GB T 10969-2008 水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件.pdf

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1、ICS 27140K 55 a亘中华人民共和国国家标准GBT 1 0969-2008代替GBT 10969-1996水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件Specification for water passage componentsof hydraulic turbines，storage pumps and pumpturbines2008-06-30发布 2009-04-01实施宰瞀髁鬻瓣警瓣瞥星发布中国国家标准化管理委员会及11GBT 10969-2008目 次前言一I1范围。一12规范性引用文件13术语、定义、符号和单位131术语、定义和符号132单位34原型和模型几何相似的

2、技术要求341总则。342几何相似性检查的内容一443一致性和几何相似性的评价一444尺寸检查的步骤545尺寸检查的方法546多级机械、密封和轴向力平压措施。547通流部件尺寸检查范围548通流部件表面粗糙度和波浪度1749对其他型式机械的适用性19刖 吾GBT 10969-2008本标准在原标准的基础上参照采用了国际电工委员会IEC 60193：1999水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验中的部分条款，并根据我国水轮机、蓄能泵和水泵水轮机的发展情况进行了修改，标准名称由水轮机通流部件技术条件改为水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件。本标准代替GBT 10969 1996(水轮机通流部

3、件技术条件。与GBT 10969 1996版比较有以下一些主要变化：将模型水轮机、蓄能泵和水泵水轮机纳入本标准将贯流式水轮机、蓄能泵和水泵水轮机纳入本标准；完善了对冲击式水轮机通流部件的要求；对引用文件进行了更新，增加了近年来在招标中经常使用的IEC标准；对术语、定义和符号进行了修订，与国际标准及国内相关标准相适应。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(SACTC 175)归口。本标准起草单位：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。本标准主要起草人：宫让勤、徐洪泉、史光辉、吴新润。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB 109691

4、989，GBT 10969-1996水轮机、蓄能泵和水泵水轮机通流部件技术条件GBT 1 0969-20081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lOMw及以上；b)混流式，转轮公称直径10 m及以上；c)轴流式、贯流式、斜流式，转轮公称直径33 m及以上；d)离心式蓄能泵，转轮公称直径10 m及以上；e)冲击式水轮机，转轮公称直径10 m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

5、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。GBT 290045 电工术语水电站水力机械设备(GBT 2900452006，IECTR 61364：1999，MOD)GBT 8564-2003水轮发电机组安装技术规范GBT 15468-2006水轮机基本技术条件GBT 1561311561 33水轮机、蓄能泵和水泵水轮机模型验收试验(GBT 15613115613，3

6、-2008，IEC 60193：1999，MOD)3术语、定义、符号和单位31术语、定义和符号GBT 290045、GBT 15468-2006、GBT 156131156133确立的以及下列术语、定义和符号适用于本标准。311尺寸比length scale ratio量的符号：原型代表性的尺寸LP和模型代表性的尺寸L”的比值，一般情况下是公称直径比。312单个值individual value同一部件的同一尺寸在不同位置的测量值，或各种周期性重复出现的部件在相同位置对同一尺寸的测量值。】GBT 10969-2008拶等激妒茹一2图中o。90。图a)、图b)为混流式，图c)、图d)为斜流式，图

7、e)、图f)为轴流式、图g)为冲击式。图1公称直径GBT 1 0969-2008318转轮泵轮叶片角度runnerimpeller blade angle从给定位置算起测得的转轮泵轮叶片的平均角度，混流式转轮泵轮叶片角度如图11所示。量的符号：p单位：(。)319波浪度waviness指表面型线与易弯曲挠性尺顺该型线围成的光滑曲线之间的偏差。波浪度用表面型线与光滑曲线间的最大间隙x和间距U之比xu表示。最大间隙x应在间距L，中段13范围内(U不小于50ram)，如图2所示。图2波浪度和表面粗糙度定义3110表面粗糙度surface rollghness表面粗糙度是表面的质量表征，一般来说，是由

8、于刀刃的切削运动、磨料的磨削、机床的进给、涂层和油漆或者最初的装配(焊接)过程在表面上产生的交错起伏轮廓的平均算术偏差，如图2所示。量的符号：R单位：pm3111通流部件water passage components本标准所述机型，从设备引水部件进口到泄水部件出口，有主水流通过的部件。32单位unit本标准全文采用国际单位制(sI)和中华人民共和国法定计量单位。4原型和模型几何相似的技术要求41总则为保证原型性能，原型与模型间必须几何相似。3GBT 10969-2008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

9、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。42几何相似性检查的内容421检查模型和原型的主要尺寸。42-2在周期性重复出现的部件中，按4716、4723及4735检查模型或原型一致性偏差；423按4716、4723及4735检查原型和模型间几何相似性偏差。43一致性和几何相似性的评价图3示意了本标准给出的几何允许偏差、模型和原型单个值和平均值的应用。图3模

10、型和原型尺寸检查，结果比较的步骤和允许偏差的应用43I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。432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

11、允许偏差，可以用理论值代替模型和或原型的平均值。4GBT 10969-200844尺寸检查的步骤441 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。442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。45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、

12、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。图4至图16给出了尺寸检查的位置和范围示意图。在一些情况下，对不可能直接测量的相关尺寸(如交界处由圆角覆盖)，可另在一个达成一致的位置上测量。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

13、。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。46多级机械、密封和轴向力平压措施461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)。462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。47通流部件尺寸检查范围471反击式水轮机4711主要部件a)

14、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。5GBT 10969-2008r 泰。?歹t l心 豸?寸，一7 y厂了 ) l II几1V夕I I半=。图4蜗壳和导水机构尺寸检查示例之一l 、小姆隧 萝图5蜗壳和导

15、水机构尺寸检查示例之二计 -、 氏弋秣LL 川I， 舟 、一 飞 面 I图6轴流式转轮区流道尺寸检查图固定导叶的导叶中心线乒 惑一一、一 弋 彰l 、 渤图7尾水管尺寸检查示例GBI10969-2008断面A队 列 。二Z 焉毫 玉叼竺岁 生刈匿二：二过l。圈8贯流式机组尺寸检查示倒命$LGBT 10969-2008图9混流式转轮叶轮尺寸检查示例4712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(o1o15)”D。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

16、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)。8叶GBT 10969-2008。p札|吣线J龇月够。z围10混流式转轮叶轮叶片型线测量断面或测量点的位置示例整个叶片型线样板位置基准面图11 混流式转轮叶轮采用样板或坐标测量系统检查开口和叶片型线(如混流式转轮)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(o1015)”D：(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(01015)”D：处(见图11)。1)取决于比转速和型线长度。此值可以减到o1。GBT 10969

17、-2008e) 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(01015)，D。(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问的开口(见图11和图12)。m Mj i j l图12混流式转轮泵轮、叶片间进出口开度检查(如水泵水轮机转轮)对于组焊的原型转轮，可以在装配前对已经完成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)。4713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)。lO排

18、；9- 、t 7 影T魄 图13轴流式转轮泵轮叶片型线的测量断面或测量点位置示例阜GBT 1 0969-2008图14轴流式转轮叶片调整和叶片型线允许偏差的定义应检查每一个测量断面的头尾部型线。头尾部型线是指从叶片的端部沿叶片延伸至01D处。在做这些检查时，在进行理论型线和测量结果的比较时，对叶片转角和轴线的基准可在4716中表1所允许的偏差范围内进行调整，以便使总的测量误差最小，通过调整可使每一个叶片获得最佳位置。对每一个叶片，只允许进行一次调整，并且对于所确定断面的压力面和吸力面的检查测量只能在调整后的这一个位置进行(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

19、论值的允许偏差为0。+O5。4714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。4715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。4716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。GBT 10969-2008表1 原型和模

20、型水轮机几何相似性方面的允许最大偏差允许最大偏差一致性允许偏差 相似性允许偏差项 目 模型 原型 原型模型原型平均值与按比例换算单个值一平均值 单个值一平均值的模型平均值之差”水力通道主要尺寸金属或混凝土通道(蜗壳，尾水管等)。 土2LM 土2L， 土1LM座环直径DST 土lD盯M 士1D盯 土1AD钉M固定导叶长度Ls 土2蹦L洲 士2Ls 士2lLsM话动导叶最大厚度r 士5TM 士5T 士5丁M固定导叶最大厚度r 土5TM” 士8r 5丁M”座环高度Bs 士2“B蹦 士2Bs 土2ABsM导叶高度Bo 士03B。M 士03B。 士02B州活动导叶分布圆直径D。 士02DoM 土02D。

21、 士02ADoM蒋动导叶和固定导叶问相对位置(例如以角度表示) 士1。 土1 士1。活动导叶型线 士3 士5T 3A固定导叶型线 土3” 土5r 士3n”导叶最大开度n。 士15口o。 土2口。 0间障密封和叶片端面间隙屯 土50d洲 士50屯 0密封间隙长度L。 0活动导叶端面问晾赴 土50疋M 士504 0混藏式转轮叶片型线进出水边Dz” 土01D2M 士01D： 士01D2M叶面的其他部分 土02D2M 土02D2 士02D2M进口节距P 土02D 土04D：进口角舟 士15。 土2。 士15。出口角岛 10 土150 土1。+3m。 +5d +3妇lM开口I一3mM 一3口， 一1n1

22、M+3TM +5T +3TM叶片最大厚度r6蹦n 一8T 6h靠近出水边的叶片厚度L” 士15TOM 士15To 士15l TOM进出口直径和转轮其他尺寸” 土025D 土035D： 士025iD哪轴流式、贯流式和斜流式转轮叶片型线 士01DM 士01D 士01ADM端部型线 土01DM 土01“D 士O1DM+3丁M -t-5T +3丁k叶片最大厚度r一6TM 一8T 一6ATk接近出水边处的叶片厚度d 士15k 士15占 士15腑转轮室直径鼠 士01D洲 土01Dd 士02D州转轮其他尺寸D。 士025D 士05D。 士025ADM型线的角度差 士025。 土025。 土025。型线的轴向

23、调整量 士o2DM -t02D 士0zADM叶片最大转角P 士025。 士025。 0。1)在模型尺寸偏差符合本标准的要求时，相应的理论值可以代替平均值。2)对于混凝土表面，原型转轮直径在33m和1 m间时，一致性允许偏差应由土2逐渐降到土1蹦；对于混凝土表面，由于支撑板移位以及混凝土和金属表面接口处引起的突然变化，对于原型转轮直径大于33 m时，该值应限制在6111111以内；当原型转轮直径在33 m和1In间时，该值应从6 mm逐渐降到3 mrll内。3)如果提供了全部型线数据则没有必要。4)对水头变幅大或多泥抄电站，经供需双方协商可适当加厚出水边，并对上冠、下环连接处采取降低应力的措施。

24、5)在有些情况下，为了使出水边开口满足所需的允许偏差，可以适当增大出口边尺寸的允许偏差(见图9中所示的有关半径)。12472冲击式水轮机4721主要部件a)转轮、分流管、机壳和喷嘴主要尺寸(见图15)。L-J卜-一GBT 10969-2008f I【。 淦y f广I f一t=r 一)弋=t士jI献珈奴￥毒 30m顶盖和底环抗磨板 63 32轴流式 转轮叶片 63 32导叶 63 125反击式底环 250 125水轮机蜗壳、座环、转轮室、尾水管锥管和贯流式进水管 250 125H200m水泵水轮机顶盖和底环抗磨板 32 16混流式 转轮叶片 63 16或斜流式 导叶 32 63底环 125 63

25、蜗壳、座环、尾水管锥管 250 125H500m H500In水斗式 水斗内表面、喷嘴出口、喷针头锥体表面 1632 O816水轮机 喷嘴 63125 3263分流管 250 125机壳内表面 250 125注：表中所给的值是所涉及表面的总平均值。由于局部的水力条件不同，某些部位表面粗糙度R偏差士1个等级也是可接受的(如：混流水轮机转轮叶片粗糙度的平均值为R。一63 pm，可从R一32 pm到R一125 pm之间变化，见示意图17)。图17叶片不同部位表面粗糙度示意图GBT 10969-2008482原型表面波浪度的要求应对叶片整个表面的波浪度进行检查，叶片正背面以及上冠和下环的过流表面局部存在的波浪度应低于2100，叶片背面易遭空蚀部位的波浪度应低于1100。不允许将连续的多个波浪形表面当作一个波浪度检查，检查波浪度使用的挠性尺原则上为1 m长，对小型水轮机转轮叶片亦不短于翼型弦长的12。挠性尺应部分重叠已检查过的区域，重叠长度不小于挠性尺长度的10。导叶瓣体表面局部存在的表面波浪度，对水头或扬程小于30 m的机组应小于3loo，若水头或扬程大于30 1,11应小于2loo。49对其他型式机械的适用性对于轴流式水轮机的允许偏差也可以应用到斜流式水轮机上。水斗式水轮机转轮的允许偏差也适用于其他冲击式水轮机转轮。