GB/T 22581-2008 混流式水泵水轮机基本技术条件

ICS27.140

中华人民共和国国家标准

GB/T22581—2008

混流式水泵水轮机基本技术条件

Fundamentaltechnicalrequirements

forfrancispump-turbine

2008-12-15发布2009-10-01实施

发布

GB/T22581—2008

本标准的附录A、附录C为资料性附录，附录B为规范性附录。

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(SAC/TC175)归口。

本标准起草单位：哈尔滨电机厂有限责任公司、华东勘测设计研究院、东方电机有限公司。

本标准主要起草人：王泉龙、陈顺义、傅之跃、戴然、宫让勤。

T

GB/T22581—2008

混流式水泵水轮机基本技术条件

1范围

本标准规定了既可作水泵运行又可作水轮机运行的混流式水泵水轮机采购、设计和制造方面的性

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、安装和运行维护应遵守的一般

规定。

多级水泵水轮机和斜流式水泵水轮机可参照执行。

2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标准。

GB150钢制压力容器

GB/T191包装储运图示标志(GB/T191—2008,ISO780；1977,M()D)

GB/T2900.45电工术语水电站水力机械设备

GB/T3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相

GB/T6075.5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

(GB/T6075.5—2002,ISO10816-5：2000,IDT)

GB/T8564水轮发电机组安装技术规范

GB/T9239.1-2006机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的

检验(ISO1940-1：2003,IDT)

GB/T9239.2—2006机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第2部分：平衡误差

(ISO1940-2：1997,IDT)

GB/T9797金属覆盖层镰+锯和铜+镰+锯电镀层(GB/T9797—2005,ISO1456：2003,

IDT)

GB/T10969水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件

GB/T11120L-TSA汽轮机油(GB/T11120—1989,neqISO8068：1987)

GB/T11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级

GB/T1134&5-2002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

(idtISO7919-5:1997)

GB/T11805水轮发电机组自动化元件(装置)及其系统基本技术条件

GB/T15468水轮机基本技术条件

GB/T15469.2水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的空蚀评定第2部分：蓄能泵和水泵水轮机的空

蚀评定(GB/T15469.2—1997JEC60609-1；2004,MOD)

GB/T15613水轮机模型验收试验规程

GB/T17189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(GB/T17189-

2007,IEC60994：1991,MOD)

GB/T18482可逆式抽水蓄能机组起动试验规程

GB/T19418钢的弧焊接头缺陷质量分级指南(GB/T19418—2003,ISO5817：1992,IDT)

GB/T20043—2005水轮机、蓄能泵和水泵水轮机水力性能现场验收试验规程(IEC60041:1991,

MOD)

1

GB/T22581—2008

DL/T443水轮发电机组设备出厂检验一般规定

DL/T507水轮发电机组启动试验规程

DL/T710水轮机运行规程

DL/T5066水力发电厂水力机械辅助设备系统设计技术规定

JB/T1270水轮机、水轮发电机大轴锻件技术条件

JB/T4730压力容器无损检测

JB/T6061焊缝磁粉检验方法和缺陷磁痕分级

JB/T6062焊缝渗透检验方法和缺陷迹痕分级

JB/T7349混流式水轮机焊接转轮不锈钢叶片铸件

JB/T8660水电机组包装、运输和保管规范

JB/T10264混流式水轮机焊接转轮上冠、下环铸件

IEC60193水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收规程

IEC60545水轮机验收、运行和维护说明

IEC60609-1水轮机、蓄能泵和水泵水轮机空蚀评定

IEC60805蓄能泵和作为水泵运行的水泵水轮机的验收、运行和维护导则

CCH-70-3水力机械铸钢件检验规范

ASMEvm锅炉及压力容器规范第V皿卷压力容器建造规则

3术语、定义和符号

GB/T2900.45和GB/T15468确立的以及下列术语、定义和符号适用于本标准。

3.1抽水蓄能电站水库水位

3.1.1

上水库校核洪水位upperreservoircheckfloodlevel

上水库遇到大坝校核洪水吋，坝前达到的最高水位；即上水库在非常运行情况下，允许临吋达到的

最高洪水位。

量的符号:ZupFI..mnx

单位:m

3.1.2

上水库设计洪水位upperreservoirdesignfloodlevel

上水库遇到大坝设计洪水时，坝前达到的最高水位；即上水库在正常运行情况下，允许达到的最高

水位。

量的符号:ZupFL.d

单位:m

3.1.3

上水库正常蓄水位upperreservoirnormalwaterlevel

上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（亦称：正常高水位或设计

蓄水位）。

量的符号:ZupL.n

单位:m

3.1.4

上水库正常运彳亍彳氐水位upperreservoirnormalminimumwaterlevel

上水库正常运行时，在不使用应急备用库容的情况下，允许上游水库消落的最低水位。

2

GB/T22581—2008

量的符号:ZupL.nmin

单位:m

3.1.5

上水库最彳氐蓄水位upperreservoirminimumwaterlevel

上水库正常运行吋，在使用应急备用库容并满足兴利要求的条件下，允许上水库消落的最低水位

（亦称：死水位）。

量的符号:ZupL.min

单位:m

3.1.6

下水库校核洪水位Lowerreservoirmaximumfloodlevel

下水库遇到大坝校核洪水时，坝前达到的最高水位；即下水库在非常运行情况下，允许临吋达到的

最高洪水位。

量的符号:Zl（）wF1„max

单位:m

3.1.7

下水库设计洪水位lowerreservoirdesignfloodlevel

下水库遇到大坝设计洪水时，坝前达到的最高水位；即下水库在正常运行情况下，允许达到的最高

水位。

量的符号：Zk,wFI“d

单位：m

3.1.8

下水库正常蓄水位lowerreservoirnormalwaterlevel

下水库正常运用时，在应急备用库容使用以及包括蒸发、渗漏备用库容的情况下，满足兴利要求允

许充蓄并能保持的高水位（亦称:设计蓄水位）。如果下水库应急备用库容设置在正常蓄水位以上，即下

水库不设专用的、正常运行一般不会使用的应急备用库容，则下水库正常蓄水位与正常高水位相同。

量的符号：Zk,wL.n

单位：m

3.1.9

下水库正常高水位lowerreservoirnormalhighwaterlevel

下水库正常运用时,在不使用应急备用库容但包括蒸发、渗漏备用库容的情况下，满足兴利要求并

能保持的高水位。如果下水库应急备用库容设置在正常蓄水位以上，则下水库正常高水位与正常蓄水

位相同。

量的符号：ZbwL.nhigh

单位：m

3.1.10

下水库最低蓄水位lowerreservoirminimumwaterlevel

下水库正常运行时，在满足兴利要求的条件下，允许下水库消落的最低水位（亦称：死水位）。

量的符号：Zl°wl..min

单位：m

3.2电站毛水头/扬程

3.2.1

电站最大毛水头/扬程maximumgrossheadofplant

电站正常运行时，上水库处于正常蓄水位，下水库处于最低蓄水位吋出现的最大水位高程差。

3

GB/T22581—2008

量的符号：Hgm”x

单位：m

3.2.2

电站最小毛水头/扬程minimumgrossheadofplant

电站正常运行时，上水库处于最低蓄水位，下水库处于正常蓄水位吋出现的最小水位高程差。

量的符号：Hgmin

单位：m

3.3水头和扬程

3.3.1

水轮机水头head

水泵水轮机作水轮机工况运行时的有效水头，为水轮机高、低压基准断面的总单位能量差。

量的符号：Wt

单位：m

3.3.2

最大水头maximumhead

水泵水轮机作水轮机工况运行时，电站最大毛水头减去一台机空载运行时输水系统所有水头损失

后的水轮机水头。

量的符号：Hmax

单位：m

3.3.3

最小水头minimumhead

水泵水轮机作水轮机工况运行吋，电站最小毛水头减去电站同一输水道所有水泵水轮机输出该水

头下允许最大功率时输水系统所有水头损失后的水轮机水头。

量的符号：Hmin

单位：m

3.3.4

加权平均水头weightedaveragehead

水泵水轮机作水轮机工况运行吋，在规定的水轮机工况运行条件下，考虑功率和工作历时的水轮机

水头的加权平均值。

量的符号：Htw

单位：m

3.3.5

设计水头designhead

水泵水轮机作水轮机工况运行时,水轮机最优效率点所对应的水头。

量的符号：叭

单位：m

3.3.6

额定水头ratedhead

水泵水轮机作水轮机工况运行吋，在额定转速下，输出额定功率吋所需的最小水轮机水头。

量的符号：H”

单位：m

3.3.7

水轮机输出最大功率的水头requiredminimumheadofmaximumoutput

水泵水轮机作水轮机工况运行时，水轮机输出设计规定的最大功率时所需的最小水轮机水头。

4

GB/T22581—2008

量的符号：HtPm”x

单位：m

3.3.8

水泵扬程pumphead

水泵水轮机作水泵工况运行吋高、低压基准断面总的单位能量差。

量的符号：Hp

单位：m

3.3.9

水泵最高扬程maximumpumphead

电站在最大毛扬程时，在同一输水道的所有水泵水轮机在额定转速下按协联关系运行吋的水泵

扬程。

量的符号：Hpmax

单位：m

3.3.10

水泵最低扬程minimumpumphead

电站在最小毛扬程时，一台水泵水轮机在额定转速下按协联关系运行吋的水泵扬程。

量的符号：Hpmin

单位：m

3.3.11

水泵最优扬程optimalpumphead

水泵水轮机在水泵工况最优效率点所对应的水泵扬程。

量的符号：Hpopt

单位：m

3.3.12

水泵零流量扬程pumpheadatzerodischarge

水泵水轮机以额定转速水泵旋转方向旋转输出流量为零吋的水泵扬程。

量的符号：Hpzero

单位：m

3.3.13

水泵异常低扬程extremelyminimumpumphead

水泵水轮机在水泵工况允许运行的极限最低扬程。

量的符号：Hp°min

单位：m

3.3.14

最高瞬态压力maximummomentarypressure

系统中指定点在规定的过渡过程下的最高表计压力。

量的符号：pmmax

单位:MPa或kPa

3.3.15

最彳氐瞬态压力minimummomentarypressure

系统中指定点在规定的过渡过程下的最低表计压力。

量的符号：pmmin

单位:MPa或kPa

5

GB/T22581—2008

3.4流量

3.4.1

单位流量unitdischarge

在1m水头/扬程下，转轮公称直径1m的水泵水轮机在各种工况运行时通过的流量。

量的符号：Q

3.4.2

水轮机流量turbinedischarge

水泵水轮机作水轮机工况运行时单位吋间内流过水泵水轮机水的体积。

量的符号：Qt

单位：rn3/s

3.4.3

水轮机额定流量turbinerateddischarge

水泵水轮机作水轮机工况运行时在额定水头、额定转速下输出额定功率所需的流量。

量的符号：Q”

单位：rn3/s

3.4.4

水轮机最大功率时的流量requireddischargeofmaximumpower

水泵水轮机作水轮机工况运行吋输出设计规定的最大功率时所需的最小水头下的流量。

量的符号：Qtpmax

单位：rn3/s

3.4.5

水轮机空载流量no-loaddischargeofturbine

水泵水轮机作水轮机工况运行时在额定转速下转轮输出功率为零时的流量。

量的符号：Qto

单位：rn3/s

3.4.6

水泵最优流量pumpoptimaldischarge

水泵水轮机作水泵工况运行时最优效率点所对应的流量。

量的符号：QpOpt

单位：rn3/s

3.4.7

水泵最小流量pumpminimumdischarge

水泵水轮机作水泵工况正常运行吋最大扬程下的流量。

量的符号：Q|>mi"

单位：rn3/s

3.4.8

zK泵最大流量pumpmaximumdischarge

水泵水轮机作水泵工况正常运行吋最小扬程下的流量。

量的符号：Qpmax

单位：rn3/s

3.5转速

3.5.1

单位转速unitspeed

在1m水头/扬程下，转轮公称直径1m的水泵水轮机在各种工况运行时的转速。

6

GB/T22581—2008

量的符号：»n

3.5.2

额定转速ratedspeed

水泵水轮机按电站设计选定的稳态同步转速。

量的符号："r

单位：r/min

3.5.3

水轮机工况比转速turbinespecificspeed

水泵水轮机在水轮机工况时，水头1m、输出功率1kW吋的转速。

量的符号：心(m•kW)

现定义(米千瓦制)的水轮机工况比转速按下式计算：

nXPL

"“—(H护

式中：

n水泵水轮机转速，单位r/min；

Pt——水轮机功率,单位kW；

Ht水轮机水头，单位m。

3.5.4

额定比转速ratedspecificspeed

水泵水轮机在水轮机工况运行，按额定工况计算得出的比转速。

量的符号：

3.5.5

最优比转速optimumspecificspeed

水泵水轮机在水轮机工况运行，按最优工况计算得出的比转速。

量的符号：nsopt

3.5.6

水轮机比速系数specificspeedcoefficient

水轮机比转速与水头开方的乘积。

—"sv'Ht

式中：

心——水轮机工况比转速(按m-kW制)；

Ht——水轮机水头，单位(m)。

量的符号：Kt

3.5.7

水泵比转速pumpspecificspeed

水泵水轮机在水泵工况时,扬程1m、流量1mVs吋的转速。

量的符号：nq(m•m3/s)

现定义的水泵工况比转速按下式计算：

="X远

q(Wp)4

式中：

»水泵水轮机转速，单位r/min；

QP水泵工况流量，单位m："/s；

Hp——水泵扬程,单位m。

7

GB/T22581—2008

3.5.8

水泵最优比转速pumpoptimumspecificspeed

水泵水轮机在水泵工况运行时,最高效率点对应的比转速。

量的符号：»qopt

3.5.9

水泵最高比转速pumpmaximumspecificspeed

水泵水轮机在水泵工况运行吋，最低扬程对应的比转速。

量的符号："qmx

3.5.10

水泵比速系数specificspeedcoefficient

水泵比转速与扬程3/4次方的乘积。

KP="q(H]>)¥="rQl>'

式中：

"q——水泵工况比转速；

wp——水泵扬程,单位m；

心——水泵水轮机额定转速，单位r/min；

QP——水泵工况流量，单位m：7so

量的符号：Kp

3.5.11

飞逸转速runawayspeed

在规定水力条件和规定导叶开度下轴端输出功率为零时水泵水轮机可能达到的稳态转速值。

量的符号：«run

单位：r/min

3.5.12

最高飞逸转速maximumrunawayspeed

量的符号："runmax

单位：r/min

3.5.13

最高瞬态转速maximummomentaryoverspeed

在过渡过程中达到的最高转速。

量的符号：«m<>mmax

单位：r/min

3.6功率和转矩

3.6.1

单位功率unitpower

水泵水轮机在各种工况时，在1m水头/扬程下，转轮公称直径1m的水泵水轮机作用于转轮与

轴连接处的输出/输入功率。

量的符号：Pu

3.6.2

单位转矩unittorque

水泵水轮机在各种工况时，在1m水头/扬程下，转轮公称直径1m的水泵水轮机作用于转轮与

轴连接处的转矩。

量的符号:Tu

8

GB/T22581—2008

3.6.3

水轮机水力功率turbinehydralicpower

水泵水轮机在水轮机工况吋，通过水泵水轮机的水流所具有的水力功率。

量的符号：Pth

单位：MW或kW

3.6.4

转轮输出功率runnermechanicaloutputpower

水泵水轮机在水轮机工况吋，转轮与轴连接处传递的机械功率。

量的符号：Pe

单位：MW或kW

3.6.5

水泵水轮机机械功率损失pumpturbinemechanicalpowerloss

水泵水轮机的导轴承、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。

量的符号：Pin,

单位：MW或kW

3.6.6

水轮机功率turbinepower

水泵水轮机在水轮机工况时，转轮输出功率扣除水泵水轮机机械功率损失（只”）后的功率（巴=

Ptm/Im）o

量的符号：Pt

单位：MW或kW

3.6.7

水轮机额定功率turbineratedpower

水泵水轮机在水轮机工况吋，在额定水头和额定转速卜由设计或合同规定的水轮机铭牌功率。

量的符号：Ptr

单位：MW或kW

3.6.8

水轮机最优工况功率turbinepoweratoptimumoperatingcondition

水泵水轮机在水轮机工况时，在最优工况下运行时的水泵水轮机功率。

量的符号：P,（）pt

单位：MW或kW

3.6.9

水轮机最大功率maximumturbinepower

水泵水轮机在水轮机工况时，在规定的运行水头范围内，设计或合同规定的最大水泵水轮机功率。

量的符号：Ptmax

单位：MW或kW

3.6.10

水轮机空转输入功率turbininputpowerinair

水泵水轮机转轮在空气中以额定转速在水轮机方向运行吋所需的有功功率。

量的符号：P,air

单位：MW或kW

3.6.11

水泵水力功率pumphydralicpower

水泵水轮机在水泵工况运行吋，通过水泵的水流所获得的功率。

9

GB/T22581—2008

量的符号：卩讨、

单位：MW或kW

3.6.12

转轮输入功率runnerinputpower

水泵水轮机在水泵工况吋,轴传递给转轮的机械功率。

量的符号：Ppm

单位：MW或kW

3.6.13

水泵功率pumppower

水泵水轮机在水泵工况吋，转轮输入功率加上水泵水轮机机械功率损失(Pm)后的功率(Pp=Fpm+

PIm)a

量的符号：Pp

单位：MW或kW

3.6.14

水泵最大功率