1 水轮机通流部件技术条件标准编号： GB/T10969—1996 中华人民共和国国家标准水轮机通流部件技术条件Specifications for water passage components of hydraulic turbines GB/T10969—1996neq IEC193No. 1:1977 目次前言1范围2引用标准3定义4通流部件的组成5相似关系6反击式水轮机原型和模型几何相似技术要求7水斗式水轮机原型和模型几何相似技术要求8通流部件表面粗糙度前言本标准非等效采用国际电工委员会标准IEC193No.1 《水轮机模型验收试验国际规程的修正——水轮机通流部件技术条件》 (1977 年修订版 )，部分条款高于IECl93No.1 标准，部分条款与IEC193No.1 水平一致重要技术内容改变情况的说明：1 导叶端面间隙本标准原送审稿规定 “导叶上下端面总间隙应小于导叶高度的0.1%(中小型水轮机可取0.2%)”1992 年审查会上提出，上述指标对高水头小直径水轮机要求过严，制造难度很大这次改写时增加了“当总间隙小于0.2mm 时，取 0.2mm”的规定本条款从模型验收和非模型验收两种情况规定了密封间隙。
中小型水轮机一般都不进行模型验收，因此并不知道模型试验装置的密封间隙， 只好直接规定数值标准不管是哪种情况， 基本原则是原型的密封间隙要小于或等于与模型几何相似的间隙，这样才能保证水力相似另外，参照IEC 有关规定，规定了原型导叶端面间隙单个值对平均值的偏差2 通流表面粗糙度本条款是上届年会争论的焦点之一一种意见是降低通流表面粗糙度，一种意见是维持原IEC 标准问题的焦点已不仅仅属于技术范畴，它牵涉到制造成本和生产周期等问题所以应综合考虑，合理规范本条标准这次编写时，充分考虑了上届年会的两种意见，在原IEC 标准和 JB3160—82 标准基础上做了部分调整和提高现在该条指标已高于JB3160—82、IEC193No.1 和 IEC4(秘)100—1992本标准自实施之日起，原JB3160—82《水轮机通流部件技术条件》、GB10969—89《中小型水轮机通流部件技术条件》2 作废本标准由全国水轮机标准化技术委员会提出并归口本标准负责起草单位：哈尔滨电机厂，中国水利水电科学研究院，天津电气传动设计研究所本标准主要起草人：凌振瀛、蒋学运、陆楚勋、于纪幸、伍建斌、王修礼1 范围1.1 本标准仅从模型与原型水轮机几何相似的要求，规定了原型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表面质量。
1.2 本标准适用于混流式、轴流式、斜流式和水斗式水轮机贯流式、斜击式水轮机和水泵水轮机可参照使用2 引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文标准出版时，所示版本均为有效所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性GB/T2900.45 —1996《电工术语水轮机、蓄能泵和水泵水轮机》GB/T15613—1995《水轮机模型验收试验规程》GB8564—88《水轮发电机组安装技术规范》3 定义本标准采用下列定义：3.1 公称型线normal profile 指按模型图样尺寸比例放大的型线3.2 型线偏差tolerance of profile 指原型表面型线与公称型线的偏差3.3 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 X/U 表示最大间隙X 应在间距 U 中段 1/3 范围内 (U 不小于 50mm)(图 1)图 1型线偏差和波浪度定义4 通流部件的组成从水轮机引水室进口到泄水部件出口，凡有水流通过的部件均属通流部件4.1 对混流式水轮机包括蜗壳、座环、导叶、顶盖、底环、转轮、止漏环、泄水锥和尾水管。
4.2 对轴流式和斜流式水轮机包括蜗壳、座环、导叶、顶盖、底环、内顶盖、转轮体、转轮叶片、转轮室、泄水锥和尾水管4.3 对水斗式水轮机包括分流管、喷嘴支管、喷嘴、喷针、转轮和机壳5 相似关系5.1 原型和模型几何相似3 所有通流部件的通流表面，在6～8 章给出的允许偏差范围内原型应与模型几何相似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5.2 尺寸偏差系统所有的偏差指原型测量尺寸与其公称尺寸之间的偏差按模型图样尺寸比例放大的尺寸称为原型公称尺寸模型尺寸偏差应符合 GB/T15613 的要求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GB8564 的有关要求6 反击式水轮机原型和模型几何相似技术要求6.1 蜗壳蜗壳尺寸的允许偏差为±1.5% 其中金属蜗壳进口内径Ds和中心距尺的允许偏差为±1% (图 2)图 2 蜗壳主要尺寸6.2 座环固定导叶数目和型线原则上应与模型相同，如结构需要可作改变，但应执行5.1 条关于异型部件的规定；Da、Db和 R的允许偏差为±2% ；高度 H 与 6.3 条导水机构高度相协调(图 3)。
6.3 导水机构导叶数目和导叶分布圆直径相对值(D0/D1)原则上应与模型相同，如结构需要可作改变，但应执行5.1 条规定导水机构高度B0的允许偏差为±0.3% ；导叶分布圆直径D0的允许偏差为± 0.2%(图 3)；导叶最大开口的单个值相对平均值的允许偏差为±2%，原型的测量值与公称值的偏差不允许出现负差图 3 导水机构主要尺寸底环 R1的允许偏差为±2% ，φ1的允许偏差为0～+0.1%D1(D1为转轮公称直径以下同)(图 3)6.4 导叶型线4 导叶型线用样板检查，样板型线每边比公称型线大2%da(图 4 中 da为导叶轴颈处内切圆直径，以下同)，导叶型线和样板间的间隙为0～0.04da；导叶出水边缘厚度T 的允许偏差为±20%T，在靠出水边长da段内与导叶型线光滑相接；导叶瓣体表面局部存在的表面波浪度，对低水头应小于3/100，高、中水头应小于2/1006.5 密封间隙图 4 导叶瓣体检查混流式转轮止漏环间隙，轴流式叶片与转轮室及转轮体之间的单边间隙为相应直径的0.05%～0.1%(混流式不大于0.07%，轴流式不大于0.1%)；导叶上下端面总间隙应小于导叶高度的0.1%(小型水轮机可取0.2%；当总间隙小于0.2mm 时，取 0.2mm)。
导叶端面间隙单个值对平均值的允许偏差不大于±50%原型间隙应小于或等于按模型间隙比例放大的值高水头混流式采用梳齿止漏环时，其间隙的配比决定于防止密封引起自激振动的要求注： 小型水轮机指功率小于10MW 和转轮直径小于1m 的混流式和斜流式水轮机以及转轮直径小于2m 的轴流式水轮机本处偏差是满足水力相似的允许偏差，其中原型测量尺寸与供需双方认定的图样尺寸的偏差不得大于机械制造允许偏差6.6 混流式转轮6.6.1 原型和模型的叶片数相等6.6.2 主要尺寸如图5 所示，其允许偏差列于表1表 1(mm) 尺寸部位允许偏差单个值平均值D1、D2、D3± 0.3%D2± 0.2%D2D3、D4± 0.35%D2± 0.25%D2H1、H2± 0.25%5 图 5混流式转轮主要尺寸6.6.3 叶片进口型线，对低比速水轮机每叶片至少检查2 个断面，对高比速水轮机每叶片至少检查3 个断面，样板从叶片顶端沿叶片正背面延伸0.1D2长(图 6、图 7)，型线的允许偏差为±0.1%D2(采用组合样板检查叶片正背面型线时，型线的允许偏差为± 0.15%D2)6.6.4 叶片头部形状在6.6.3 条相同断面上用样板检查，样板长度不小于0.03D2，头部型线的允许偏差为±0.05%D2(图 6、图7)。
图 6叶片进出口型线检查部位6 图 7混流式转轮叶片检查部位6.6.5 叶片进口角的允许偏差为：单个值±3°；平均值±1.5°叶片进口角在6.6.3 条相同的断面上用样板检查，检查样板从叶片顶端沿叶片正背面延伸0.05D2长，对样板时要使叶片和样板间的间隙均匀(图 6、图 7)6.6.6 叶片出口型线每叶片应至少检查3 个断面，正面出口型线应从叶片尾端沿叶片伸进0.1D2长，背面出口型线应从叶片尾端沿叶片伸进0.15D2长，出口型线的允许偏差为±0.1%D2(图 6、图 7)，当采用组合样板检查时，同6.6.3 条规定注：如叶片进、出口型线样板的总长度大于叶片断面长度，按样板总长度不小于叶片断面长度的2/3 的原则选取6.6.7 对于 D1大于 2000mm 的转轮叶片需在与6.6.6 条相同断面用样板检查叶片出口尾部形状，样板正面长不小于0.02D2，背面长不小于0.04D2(图 7)，型线允许的偏差为±0.05%D2叶片出水边缘厚度δ的允许偏差为 +0.5mm～-20%δ6.6.8 叶片出口角在6.6.6 条相同断面上用样板检查，样板应从叶片尾端沿叶片正背面伸进0.05D2长，对样板时要使叶片和样板间的间隙均匀(图 6、图 7)，叶片出口角的允许偏差为：单个值±2°；平均值±1°。
6.6.9 相邻叶片出水边开度a0，对高比速水轮机每叶片最少测量5 点，低比速水轮机最少测量3 点(图 7)单个开度的允许偏差为(-3%～+5%)a0，每圈截面的平均开度的允许偏差为(-1%～+3%)a06.6.10 进口节距户 (图 7)应至少检查2 个断面，节距的允许偏差为±0.4%D16.6.11 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2/100，叶片背面易遭空蚀部位的波浪度应低于1/100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1m 长，对小型水轮机亦不短于翼型弦长的1/2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%6.7 轴流式转轮6.7.1 原型和模型的叶片数相等6.7.2 叶片正背面型线应至少检查4 个径向等距断面（图8），型线的允许偏差为±0.15%D1叶片型线可采用组合样板或经供需双方商定的具有同等精度的其他方法检查当采用组合样板检查，放置组合样板时叶片轴线的允许调整量为±0.2%D1，角度调整量不超过±0.25°D1，角度调整量不超过±0.25°，但不允许径向调整，要一次调好测毕（图9）。
7 图 8轴流式叶片型线检查部位图 9轴流式水轮机叶片型线检查6.7.3 叶片头部形状用样板检查4 个断面，样板长度不小于0.03D1，允许偏差为± 0.05%D1(小型水轮机可取±0.1%D1)6.7.4 叶片出水边缘厚度δ允许偏差为 +0.5mm～-20%δ 用样板检查 2 个断面的出水边尾部形状， 样板正面长不小于0.02D1，背面长不小于0.04D1，型线的允许偏差为±0.05%D1(小型水轮机可取±0.1%D1)6.7.5 叶片外缘厚度检查点不少于8 点，在 6.7.3 条和 6.7.4 条样板长度之外进水边侧和出水边侧各检查4 点厚度，靠法兰最大厚度处检查1 点，厚度 T 的允许偏差为 (-4%～+8%)T 注：如按 6.7.2 条检查了叶片背面型线，可不作此项检查6.7.6 叶片正背面的波浪度应低于2/100，背面易遭空蚀部位波浪度应低于1/100检查方法与6.6.11 条相同6.7.7 叶片装配到转轮体上，各叶片外缘型线的倾角，最高和最低之差应不大于0.25°，定桨式叶片外缘安放角的允许偏差为 0～+0.5°6.8 转轮室直径和转轮室喉部直径的允许偏差为±0.1%D1(对小型水轮机可为±0.2%D1)。
6.9 内顶盖、转轮体和尾水管进口的过流表面尺寸的允许偏差为±1% ，泄水锥及尾水管其他过流表面尺寸的允许偏差为±2% 6.10 部件之间相接不得有明显错口，未作波浪度要求的部件，过流表面也应平滑，不得有凹坑凸台7 水斗式水轮机原型。