３供货的水轮机参数
哈尔滨电机厂有限责任公司承担３台水轮发电机的设 计、制造及成套供货，水轮机参数如下：
水轮机型号 台数，台 转轮直径，ｍ 最大水头，ｍ 最小水头，ｍ 额定水头，ｍ 额定出力，Ｍｗ 额定转速，（ｒ·ｎ血‘１） 额定流量，（ｍ３·８。） 最高效率，％ 最小水头下出力，ＭＷ 最小水头下效率，％ 最大出力，Ｍｗ 比转速／（ｍ·ｋｗ）
内外已运行的稳定性较好的水电站水轮机运行水头统计规
律：最大水头与最小水头的比值小于１．５，最大水头与额定水
头的比值小于１．１５），因此以上额定水头选择方案对水轮机
稳定运行影响不大。
（２）当额定水头分别为舳，８１，８２ ｍ时，其最大水头
发额定出力时导叶开度‰分别为额定水头发额定出力时导
叶开度口嘶的８１．３％，８３．３％，８５．３％，各方案虽差别不
埋设部件主要包括蜗壳、座环和尾水管。 水轮机蜗壳采用圆形断面，包角３５３０金属蜗壳，进口 断面直径为西５ ７１２眦Ｉ，压力钢管直径中７ ｓ０Ｑ姗ｎ，蜗壳进 口与压力钢管之间用渐变段连接。蜗壳为钢板焊接结构， 蜗壳能承受最大水头下产生１３５．９ ｍ的水柱压力。 尾水管璎式为弯肘型，尾水管包括尾水锥管、肘管、 中墩护头及其锚固件等。 ７．２导水机构 导水机构主要包括顶盖、底环、导叶、操作机构等。
卜水头，ｍ； △——下游水位，ｍ；
盯。——模型空化系数。 本电站过机水流仍有一定的含沙量，考虑到泥沙磨损 的影响及土建工程投资情况，转轮材料选用不锈钢，空化 安全系数Ｋ值取１．３。 计算结果：极端最大水头的矾值为一４．４５ ｍ（相对于机 组导叶中心线），为最小值，以此值确定安装高程。电站安 装高程计算值为３６１．５０ ｍ。为了汛期少弃水多发电，水轮 机有可能加大过流量运行，为防止机组超出力运行时产生 过度空化破坏，适当减小吸出高度，实际安装高程取 ３６１．００ ｍ，留有一定的安全裕量。
１７３．鹋
对应最大功率的功率因数
Ｏ．９５
额定转速，（ｒ．Ｈ血。１）
１４２．９
飞逸转速，（ｒ·Ⅱｌｉｌｌ’１）１【Ｎ·矗） 推力负荷／圳
２５０ ０００ １０ ６００
７水轮机结构特点
水轮机主要由埋设部件、导水机构、转动部件、水导 轴承、主轴密封、接力器、主轴空气阀、管路等组成。 ７．１埋设部件
从表１中可以看出： （１）戈兰滩水电站最大水头嘶．２ ｍ，最小水头７５．３ ｍ。 水头变幅小，其最大水头与最小水头的比值为１．１４５，小于 １．５，当额定水头为∞，８１，８２ ｍ时，其最大水头与额定水
万方数据
高普新等·戈兰滩水电站水轮发电机组及其附属设备设计
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头的比值分别为１．０７８，１．０６４，１．０５ｌ，均小于１．１５（目前国
中图分类号愀．１ 关键词机组选型附属设备戈兰滩水电站
文献标识码 Ｂ 文章编号 １００ｒ７－６９８０（２００９）增刊删２．０３
戈兰滩水电站为岸边式地面厂房，工程主要任务是发 电，电站共装机３台单机容量１５０ Ｍｗ的立式混流式机组。
１电站基本参数
１．１主要动能参数 电站总装机容量／ＭＷ 装机台数，台 机组单机容量（额定，最大），Ｍｗ 保证出力，Ｍｗ 多年平均发电量，（ｋＷ．ｈ） 年利用小时数，ｈ
推力轴承布置在转子下方的下机架上，采用润滑油在 油槽内部自循环的冷却和润滑方式、弹形油箱支撑、双层 块瓦结构，推力瓦采用弹性金属塑料瓦。
作者简介 高普新女工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公
司天津３００咙
张维聚男 高级工程师 中水北方勘测设计研究有限责 任公司 天津３００２２２
刘 婕女助理工程师 中水北方勘测设计研究有限责 任公司 天津３００２２２
综上所述，额定水头为８０ ｍ的经济指标最好，超出力
能力最强，且本电站水头变幅小，高水头稳定问题不突出，
尽管随额定水头的增高稳定运行范围呈变宽的趋势，但差
别不大，故推荐额定水头为∞ｍ方案。
２．３选择的水轮机参数
水轮机型号
阿２３４一ＬＪ一４∞
极端最大水头，ｍ
最大水头，ｍ
额定水头，ｍ
最小水头，ｍ
极端最小水头，ｍ
５水轮机出力及效率保证
水轮机出力保证见表２。 袭２水轮机出力保证表
水轮机在额定水头∞ｍ，额定出力１５３．０６ ｈ唧时的效 率为９２．５５％；在最小水头７５．３ ｍ，出力１４０ Ｍｗ时的效率 为９３．００％；在全部运行范围内，最高效率为９５．５％；水轮 机加权平均效率为９４．７３％。
万方数据
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１．２特征水位 １．２．１水库特征水位
正常蓄水位，ｍ 校核洪水位，ｍ 设计洪水位，ｍ 死水位／ｍ １．２．２坝下游特征水位 正常尾水位，ｍ 最低尾水位，ｍ １．３特征水头 极端最大水头，ｍ 最大水头，ｍ 最小水头，ｍ 加权平均水头，ｍ 极限最小水头，ｍ
４５０ ３
１５０，１６８．３７ ７９．８５
２０．１粥×１０ｓ ４镐５
额定出力，Ｍｗ
ｌｌＯ％额定出力，ＭⅣ
发１ｌＯ％额定出力的最小水头加
额定流量，（矗·ｓ。１）
额定转速，（ｒ·ｍ．ｍ。１） 飞逸转速／（ｒ·ｍ．ｍ。１）
额定比转速／（ｍ·ｋＷ）
比速系数
额定工况点效率，％
最高效率，％
加权平均效率，％
吸出高度，ｍ 安装高程（导叶中心线），ｍ
靴灿郴舢姗一鲫㈣煳拂踟撇帅螂一｜喜
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水利水电工程设计珊限脏·２００９年第２８卷增刊
戈兰滩水电站水轮发电机组及其附属设备设计
高普新张维聚刘 婕
摘要李仙江戈兰滩水电站位于云南省普洱地区江城县，电站水头范围为７５．３一跖．２ ｍ，共装设３台套单机容量 １５０ Ｍｗ的水轮发电机组。着重介绍戈兰滩水电站水轮机的主要参数选择及其主要结构特点。
顶盖和底环上，采用町压移的铜条弹性接触密封。导叶三 支点润滑轴承支撑结构。 ７．３转动部分
转动部分由转轮、主轴组成。
主轴采用整锻结构，材料为２０ｓｉ＾ｈ，为中空外法兰结
构，主轴外径西ｌ ３００舢，内径垂１ ０００衄，长度４ ２６０
哪，转重轮最为２７不ｔ。 锈钢嫩１６Ｎｉ５Ｍｏ铸焊结构，叶片数为１４
个，转轮进口直径Ｄｌ＝４ ８００咖，转轮出口直径Ｄ２＝４ ８踟 哪，高度２ ５０３姗，重量５６ ｔ。
１２砌时可自动报警。密封处的水压力约０．３５ ｈⅡｋ
８发电机结构
８．１总体结构 发电机采用三段轴（含转子中心体）结构。发电机上导
轴承布置在上机架中心体内，推力轴承布置在转子下方的 下机架上。下导轴承布置在下机架中心体内，机组轴系为 径向三处支承即发电机上、下导轴承和水轮机水导轴承， 轴向支承为推力轴承。轴系的临界转速为３４５ ｒ，ｍｉＩｌ，满足 高于飞逸转速１２５％的要求。 ８．２分部结构 ８．２．１定子
定子由机座、铁芯、绕组等部分组成。
定子机座外径１２ ２００嘲，高度ｌ ７１０咖，共分成６瓣 运输，定子铁芯外径１０ ８００咖，内径ｌＯ ０００ ｒ唧，铁芯长度 １ ５８０咖。
８．２．２转子 转子支架为圆盘式焊接结构，由中心体和４个扇形外
环组件组成。中心体作为轴系的一部分由上、下圆盘、中 心圆钢和立筋等焊接而成。 ８．２．３上、下机架及推力轴承
衷ｌ不同额定水头水轮机参数比较表
２．１水轮机型式的选择 本电站水头范围为７５．３．８６．２ ｍ，可以选择的机型为
混流式。由于极端最大水头眇．２ ｍ及极端最小水头６０ ｍ出 现的几率很小，故在水轮机参数选择时不予考虑，只是保 证运行稳定性及强度设计要求即可。 ２．２水轮机额定水头的选择
戈兰滩水电站加权平均水头为８３．５２ ｍ，电站运行水头 ７５．３一踟ｍ以下出现的频率约为１３．２９％，运行水头∞ｍ出
４５６．００ ４５７．２９ ４５３．４７ ４３８．００
３６８．８５ ３６５．９１５
８９．２ ８６．２ ７５．３ ８３．５２ ６０．０
２可研设计阶段（电口）水轮机参数选择
现的频率为２１．ｃｒ７％，运行水头８２—８６．２ ｍ以上出现的频率 约为６５．６４％，由此可见戈兰滩水电站水头有低水头出现机 会少而高水头出现机会多的特点。运行水头８０一铂．２ ｍ占 水头出现频率的８６．７ｌ％，按《水力发电厂机电设计规范》额 定水头宜在加权平均水头的０．９５—１．０范围内选取，即 ７９．３２—８３．５２ ｍ，取整后对额定水头∞，８ｌ，８２ ｍ进行比 较，为便于分析，以ｍ２４０Ｄ转轮模型资料为基础进行水轮 机有关参数的计算和比较，计算结果见表１。
４水轮机安装高程
ｌⅡＡ踌３ａ—Ｕ一４８０ ３
４．８
嘶．２
７５．３
∞
１５３．０６ １４２．９
２１０．７３ ９５．Ｏ １４０
９Ｂ．∞
１６８．３７ ２３３．６０
水轮机吸出高度见值计算按１台机组在额定水头下发 电，下游水位为３６５．９５ ｍ考虑，并用最大水头校核。
皿值按下式计算：
＾
甄＝ｌｏ一茹岫ｍ日
式中Ｉ｜｝——空蚀安全系数；
大，但随着额定水头的增高，开度比增加，高水头状态转
轮流态呈变好趋势，如果导叶开度比６０％为稳定运行下限，
那么高水头时稳定运行的开度可调范围分别为：２１．３％，
２３．３％，２５．３％，随额定水头的增高也呈变宽的趋势。
（３）当额定水头分别为踟，８ｌ，８２ ｍ时，转轮直径分
别为４．７０，４．６６，４．６２ ｍ，机组转速均为１５０ ｒ，ⅡｌｉＩＩ，发电机
顶盖采用Ｑ２３５钢板焊接结构，具有足够的强度和刚 度，能安全承受最大压力而不产生有害的变形，顶盖最大
外径６ ４２０哪，高度１ ３９７咖，重量４７．３ ｔ。 导叶２４个，由不锈钢０６ｃｒｌ３麟Ｍｏ整体铸造结构，具
有较好的抗汽蚀和耐腐蚀性，导叶高ｌ ３８５咖，重量１．５６
ｔ。导叶立面采用金属直接接触的密封方式，导叶端面设在
水利水电工程设计踟ｍ既·２００９年第２８卷增刊
６发电机主要技术参数
招标定货的发电机参数如下：