標準編號:	GB/T 15468-2020
中文名稱:	水輪機基本技術條件
英文名稱:	Fundamental technical requirements for hydraulic turbines
中標分類:	K55    水輪機及其輔助設備
行業分類:	GB    國家標準
ICS分類:	27.140 27.140    水力工程 27.140
發布機構:	國家市場監督管理總局 國家標準化管理委員會
發布日期:	2020-06-02
實施日期:	2020-12-1
標準狀態:	valid
替代舊標準:	GB/T 15468-2006 水輪機基本技術條件
翻譯語言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符數:	40000 字
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Fundamental technical requirements for hydraulic turbines 1 Scope This standard specifies the performance guarantee, technical requirements, scope of supply and inspection and test items for hydraulic turbine products in design and manufacture, and puts forward the regulations to be observed in packaging, transportation, storage, installation, operation and maintenance. This standard is applicable to hydraulic turbine products that meet any of the following conditions: a) Hydraulic turbines with rated power of 10 MW or above; b) Francis and impulse turbines with runner nominal diameter of 1.0 m or above; c) Kaplan, Deriaz and bulb turbines with runner nominal diameter of 3.0 m or above. 2 Normative references The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition (including any amendments) applies. GB/T 191 Packaging - Pictorial marking for handling of goods (GB/T 191-2008, ISO 780:1997, MOD) GB/T 2900.45 Electrotechnical terminology - Hydroelectric powerplant machinery (GB/T 2900.45-2006, IEC/T R61364:1999, MOD) GB/T 3323.1 Non-destructive testing of welds - Radiographic testing - Part 1: X- and gamma-ray techniques with film GB/T 8564 Specification installation of hydraulic turbine generator units GB/T 9239.1 Mechanical vibration - Balance quality requirements for rotors in a constant (rigid) state - Part 1: Specification and verification of balance tolerances (GB/T 9239.1-2006, ISO 1940-1:2003, IDT) GB/T 9797 Metallic coatings - Electroplated coatings of nickel plus chromium and of copper plus nickel plus chromium (GB/T 9797-2005, ISO 1456:2003, IDT) GB/T 10969 Specification for water passage components of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines GB 11120 Lubricating oils for turbines GB/T 11345 Non-destructive testing of welds - Ultrasonic testing - Techniques, testing levels, and assessment GB/T 11805 General specifications of automatic control components (devices) and their related system for hydroturbine-generating sets GB/T 15469.1 Hydraulic turbines storage pumps and pump-turbines cavitation pitting evaluation - Part 1: cavitation pitting evaluation in reaction turbines (GB/T 15469.1-2008, IEC 60609-1:2004, MOD) GB/T 15613 (all parts) Hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines model acceptance tests GB/T 17189 Code for field measurement of vibrations and pulsations in hydraulic machines(turbines, storage pumps and pump-turbines (GB/T 17189-2017, IEC 60994:1991, MOD) GB/T 19184 Cavitation pitting evaluation in Pelton turbines (GB/T 19184-2003, IEC 60609-2:1997, MOD) GB/T 20043 Field acceptance test to determine the hydraulic performance of hydraulic turbine, storage pumps and pump-turbines (GB/T 20043-2005, IEC 60041:1991, MOD) GB/T 28546 Specification for package, transportation and storage of large and medium hydraulic units GB/T 32584 Evaluation of mechanical vibration for machine sets in hydraulic power plants and pump-storage plants DL/T 443 Factory acceptance test guide of hydraulic turbine-generator unit and auxiliaries DL/T 507 Start-up test code for hydro-generating units DL/T 710 Code of operation for hydraulic turbines JB/T 1270 Shaft forgings for hydraulic turbines and hydraulic generators - Technical specification NB/T 47013.2 Non-destructive Testing of Pressure Equipments - Part 2: Radiographic Testing NB/T 47013.3 Nondestructive Testing of Pressure Equipments - Part 3: Ultrasonic Testing NB/T 47013.4 Nondestructive Testing of Pressure Equipments - Part 4: Magnetic Particle Testing NB/T 47013.5 Nondestructive testing of pressure equipment - Part 5: Penetrant testing NB/T 47013.10 Nondestructive Testing of Pressure Equipments - Part 10: Time of Flight Diffraction (TOFD) Ultrasonic Testing IEC 60193 Hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines - Model acceptance tests CCH-70-4 Specification for inspection of steel castings for hydraulic machines ? 3 Terms and definitions For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 2900.45 and the following apply. 3.1 Characteristic water level of hydropower station 3.1.1 check flood level of upper pool ZFL max maximum water level reached in front of the dam when the reservoir encounters the check standard flood of the dam, which means the maximum flood level allowed to be temporarily reached under the condition of extraordinary operation of the reservoir Note: The unit is m. 3.1.2 design flood level of upper pool ZFL.d maximum water level reached in front of the dam when the reservoir encounters the design standard flood of the dam, which means the maximum water level allowed to reach under normal operation of the reservoir Note: The unit is m. 3.1.3 normal pool level ZPL.n under normal operation of the reservoir, the maximum water level allowed to be reached before the start of the water supply period in order to meet the profit-making requirements such as power generation Note: The unit is m. 3.1.4 minimum operation water level ZPL.min under the normal operation of the reservoir, the lowest water level allowed to fall in profit-making operation Note: The unit is m. 3.1.5 check flood (maximum) tail water level ZTL.max corresponding water level at the tail water outlet section, when the tail water gauge section of hydropower station encounters check flood Note: The unit is m. 3.1.6 design flood tail water level ZTL.d corresponding water level at the tail water outlet section, when the tail water gauge section of hydropower station encounters design flood Note: The unit is m. 3.1.7 design tail water level ZTL.n water level at the tail water outlet section used for determining the setting elevation of hydraulic turbine Note: The unit is m. 3.1.8 minimum tail water level ZTL.min water level at the turbine tail water outlet section under the minimum discharge of tail water gauge section of hydropower station Note: The unit is m. 3.2 Gross head of hydropower station 3.2.1 maximum gross head Hg max difference between the normal pool level at the inlet section and the minimum tail water level during the normal operation of hydropower station Note: The unit is m. 3.2.2 minimum gross head Hg min difference between the lowest water level at the inlet section and the highest water level at the corresponding tail water outlet section during normal operation of hydropower station, which means the minimum water level elevation difference between upstream and downstream water levels of hydropower station under a certain combination Note: The unit is m. ? 3.3 Head 3.3.1 head H effective head of hydraulic turbine, which is the total unit energy of high- and low-pressure reference sections of hydraulic turbine Note: The unit is m. 3.3.2 maximum head Hmax head after the maximum gross head of the hydropower station minus the total head loss of the water conveyance system with the smallest head loss when a machine is running at no load Note: The unit is m. 3.3.3 minimum head Hmin head after the minimum gross head of the power station minus the total head loss of all units in the water conveyance system when generating the maximum power under the head Note: The unit is m. 3.3.4 weighted average head Hw weighted average value of head in consideration of operating time under different powers within the specified operating range of the power station Note: The unit is m. 3.3.5 design head Hd head corresponding to the optimum efficiency point of hydraulic turbine Note: The unit is m. 3.3.6 rated head Hr minimum head required by a hydraulic turbine to output rated power at rated speed Note: The unit is m.

Foreword i Introduction ii 1 Scope 2 Normative references 3 Terms and definitions 4 Technical requirements 5 Performance guarantee 6 Basic functions of hydraulic turbine control system 7 Supply scope and spare parts 8 Data and drawing 9 Factory inspection and test 10 Nameplate, packaging, transportation and storage 11 Installation, operation, maintenance, and acceptance test Annex A (Normative) Efficiency correction equation of reaction turbine Annex B (Normative) Efficiency correction equation of impulse turbine Annex C (Normative) Recommended evaluation area of peak-to-peak value of relative vibration displacement of main shaft Annex D (Informative) Instruments for basic configuration of hydraulic turbine equipment Annex E (Informative) Spare parts list of hydraulic turbines

1 范圍 本標準規定了水輪機產品設計、制造方面的性能保證、技術要求、供貨范圍和檢驗試驗項目，并提出了其包裝、運輸、保管和安裝、運行、維護應遵守的規定。 本標準適用于符合下列條件之一的水輪機產品： a) 額定功率為10 MW 及以上； b) 混流式、沖擊式水輪機，轉輪公稱直徑1.0m 及以上； c) 軸流式、斜流式、貫流式水輪機，轉輪公稱直徑3.0m 及以上。 2 規范性引用文件 下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。 GB/T 191 包裝儲運圖示標志(GB/T 191—2008，ISO 780：1997，MOD) GB/T 2900.45 電工術語 水電站水力機械設備(GB/T 2900.45—2006，IEC/T R61364：1999，MOD) GB/T 3323.1 焊縫無損檢測 射線檢測 第1部分：X 和伽瑪射線的膠片技術 GB/T 8564 水輪發電機組安裝技術規范 GB/T 9239.1 機械振動 恒態(剛性)轉子平衡品質要求 第1 部分：規范與平衡允差的檢驗(GB/T 9239.1—2006，ISO 1940-1：2003，IDT) GB/T 9797 金屬覆蓋層 鎳+鉻和銅+鎳+鉻電鍍層(GB/T 9797—2005，ISO 1456：2003，IDT) GB/T 10969 水輪機、蓄能泵和水泵水輪機通流部件技術條件 GB11120 渦輪機油 GB/T 11345 焊縫無損檢測 超聲檢測 技術、檢測等級和評定 GB/T 11805 水輪發電機組自動化元件(裝置)及其系統基本技術條件 GB/T 15469.1 水輪機、蓄能泵和水泵水輪機空蝕評定 第1 部分：反擊式水輪機的空蝕評定(GB/T 15469.1—2008，IEC60609-1：2004，MOD) GB/T 15613(所有部分) 水輪機、蓄能泵和水泵水輪機模型驗收試驗 GB/T 17189 水力機械(水輪機、蓄能泵和水泵水輪機)振動和脈動現場測試規程(GB/T 17189—2017，IEC60994：1991，MOD) GB/T 19184 水斗式水輪機空蝕評定(GB/T 19184—2003，IEC60609-2：1997，MOD) GB/T 20043 水輪機、蓄能泵和水泵水輪機水力性能現場驗收試驗規程(GB/T 20043—2005，IEC60041：1991，MOD) GB/T 28546 大中型水電機組包裝、運輸和保管規范 GB/T 32584 水力發電廠和蓄能泵站機組機械振動的評定 DL/T 443 水輪發電機組及其附屬設備出廠檢驗導則 DL/T 507 水輪發電機組啟動試驗規程 DL/T 710 水輪機運行規程 JB/T 1270 水輪機、水輪發電機大軸鍛件 技術條件 NB/T 47013.2 承壓設備無損檢測 第2部分：射線檢測 NB/T 47013.3 承壓設備無損檢測 第3部分：超聲檢測 NB/T 47013.4 承壓設備無損檢測 第4部分：磁粉檢測 NB/T 47013.5 承壓設備無損檢測 第5部分：滲透檢測 NB/T 47013.10 承壓設備無損檢測 第10部分：衍射時差法超聲檢測 IEC60193 水輪機、蓄能泵和水泵水輪機 模型驗收試驗(Hydraulic turbines，storage pumps and pump-turbines—Model acceptance tests) CCH-70-4 水力機械鑄鋼件檢驗規范(Specification for inspection of steel castings for hydraulic machines) 3 術語和定義 GB/T 2900.45 界定的以及下列術語和定義適用于本文件。 3.1 水電站特征水位 3.1.1 校核洪水位 check flood level of upper pool ZFL max 水庫遇到大壩的校核標準洪水時在壩前達到的最高水位。即水庫在非常運用情況下，允許臨時達到的最高洪水位。 注：單位為米(m)。 3.1.2 設計洪水位 design flood level of upper pool ZFL.d 水庫遇到大壩的設計標準洪水時在壩前達到的最高水位。即水庫在正常運用情況下，允許達到的最高水位。 注：單位為米(m)。 3.1.3 正常蓄水位 normal pool level ZPL.n 水庫在正常運用情況下，為滿足發電等興利要求在供水期開始前允許蓄到的最高水位。 注：單位為米(m)。 3.1.4 死水位 minimum operation water level ZPL.min 水庫在正常運用情況下，興利調度允許消落到的最低水位。 注：單位為米(m)。 3.1.5 校核洪水尾水位(最高尾水位) check flood(maximum) tail water level ZTL.max 在水電站尾水水尺斷面遇到校核洪水時，尾水出口斷面處的相應水位。 注：單位為米(m)。 3.1.6 設計洪水尾水位 design flood tail water level ZTL.d 在水電站尾水水尺斷面遇到設計洪水時，尾水出口斷面處的相應水位。 注：單位為米(m)。 3.1.7 設計尾水位 design tail water level ZTL.n 確定水輪機安裝高程所用的尾水出口斷面處的水位。 注：單位為米(m)。 3.1.8 最低尾水位 minimum tail water level ZTL.min 在水電站尾水水尺斷面最小流量情況下，水輪機尾水出口斷面處的水位。 注：單位為米(m)。 3.2 水電站毛水頭 3.2.1 最大毛水頭 maximum gross head Hgmax 水電站正常工作期間，進口斷面的正常蓄水位和最低尾水位之差。 注：單位為米(m)。 3.2.2 最小毛水頭 minimum gross head Hgmin 水電站正常工作期間，進口斷面的最低水位與相應的尾水出口斷面的最高水位之差。即水電站上下游水位在一定組合下出現的最小水位高程差。 注：單位為米(m)。 3.3 水輪機水頭 3.3.1 水輪機水頭 head H 水輪機做功用的有效水頭，為水輪機高、低壓基準斷面的總單位能量。 注：單位為米(m)。 3.3.2 最大水頭 maximum head Hmax 電站最大毛水頭減去一臺機空載運行時水頭損失最小的輸水系統總水頭損失后的水輪機水頭。 注：單位為米(m)。 3.3.3 最小水頭 minimum head Hmin 電站最小毛水頭減去本輸水系統全部機組發該水頭下最大功率時總水頭損失后的水輪機水頭。 注：單位為米(m)。 3.3.4 加權平均水頭 weighted average head Hw 在規定的電站運行范圍內，考慮不同功率下運行時間的水輪機水頭的加權平均值。 注：單位為米(m)。 3.3.5 設計水頭 design head Hd 水輪機最優效率點對應的水頭。 注：單位為米(m)。 3.3.6 額定水頭 rated head Hr 水輪機在額定轉速下，輸出額定功率時所需的最小水頭。 注：單位為米(m)。 3.3.7 最高瞬態壓力 maximum momentary pressure pm max 輸水系統中指定部位在過渡過程工況下的最高表計壓。 注：單位為帕(Pa)。 3.3.8 最低瞬態壓力 minimum momentary pressure pm min 輸水系統中指定部位在過渡過程工況下的最低表計壓力。 注：單位為帕(Pa)。 3.4 水輪機流量 3.4.1 水輪機流量 turbine discharge Q 單位時間內通過高壓基準斷面的水的體積。 注：單位為立方米每秒(m3/s)。 3.4.2 額定流量 rated discharge Qr 在額定水頭、額定轉速下輸出額定功率時的流量。 注：單位為立方米每秒(m3/s)。 3.4.3 空載流量 no-load discharge Qo 在額定轉速下水輪發電機組輸出功率為零時的流量。 注：單位為立方米每秒(m3/s)。 3.4.4 單位流量 unit discharge Q11 在1m 水頭下，轉輪公稱直徑為1m 的水輪機流量。 注：單位為立方米每秒(m3/s)。 3.5 水輪機轉速 3.5.1 額定轉速 rated speed nr 水輪機按電站設計選定的穩態同步轉速。 注：單位為轉每分(r/min)。 3.5.2 飛逸轉速 runaway speed nrun 水輪機處于失控狀態，軸端負荷力矩為零時水輪機的穩態轉速。 注：單位為轉每分(r/min)。 3.5.3 最高飛逸轉速 maximum runaway speed nmax 在規定的運行水頭范圍內，水輪機處于失控狀態，軸端負荷力矩為零時水輪機可能達到的最高穩態轉速。 注：單位為轉每分(r/min)。 3.5.4 最高瞬態飛逸轉速 maximum momentary runaway speed nR max 在規定的運行范圍內，水輪機處于失控狀態，軸端負荷力矩為零時水輪機可能達到的最高瞬態轉速。 注：單位為轉每分(r/min)。 3.5.5 最高瞬態過速 maximum momentary overspeed nm max 在規定的運行范圍內，機組突甩負荷后，導葉或折向器(偏流器)按給定的關閉規律關閉過程中機組可能達到的最高轉速。 注：單位為轉每分(r/min)。 3.5.6 單位轉速 unit speed n11 在1m 水頭下，轉輪公稱直徑為1m 的水輪機的轉速。 注：單位為轉每分(r/min)。 3.5.7 比轉速 specific speed ns 在1m 水頭下，輸出功率為1kW 時水輪機的轉速，按式(1)計算。 (1) 式中： ns——水輪機比轉速，單位為米千瓦(m·kW)； n——水輪機轉速，單位為轉每分(r/min)； P——水輪機功率，單位為千瓦(kW)； H——水輪機水頭，單位為米(m)。 3.5.8 額定比轉速 rated specific speed nsr 按額定工況參數計算得出的比轉速。 注：單位為米千瓦(m·kW)。 3.5.9 最優比轉速 optimum specific speed nsd 按水輪機額定功率、額定轉速和設計水頭計算得出的比轉速。 注：單位為米千瓦(m·kW)。 3.6 水輪機功率 3.6.1 水輪機輸入功率 turbine input power Ph 通過高壓基準斷面的水流所具有的水力功率。 注：單位為瓦(W)。 3.6.2 轉輪輸出功率 runner output power Pm 轉輪與軸連接處傳遞的機械功率。 注：單位為瓦(W)。 3.6.3 水輪機機械功率損失 turbine mechanical power loss Plm 轉動部件與固定部件之間因機械摩擦損失的功率。分為三部分：導軸承、推力軸承(按推力負荷比例分擔的部分)和主軸密封損失的機械功率。 注：單位為瓦(W)。 3.6.4 水輪機輸出功率 turbine output power P 主軸輸出的機械功率，為轉輪輸出功率扣除水輪機機械功率損失(Plm)后的功率(P=Pm-Plm)。 簡稱水輪機功率。 注：單位為瓦(W)。 3.6.5 額定功率 rated power Pr 在額定水頭和額定轉速下水輪機能夠連續