＭＯＤ

／、（／—，

ＧＢＴ２００４３水轮机蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程ＧＢＴ２００４３２００５

：，）

ＩＥＣ６００４１１９９１ＭＯＤ

／大中型水电机组包装、运输和保管规范

ＧＢＴ２８５４６

／水力发电厂和蓄能泵站机组机械振动的评定

ＧＢＴ３２５８４

／水轮发电机组及其附属设备出厂检验导则

ＤＬＴ４４３

／水轮发电机组启动试验规程

ＤＬＴ５０７

／水轮机运行规程

ＤＬＴ７１０

１

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

／、

ＪＢＴ１２７０水轮机水轮发电机大轴锻件技术条件

／：

承压设备无损检测第部分射线检测

ＮＢＴ４７０１３．２２

／：

承压设备无损检测第部分超声检测

ＮＢＴ４７０１３．３３

／：

承压设备无损检测第部分磁粉检测

ＮＢＴ４７０１３．４４

／：

承压设备无损检测第部分渗透检测

ＮＢＴ４７０１３．５５

／承压设备无损检测第部分：衍射时差法超声检测

ＮＢＴ４７０１３．１０１０

水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验（，

ＩＥＣ６０１９３Ｈｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅｓｓｔｏｒａｅｕｍｓ

ｙｇｐｐ

—）

ａｎｄｕｍｔｕｒｂｉｎｅｓＭｏｄｅｌａｃｃｅｔａｎｃｅｔｅｓｔｓ

ｐｐｐ

水力机械铸钢件检验规范（

ＣＣＨ７０４Ｓｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｉｎｓｅｃｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌｃａｓｔｉｎｓｆｏｒｈｄｒａｕｌｉｃ

ｐｐｇｙ

）

ｍａｃｈｉｎｅｓ

３术语和定义

／界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

ＧＢＴ２９００．４５

３．１水电站特征水位

３．１．１

校核洪水位犮犺犲犮犽犳犾狅狅犱犾犲狏犲犾狅犳狌犲狉狅狅犾

狆狆狆

犣ＦＬｍａｘ

。，

水库遇到大坝的校核标准洪水时在坝前达到的最高水位即水库在非常运用情况下允许临时达

到的最高洪水位。

注：单位为米（）。

ｍ

３．１．２

设计洪水位犱犲狊犻狀犳犾狅狅犱犾犲狏犲犾狅犳狌犲狉狅狅犾

犵狆狆狆

犣ＦＬ．ｄ

。，

水库遇到大坝的设计标准洪水时在坝前达到的最高水位即水库在正常运用情况下允许达到的

最高水位。

注：单位为米（）。

ｍ

３．１．３

正常蓄水位狀狅狉犿犪犾狅狅犾犾犲狏犲犾

狆

犣ＰＬ．ｎ

，。

水库在正常运用情况下为满足发电等兴利要求在供水期开始前允许蓄到的最高水位

注：单位为米（）。

ｍ

３．１．４

死水位犿犻狀犻犿狌犿狅犲狉犪狋犻狅狀狑犪狋犲狉犾犲狏犲犾

狆

犣ＰＬ．ｍｉｎ

，。

水库在正常运用情况下兴利调度允许消落到的最低水位

注：单位为米（）。

ｍ

３．１．５

（）（）

校核洪水尾水位最高尾水位犮犺犲犮犽犳犾狅狅犱犿犪狓犻犿狌犿狋犪犻犾狑犪狋犲狉犾犲狏犲犾

犣ＴＬ．ｍａｘ

，。

在水电站尾水水尺断面遇到校核洪水时尾水出口断面处的相应水位

：（）。

注单位为米ｍ

２

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

３．１．６

设计洪水尾水位犱犲狊犻狀犳犾狅狅犱狋犪犻犾狑犪狋犲狉犾犲狏犲犾

犵

犣ＴＬ．ｄ

，。

在水电站尾水水尺断面遇到设计洪水时尾水出口断面处的相应水位

注：单位为米（）。

ｍ

３．１．７

设计尾水位犱犲狊犻狀狋犪犻犾狑犪狋犲狉犾犲狏犲犾

犵

犣ＴＬ．ｎ

确定水轮机安装高程所用的尾水出口断面处的水位。

：（）。

注单位为米ｍ

３．１．８

最低尾水位犿犻狀犻犿狌犿狋犪犻犾狑犪狋犲狉犾犲狏犲犾

犣ＴＬ．ｍｉｎ

，。

在水电站尾水水尺断面最小流量情况下水轮机尾水出口断面处的水位

注：单位为米（）。

ｍ

３．２水电站毛水头

３．２．１

最大毛水头犿犪狓犻犿狌犿狉狅狊狊犺犲犪犱

犵

犎

ｇｍａｘ

水电站正常工作期间，进口断面的正常蓄水位和最低尾水位之差。

注：单位为米（）。

ｍ

３．２．２

最小毛水头犿犻狀犻犿狌犿狉狅狊狊犺犲犪犱

犵

犎ｇｍｉｎ

，。

水电站正常工作期间进口断面的最低水位与相应的尾水出口断面的最高水位之差即水电站上

下游水位在一定组合下出现的最小水位高程差。

注：单位为米（）。

ｍ

３．３水轮机水头

３．３．１

水轮机水头犺犲犪犱

犎

，、。

水轮机做功用的有效水头为水轮机高低压基准断面的总单位能量

注：单位为米（）。

ｍ

３．３．２

最大水头犿犪狓犻犿狌犿犺犲犪犱

犎

ｍａｘ

电站最大毛水头减去一台机空载运行时水头损失最小的输水系统总水头损失后的水轮机水头。

注：单位为米（）。

ｍ

３．３．３

最小水头犿犻狀犻犿狌犿犺犲犪犱

犎ｍｉｎ

３

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

电站最小毛水头减去本输水系统全部机组发该水头下最大功率时总水头损失后的水轮机水头。

注：单位为米（）。

ｍ

３．３．４

加权平均水头狑犲犻犺狋犲犱犪狏犲狉犪犲犺犲犪犱

犵犵

犎

ｗ

，。

在规定的电站运行范围内考虑不同功率下运行时间的水轮机水头的加权平均值

注：单位为米（）。

ｍ

３．３．５

设计水头犱犲狊犻狀犺犲犪犱

犵

犎ｄ

水轮机最优效率点对应的水头。

：（）。

注单位为米ｍ

３．３．６

额定水头狉犪狋犲犱犺犲犪犱

犎

ｒ

，。

水轮机在额定转速下输出额定功率时所需的最小水头

注：单位为米（）。

ｍ

３．３．７

最高瞬态压力犿犪狓犻犿狌犿犿狅犿犲狀狋犪狉狉犲狊狊狌狉犲

狔狆

狆ｍｍａｘ

输水系统中指定部位在过渡过程工况下的最高表计压。

注：单位为帕（）。

Ｐａ

３．３．８

最低瞬态压力犿犻狀犻犿狌犿犿狅犿犲狀狋犪狉狉犲狊狊狌狉犲

狔狆

狆ｍｍｉｎ

输水系统中指定部位在过渡过程工况下的最低表计压力。

注：单位为帕（）。

Ｐａ

３．４水轮机流量

３．４．１

水轮机流量狋狌狉犫犻狀犲犱犻狊犮犺犪狉犲

犵

犙

单位时间内通过高压基准断面的水的体积。

３

注：单位为立方米每秒（／）。

ｍｓ

３．４．２

额定流量狉犪狋犲犱犱犻狊犮犺犪狉犲

犵

犙ｒ

、。

在额定水头额定转速下输出额定功率时的流量

３

注：单位为立方米每秒（／）。

ｍｓ

３．４．３

空载流量狀狅犾狅犪犱犱犻狊犮犺犪狉犲

犵

犙ｏ

在额定转速下水轮发电机组输出功率为零时的流量。

４

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

注３

：单位为立方米每秒（／）。

ｍｓ

３．４．４

单位流量狌狀犻狋犱犻狊犮犺犪狉犲

犵

犙１１

在１ｍ水头下，转轮公称直径为１ｍ的水轮机流量。

注３

：单位为立方米每秒（／）。

ｍｓ

３．５水轮机转速

３．５．１

额定转速狉犪狋犲犱狊犲犲犱

狆

狀

ｒ

水轮机按电站设计选定的稳态同步转速。

注：单位为转每分（／）。

ｒｍｉｎ

３．５．２

飞逸转速狉狌狀犪狑犪狊犲犲犱

狔狆

狀

ｒｕｎ

，。

水轮机处于失控状态轴端负荷力矩为零时水轮机的稳态转速

注：单位为转每分（／）。

ｒｍｉｎ

３．５．３

最高飞逸转速犿犪狓犻犿狌犿狉狌狀犪狑犪狊犲犲犱

狔狆

狀

ｍａｘ

，，

在规定的运行水头范围内水轮机处于失控状态轴端负荷力矩为零时水轮机可能达到的最高稳态

转速。

注：单位为转每分（／）。

ｒｍｉｎ

３．５．４

最高瞬态飞逸转速犿犪狓犻犿狌犿犿狅犿犲狀狋犪狉狉狌狀犪狑犪狊犲犲犱

狔狔狆

狀

Ｒｍａｘ

，，

在规定的运行范围内水轮机处于失控状态轴端负荷力矩为零时水轮机可能达到的最高瞬态

转速。

：（／）。

注单位为转每分ｒｍｉｎ

３．５．５

最高瞬态过速犿犪狓犻犿狌犿犿狅犿犲狀狋犪狉狅狏犲狉狊犲犲犱

狔狆

狀

ｍｍａｘ

在规定的运行范围内机组突甩负荷后导叶或折向器偏流器按给定的关闭规律关闭过程中机组

，，（）

可能达到的最高转速。

注：单位为转每分（／）。

ｒｍｉｎ

３．５．６

单位转速狌狀犻狋狊犲犲犱

狆

狀

１１

，。

在１ｍ水头下转轮公称直径为１ｍ的水轮机的转速

注：单位为转每分（／）。

ｒｍｉｎ

３．５．７

比转速狊犲犮犻犳犻犮狊犲犲犱

狆狆

狀

ｓ

５

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

，，（）。

在水头下输出功率为时水轮机的转速按式计算

１ｍ１ｋＷ１

狀犘

×槡

……（）

狀＝１

ｓ５

（）４

犎

式中：

———水轮机比转速，单位为米千瓦（·）；

狀ｍｋＷ

ｓ

———水轮机转速，单位为转每分（／）；

狀ｒｍｉｎ

———，（）；

犘水轮机功率单位为千瓦ｋＷ

———，（）。

犎水轮机水头单位为米ｍ

３．５．８

额定比转速狉犪狋犲犱狊犲犮犻犳犻犮狊犲犲犱

狆狆

狀

ｓｒ

按额定工况参数计算得出的比转速。

注：单位为米千瓦（·）。

ｍｋＷ

３．５．９

最优比转速狅狋犻犿狌犿狊犲犮犻犳犻犮狊犲犲犱

狆狆狆

狀

ｓｄ

、。

按水轮机额定功率额定转速和设计水头计算得出的比转速

注：单位为米千瓦（·）。

ｍｋＷ

３．６水轮机功率

３．６．１

水轮机输入功率狋狌狉犫犻狀犲犻狀狌狋狅狑犲狉

狆狆

犘ｈ

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

转轮输出功率狉狌狀狀犲狉狅狌狋狌狋狅狑犲狉

狆狆

犘

ｍ

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狋狌狉犫犻狀犲犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾狅狑犲狉犾狅狊狊

狆

犘ｌｍ

。：、（

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

水轮机输出功率狋狌狉犫犻狀犲狅狌狋狌狋狅狑犲狉

狆狆

犘

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后的功率

，（）（）。

犘犘＝犘－犘

ｌｍｍｌｍ

简称水轮机功率。

注：单位为瓦（）。

Ｗ

６

／—

犌犅犜１５４６８２０２０

３．６．５

额定功率狉犪狋犲犱狅狑犲狉

狆

犘

ｒ

，

在额定水头和额定转速下水轮机能够连续发出的功率通常为电站设计或合同规定的水轮机铭牌

功率。

：（）。

注单位为瓦Ｗ

３．６．６

最优工况功率狅狋犻犿狌犿狅犲狉犪狋犻狀犮狅狀犱犻狋犻狅狀狅狑犲狉

狆狆犵狆

犘ｏｔ

ｐ

在最优工况下运行时的水轮机功率。

注：单位为瓦（）。

Ｗ

３．６．７

水轮机最大功率狋狌狉犫犻狀犲犕犪狓犻犿狌犿狅狑犲狉

狆

犘

ｍａｘ

，。

在规定的运行水头范围内电站设计或合同规定的最大功率

注：单位为瓦（）。

Ｗ

３．６．８

单位功率狌狀犻狋狅狑犲狉

狆

犘１１

，。

在１ｍ水头下转轮公称直径为１ｍ的水轮机功率

注：单位为瓦（）。

Ｗ

３．７水轮机效率

３．７．１

水力效率犺犱狉犪狌犾犻犮犲犳犳犻犮犻犲狀犮

狔狔

ｈ

η

转轮输出功率与水轮机输入功率之比（／）。

＝犘犘

ｈｍｈ

η

３．７．２

机械效率犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾犲犳犳犻犮犻犲狀犮

狔

ｍ

η

水轮机输出功率与转轮输出功率之比（／）。

＝犘犘