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| 标准编号 | GB/T 10969-2008 (GB/T10969-2008) | | 中文名称 | 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件 | | 英文名称 | Specification for water passage components of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K55 | | 国际标准分类 | 27.140 | | 字数估计 | 23,248 | | 发布日期 | 2008-06-30 | | 实施日期 | 2009-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 10969-1996 | | 引用标准 | GB/T 2900.45; GB/T 8564-2003; GB/T 15468-2006; GB/T 15613.1; GB/T 15613.2; GB/T 15613.3 | | 采用标准 | IEC 60193-1999, NEQ | | 起草单位 | 哈尔滨电机厂有限责任公司、中国水利水电科学研究院、东方电机有限公司 | | 归口单位 | 全国水轮机标准化技术委员会(SAC/TC 175) | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2008年第11号(总第124号) | | 提出机构 | 中国电器工业协会 | | 发布机构 | 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 | | 范围 | 本标准仅从原型与模型水轮机几何相似的要求, 规定了水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件对水力性能有影响的控制尺寸的精度和通流部件表面质量。本标准适用于模型和符合下列条件之一的原型水轮机、蓄能泵和水泵水轮机产品:a) 功率为10MW及以上;b) 混流式, 转轮公称直径1.0m及以上;c) 轴流式、贯流式、斜流式, 转轮公称直径3.3m及以上;d) 离心式蓄能泵, 转轮公称直径1.0m及以上;e) 冲击式水轮机, 转轮公称直径1.0m及以上。尺寸和容量小于上述条件的原型水轮机、蓄能泵和水泵水轮 | GB/T 10969-2008: 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件
GB/T 10969-2008 英文版: Specification for water passage components of hydraulic turbines, storage pumps and pump-turbines
中华人民共和国国家标准
GB/T １０９６９-２００８
代替GB/T １０９６９-１９９６
水轮机、蓄能泵和水泵水轮机
通流部件技术条件
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
１ 范围
本标准仅从原型与模型水轮机几何相似的要求，规定了水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件对水
力性能有影响的控制尺寸的精度和通流部件表面质量。
本标准适用于模型和符合下列条件之一的原型水轮机、蓄能泵和水泵水轮机产品：
ａ） 功率为１０ＭＷ及以上；
ｂ） 混流式，转轮公称直径１．０ｍ及以上；
ｃ） 轴流式、贯流式、斜流式，转轮公称直径３．３ｍ及以上；
ｄ） 离心式蓄能泵，转轮公称直径１．０ｍ及以上；
ｅ） 冲击式水轮机，转轮公称直径１．０ｍ及以上。
尺寸和容量小于上述条件的原型水轮机、蓄能泵和水泵水轮机产品可参照使用。
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。
GB/T ２９００．４５ 电工术语 水电站水力机械设备（GB/T ２９００．４５-２００６，IEC/T Ｒ６１３６４：１９９９，
ＭＯＤ）
GB/T ８５６４-２００３ 水轮发电机组安装技术规范
GB/T １５４６８-２００６ 水轮机基本技术条件
GB/T １５６１３．１～１５６１３．３ 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验（GB/T １５６１３．１～１５６１３．３-
２００８，IEC ６０１９３：１９９９，ＭＯＤ）
３ 术语、定义、符号和单位
４ 原型和模型几何相似的技术要求
４．１ 总则
为保证原型性能，原型与模型间必须几何相似。
在模型尺寸偏差符合本标准的要求时，可以用模型的理论值代替模型测量的平均值。
原型采用与模型不同异型部件，应由供需双方协商，进行技术论证或单项试验，对模型效率予以修正。
通流部件的通流表面控制尺寸，除符合本标准规定的允许偏差外，还应满足结构配合公差及
GB ８５６４-２００３的有关要求。
在对模型和原型均进行验收试验的情况下，模型和原型应尽可能采用同一测量断面。
在进行模型同台对比试验时，所有模型的旋转方向都应相同。
４．２ 几何相似性检查的内容
４．２．１ 检查模型和原型的主要尺寸。
４．２．２ 在周期性重复出现的部件中，按４．７．１．６、４．７．２．３及４．７．３．５检查模型或原型一致性偏差；
４．２．３ 按４．７．１．６、４．７．２．３及４．７．３．５检查原型和模型间几何相似性偏差。
４．３ 一致性和几何相似性的评价
４．３．１ 模型和原型单个部件一致性的检查
通过单个测量值和相应平均值的比较，可以决定一致性是否得到满足。如果一致性要求没有满足，
应对相应部件进行修正或重新制造。在平均值与理论值之间的偏差超出一致性允许偏差时，应对理论
值或部件的几何尺寸进行修正。当对周期性重复部件进行抽查时，可用单个值与理论值直接进行比较。
４．３．２ 模型和原型几何相似性的检查
本标准给出了模型和原型相应平均值的比较和考虑相似性的允许偏差，可以决定几何相似性是否
得到满足。
如果几何偏差大于相似性允许偏差，由双方协商处理。
对于一些在模型和／或原型上很难测量的尺寸，如果总的制造和／或安装允许偏差小于相似性允许
偏差，可以用理论值代替模型和／或原型的平均值。
４．４ 尺寸检查的步骤
４．４．１ 模型和原型的几何相似性检查一般以模型为起点，对原型的几何相似性进行检查。当模型是根
据已存在的原型进行制造时，检查的起点为原型。
４．４．２ 几何相似性检查由单件检查和装配后检查两部分组成。单件检查时，检查单个部件的相似性；
装配后检查时，应对整个机械的相似性进行检查，部件装配的相关外形尺寸通常以转轮轴和／或导叶中
心线为参考值。检查时特别应注意相邻部件、固定和转动部分间过渡所形成的水力通道，本标准在这方
面没有规定允许偏差值。
４．５ 尺寸检查的方法
三座标测量仪、光学测量系统、样板等方法均可用于测量转轮／泵轮叶片、转轮／泵轮的轴面形状、活
动导叶和固定导叶形状。通过对转轮／泵轮叶片形状及其几何位置的相应检查，可用以确定叶片安
放角。
使用三座标测量系统或光学测量系统时，可使测量点沿各曲线或表面移动进行测量。在进行理论
曲面和测量结果的比较时，可对基准点进行调整，以便使总的测量误差最小。
供方应根据转轮／泵轮的制造工艺，向需方推荐原型和模型的几何相似性最适当的测量方法，并取
得需方同意。
为了保护供方水力设计的机密，供方只需提供转轮／泵轮的测量型线和理论型线的差值，不提供型
线坐标的实际值。如检查需要时，供方也可提供转轮／泵轮进出水边型线的绝对值及测量偏差。
４．６ 多级机械、密封和轴向力平压措施
４．６．１ 多级机械
正常情况下，模型试验应该与原型具有相同数目的级数。
对于四级或更多级的原型，在个别情况下，模型试验可以在减少的级数上进行（如对于四级的原型
可以采用三级模型试验）。
４．６．２ 密封和轴向力平压措施
由于结构上的原因，在模型和原型间的轴径、转轮密封间隙和轴向力平压措施方面不能几何相似或
水力等效时（特别在大的尺寸比情况下），模型和原型间的漏水损失和轴向力系数是不同的。在计算原
型水力效率或轴向力时，这种差别可以忽略不计也可对此进行估算。
４．７ 通流部件尺寸检查范围
４．７．１ 反击式水轮机
４．７．１．１ 主要部件
ａ） 蜗壳（或贯流式的引水部分）、座环、导水机构、尾水管的主要尺寸见图４、图５、图７和图８，如必
要还可包括转轮和顶盖间距离。
ｂ） 转轮主要尺寸包括进出口直径、进口高度、转轮上冠和下环型线、轴流式和贯流式水轮机转轮
的轮毂尺寸，见图６和图９。
ｃ） 转轮叶片数、活动导叶和固定导叶数。
ｄ） 转轮水力通道形状、转轮叶片型线、活动导叶和固定导叶型线（包括固定导叶和活动导叶的最
大厚度）。
ｅ） 与止漏环有关的尺寸或转轮叶片端部间隙以及活动导叶端部间隙。
４．７．１．２ 混流式水轮机转轮
ａ） 对于低比速水轮机，至少在两个断面上检查叶片进口型线，而对于高比速水轮机，至少需要检
查三个断面。进口断面将从叶片端部延伸到（０．１～０．１５）１）D２ 处，并且包含叶片的压力面和
吸力面（见图１０和图１１示例）。
ｂ） 如可能，应对整个叶片型线进行测量（从进水边到出水边），至少在一个断面位置或在整个表
面上的随机位置进行测量（见图１０和图１１）。
ｃ） 在与叶片进口型线测量的同一位置上应检查叶片进口角，检查样板长度为（０．１～０．１５）１）D２
（见图１１）。
ｄ） 至少在三个断面上测量叶片出口型线，出口断面应从叶片的尾端沿叶片两面往回延伸到
（０．１～０．１５）１）D２ 处（见图１１）。
１） 取决于比转速和型线长度，此值可以减到０．１。
ｅ） 在与叶片出口型线测量的同一位置上应检查叶片出口角，检查样板长度为（０．１～０．１５）１）D２
（见图１１）。
ｆ） 至少在两个或三个点上检查叶片进出水边位置（见图９）。
ｇ） 每一个叶片至少在四个点上检查叶片间的开口（见图１１和图１２）。
４．７．１．３ 轴流式、贯流式水轮机转轮
ａ） 沿整个叶片正背面两侧（也可沿圆柱体或平面断面）至少对三个断面或整个表面的随机位置测
量叶片型线（见图１３）。
ｂ） 应检查装配到转轮体上叶片安放角，定桨式各叶片安放角与理论值的允许偏差为０°～＋０．５°。
４．７．１．４ 活动导叶
对于圆柱型导水机构布置，至少在一个断面上检查型线；对于锥形布置，至少在两个断面上检查
型线。
４．７．１．５ 间隙
应对转轮／叶轮密封间隙、叶片端部间隙及反击式水轮机的活动导叶间隙进行检查。
原型的间隙一般应不超过按模型比例换算的间隙，但也不应小于满足结构和刚度要求的最小值。
高水头混流式止漏环间隙的配比和间隙值应满足防止密封引起自激振动的要求。
无论是模型还是原型，都应该考虑压力对活动导叶端面间隙可能造成的影响。
原型转轮／叶轮密封的长度不应小于按模型比例换算的相应的尺寸。
４．７．１．６ 原型和模型水轮机几何相似性方面的允许最大偏差见表１。
４．７．２ 冲击式水轮机
４．７．２．１ 主要部件
ａ） 转轮、分流管、机壳和喷嘴主要尺寸（见图１５）。
ｂ） 水斗数量。
ｃ） 水斗、喷嘴和喷针形状（见图１６）。
ｄ） 射流与转轮的对准线。
４．７．２．２ 水斗式水轮机转轮
ａ） 至少在４个横向和４个纵向断面或整个表面的随机位置检查每一个斗的型线（见图１６）。
ｂ） 在每一侧的４个点上检查每一个斗的出水角β（见图１６）。
ｃ） 每一个斗切水刃的形状、分水刃脊角γ、分水刃和斗的倾角α都应该检查（见图１６）。
ｄ） 应检查斗的内部宽度和型线。
ｅ） 为了确保原型上射流和斗的相互影响小于模型上的情况，对出流有影响的斗背面型线也应检
查，允许偏差见４．７．２．３。
４．７．２．３ 原型和模型水轮机间几何相似性方面的允许最大偏差见表２。
４．７．３ 蓄能泵和水泵水轮机
４．７．３．１ 主要部件
ａ） 蜗壳、扩散段、吸入管的主要尺寸见图４、图５、图７和图８，如必要还可包括转轮／泵轮和顶盖间
的空间；
ｂ） 转轮／泵轮的主要尺寸见图９和图１２，包括泵工况进出口直径、泵工况出口高度、转轮／泵轮的
下环和上冠的主要尺寸；
ｃ） 转轮／泵轮叶片数、扩散叶／活动导叶数和固定导叶数；
ｄ） 转轮／泵轮水力通道形状以及扩散叶／活动导叶和固定导叶形状（包括固定导叶、扩散叶和转
轮／泵轮叶片的最大厚度）；
ｅ） 与止漏环有关的尺寸或转轮叶片端部间隙以及活动导叶端部间隙（如有）。
４．７．３．２ 离心和混流式转轮／泵轮
为了方便，对离心和混流式转轮／泵轮的要求以单向进流、单级机械的形式表示，对于双向进流和多
级机械，应对泵工况的所有进口和每级进行测量。
ａ） 泵工况叶片进口型线应至少检查三个断面，其长度为从叶片端部沿叶片的压力面和吸力面伸
进（０．１～０．１５）１）D２（见图１１）；
ｂ） 在与泵工况进口型线相同的断面上检查叶片进口角，检查样板长度不小于（０．１～０．１５）１）D２
（见图１１）；
ｃ） 对于低比速转轮／泵轮，泵工况叶片出口型线应至少检查二个断面；对于高比速转轮／泵轮，泵
工况叶片出口型线应至少检查三个断面，其长度为从叶片端部沿叶片的压力面和吸力面伸进
（０．１～０．１５）１）D２（见图１０和图１１）；
ｄ） 在与泵工况出口型线相同的断面上检查叶片出口角，检查样板长度不小于（０．１～０．１５）１）D２；
ｅ） 如果可能，根据比速的不同，至少在一个断面上检查整个叶片型线（从泵工况进水边到泵工况
出水边）或者在整个叶面上随机检查（见图１０和图１１）；
ｆ） 根据比速的不同，至少在两个或三个点上检查泵工况叶片进出水边位置（见图９）；
ｇ） 每一个叶片至少在４个点上检查泵工况进水边叶片开口，在３个点上检查泵工况出水边叶片
开口（见图１１中的ａ）；
ｈ） 检查转轮／泵轮各个叶片通道间高度（见图１２中的ｂ）。
对于组焊的原型转轮，可以在装配前对已经完成了加工的单个叶片型线进行检查。装配后，仅检查
叶片进出口角、节距、开口和焊接圆角（见图９所示）。
４．７．３．３ 轴流式转轮／泵轮
叶片型线检查范围与４．７．１．３中给出的轴流式、贯流式水轮机转轮检查范围相同。
４．７．３．４ 活动导叶和间隙
对于活动导叶和间隙，见４．７．１．４和４．７．１．５。
４．７．３．５ 原型和模型蓄能泵／水泵水轮机间几何相似性方面的允许最大偏差见表３。
４．８ 通流部件表面粗糙度和波浪度
４．８．１ 表面粗糙度的要求
模型通流部件表面粗糙度必须达到水力光滑流动的要求，原型通流部件表面粗糙度的......
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