水轮机的水力设计必须在已有运行业绩的优秀转轮的基础上，针对本电站的特

点进行优化开发，完成模型转轮的设计、试验及模型验收试验，并提供全部流道

图和数控加工成形的水轮机转轮叶片，只有这样才能保证本电站水轮机水力设

 

计的可靠性和先进性。

　　大型灯泡机组的水轮机转轮尺寸一般较大，转轮叶片的自振频率较低，与

尾水管压力脉动频率比较接近，靠近诱发共振频率而容易出现剧烈振动，特别

是对利用机组在超低水头工况不发电时的飞逸特性泄放适当流量来解决电站尾

 

水淤积问题的机组，更不能忽视水轮机的水力稳定性。

　　

(2)

 

水轮机的制造难度分析

　　单机容量和转轮直径均小于已经发电运行的、国内灯泡贯流机组单机容量最

大的桥巩机组（单机容量为

57MW，转轮直径为 7.45m），其机组设计制造

难度与国内已经投产的大型灯泡贯流机组水平要小，国内制造厂家已具备比较

 

成熟的设计制造经验，相对来说其设计制造的技术风险较小。

　　水轮机的制造工艺难度一般采用系数

TD= × 表示，这是因为水轮机的转

轮叶片为三维空间的立体曲面，工作水头愈高，则转轮叶片的过流面愈弯曲，

制造工艺难度愈大，而水轮机转轮直径的影响更大一些，计算机辅助制造及与

其配套的大型数控铣床在水轮机制造行业得以实际应用，国内已经成功制造并

投入实际运行的转轮直径为

7.50m，其制造加工转轮直径 7.50m 以下的转轮

 

叶片已不再是一个难题。

　　对于大型的灯泡贯流机组，制造加工难度不仅仅是转轮叶片，由于转轮直

径的增大，相应的增大了机组其它部件的加工制造难度，如管形座、导水机构、

 

转轮室等等。

　　特别的，对于大尺寸的转轮叶片，由于受力面积大，转轮叶片产生裂纹的

 

问题应加以重视。

　　

(3)

 

发电机的尺寸难度分析

　　当发电机的容量一定时，发电机的尺寸与发电机的额定转速成正比。发电机

的尺寸难度由发电机的容量与转速的比值来表示，该尺寸难度反映了发电机的

尺寸对制造厂设备加工能力的要求。本电站

4×20MW 方案的发电机尺寸难度系

数为

0.208，远低于桥巩机组的 0.744，其定子机座外径尺寸约为 Ø6370mm