水力发电技术与工程

陈锡芳，1938年生，教授级高级工程师。曾任东方电机股份有限公司总设计师，1991年国务院批准为享受政府特殊津贴专家。

从事水轮发电机设计制造工作50年来，先后负责国内外重大产品设计14余项；负责和承担国家科技攻关项目多项。对水轮发电机研究倾注了毕生心血。担任葛洲坝（170MW）发电机主任设计，项目获国家科技进步特等奖、“葛洲坝推力轴承研究”获成都市科技进步二等奖；主持“50MW蒸发冷却水轮发电机研制”项目，获中科院科技进步一等奖；负责“李家峡400MW蒸发冷却水轮发电机研制”项目，获国家科技进步二等奖。参与三峡机组研究与论证，获国家重大装备办公室颁发表彰奖。

能源是人类社会存在与发展的基石。人们在日常的生产和生活中，都离不开对能源的利用，对电力能源的利用更是当今社会不可缺的。

水能是蕴藏在江河中的宝贵能源。江河的水流来自于大自然中的降水，是天赐的资源，而且长流不息。修建水电站，利用江河的水流发电，不会消耗和污染水流本身，仅是将水流中蕴藏的能量转化为电能输送出去，供人类使用。同时，水库调节径流、绿化大地，使人与自然和谐发展。2100433B

《水力发电技术与工程》主要介绍水力发电的科学技术知识。书中分别对能源与环境、水力（能）资源、水力发电特点和电站类型等问题进行了论述，并对水电站水轮发电机组的安装、维护以及优化运行作了相关的介绍。为了便于读者了解水力发电的全过程，书中对水电站的水电设备结构作了相应的介绍，同时为便于读者阅读，书中还提供了80多幅插图，是一本难得的关于水力发电方面的科技读物。

《水力发电技术与工程》适合于水电建设部门的广大员工了解水力发电科技知识。也可以供水电站（电厂）和机组制造厂以及国家综合管理部门有关人员阅读、参考。同时也可供有关专业院校的师生参考。

前言

第1章 能源与环境

1.1 能源与能源分类

1.2 能源概况

1.3 能源与环境

第2章 水力（能）资源

2.1 水力资源总量估算

2.2 我国的水力资源

2.3 我国水力资源特点

第3章 水力发电的原理

3.1 水力的概念

3.2 功、位能（势能）和动能

3.3 功率

3.4 水力发电

第4章 小型水力发电

4.1 小型水力发电的定义

4.2 小型水力发电的作用和意义

4.3 小型水电站的特点

4.4 水电站主要系统的作用与要求

第5章 水力发电开发方式和电站类型

5.1 水资源综合利用规划

5.2 水力发电开发方式

5.3 水电站的类型

5.4 水力发电水能设计简述

第6章 水电站主要水工建筑物概述

6.1 水电站的总体布置

6.2 挡水和泄水建筑物

6.3 引水建筑物

6.4 水电站厂房

第7章 水电站主要机电设备

7.1 水轮机及其辅助设备

7.2 发电机及其辅助装置

7.3 电力变压器

7.4 电气主接线

第8章 水电站水轮发电机组安装概述

8.1 机组安装前的基本要求

8.2 水轮机安装要点

8.3 立式水轮发电机安装要点

8.4 卧式水轮发电机安装要点

第9章 水电站运行

9.1 水电站运行

9.2 水电站水轮发电机运行

9.3 水轮发电机组经济运行

9.4 水轮发电机组的事故

第10章 水电站水轮发电机组维护与检修

10.1 水轮发电机组使用和维护

10.2 水轮发电机组检修

参考文献

• 设立宗旨

水力发电科学技术奖是经国家科技奖励主管部门批准，由中国水力发电工程学会设立和承办、面向全国水力发电行业的科学技术奖。同时，为了表彰奖励在水力发电工程科学技术领域和生产一线取得突出成绩和重要贡献的工程师、科学家，下设子奖项 “潘家铮奖”和“水电英才奖”。

水力发电科学技术奖贯彻“尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造”的方针，鼓励团结协作、联合攻关，鼓励自主创新、攀登科学技术高峰，鼓励应用推广先进科学技术成果，促进科学研究、技术开发与水力发电生产建设、经济、社会发展的密切结合，促进科技成果商品化和产业化，加速水力发电科技创新与可持续性发展战略的实施 。

2010年11月25日，水力发电科学技术奖励委员会在北京召开会议，审议评定出2010年度水力发电科学技术奖拟授奖项目共39项 。

2018年9月25日，经第二届水力发电科学技术奖励委员会通过修订《水力发电科学技术奖励办法》 。

水力发电科学技术奖评选组织

• 组织机构

水力发电科学技术奖励委员会（以下简称“奖励委员会”）是水力发电科学技术奖的最高评审机构，奖励委员会下设水力发电科学技术奖励工作办公室（以下简称“奖励办公室”）。

奖励委员会实行聘任制，每届任期5年，由水力发电行业的专家和有关部门的领导组成。设主任委员1人、副主任委员1人、委员若干人。

奖励委员会主任委员和副主任委员由中国水力发电工程学会建议并商有关组织确定，委员人选商有关单位推荐提出，报中国水力发电工程学会常务理事会审议通过。奖励委员会委员在任期内遇有特殊情况，经原推荐单位或本人申请，可以报奖励委员会主任委员批准酌情调整。

奖励委员会的主要职责是：对奖励工作进行宏观管理和指导，制定、修订奖励办法，组建水力发电科学技术奖评审组和奖励办公室，审查批准评审组评审结果并授奖。

奖励委员会优选水力发电各相关专业的专家建立评审专家库，每年根据申报项目的专业特点，聘请其中部分专家组成评审组，评审组组长人选由奖励办公室提名，报奖励委员会主任委员批准。评审组按照科学、公正的原则，进行评审，评审结果报奖励委员会。

奖励办公室是水力发电科学技术奖的办事机构，在奖励委员会的领导下，承担水力发电奖的日常工作，包括组织申报、接受推荐、形式审查、组织评审、异议处理和公布结果等。

奖励办公室设在中国水力发电工程学会秘书处，办公室成员由中国水力发电工程学会提名，奖励委员会审查批准。

奖励办公室的工作人员应坚持廉洁公正、不徇私情、严格保密的工作原则，认真做好各项工作。

评审实行回避制度，当年申报项目的完成人或与申报项目有利害关系的人员，不得聘为评审专家 。

水力发电科学技术奖申报条件

• 申报与推荐

凡符合下列条件的科技成果，不受地区、部门和行业限制，均可申报水力发电科学技术奖：

（一）具有科技创新性：项目在科学技术方面有创新，有相当的技术难度，解决了水力发电发展中的热点、难点和关键技术问题，总体技术水平和主要技术经济指标达到同类技术或产品的先进水平。

（二）取得经济或社会效益：项目经过一年以上相应规模的实施应用，产生了相应的经济或社会效益，实现了科技创新的市场价值或社会价值，为水力发电发展做出了贡献。

经济效益系指已取得的直接累计净增经济效益和年平均净增经济效益。如净增产值，降低工程造价（以审定的预算为基础）和原材料消耗、节约能源，实际创收的利税额，以及提高产品质量、提高劳动生产率等，均以具体数字说明。如有间接或潜在的经济效益需另外列出，以供评审时参考。

社会效益一般是指在保证安全生产、改善劳动条件、消除公害污染、保护环境、减轻自然灾害、有利于生态平衡和促进社会发展等方面取得的效益。

（三）推动科技进步：项目具有相应的成熟程度和科技示范、带动、扩散能力，可提高水力发电的整体技术水平、竞争能力和系统创新能力，可促进产业结构的调整、优化、升级，对水力发电的发展具有推进作用。

（四）科技成果一般应进行相应的技术评价，且不存在成果权属、主要完成单位和主要完成人及其排序等方面的争议。

（五）多个单位共同完成的重大科技项目成果，原则上应按整体项目成果报奖。其中某子项成果单独报奖，需征得总项目主持者同意。总项目再报奖，应扣除已获奖的子项目。

（六）多个单位共同完成的科技成果，由第一完成单位（以技术评价证明为准）按要求进行申报。第一完成单位应在申报前与其它完成单位共同协商，对主要完成单位、主要完成人及其排序等取得一致意见，并在推荐书的主要完成单位栏内加盖各完成单位的公章，或附有能表明取得一致意见的传真、信函等证明文件。

（七）已推荐过或曾获过水力发电科学技术奖励的项目，如果在此后的研究开发活动中获得新的实质性进展，并符合本奖励办法有关规定条件的，可以按照规定的程序重新推荐；但连续两年参加评审未获奖的，如要继续推荐，须间隔一年后进行。

（八）同一技术内容不得在同一年度重复推荐参加水力发电科学技术奖不同奖励类别的评审。

但推荐重大工程项目奖励类别的，不影响其子项成果按照有关要求另行推荐其他奖励类别的评审。

• 水力发电科学技术奖的申报、推荐渠道

（一）凡申报水力发电科学技术奖的成果，须经具有推荐资格的单位（以下简称推荐单位）预审后择优推荐到奖励办公室；

（二）推荐单位有：中国水力发电工程学会的会员、省级学会及专业委员会，潘家铮水电科技基金的出资单位，具有水力发电专业学科的综合类大学和面向全国的科研单位，直接承担国家水力发电科研项目的单位，中国科协所属与水力发电行业关系较密切的其他全国性学会也可向中国水力发电工程学会推荐。

（三）推荐单位设有科学技术奖的，应从获本单位二等奖以上的成果中择优推荐。推荐单位未设科学技术奖的，应经同行专家（七名以上）评议后择优推荐。

（四）推荐单位认为某些专家参加评审可能影响评审公正的，可以要求其回避，但需在推荐时提供书面意见，说明理由，奖励办公室审定。每项推荐成果提出的回避专家不得超过3人。

申报、推荐水力发电科学技术奖应填写水力发电科学技术奖推荐书，并提供必要的证明、评价材料等附件。推荐书及有关材料应当完整、真实、可靠。

水力发电科学技术奖推荐书及其填写说明由奖励办公室统一制定，经奖励委员会批准后执行。

对同一个项目的授奖单位数和授奖人数实行限额。原则上一等奖项目授奖单位数不超过7个，授奖人数不超过15人；二等奖项目授奖单位数不超过5个，授奖人数不超过10人；三等奖项目授奖单位数不超过3个，授奖人数不超过7人。

特等奖项目的具体授奖单位数和授奖人数经评审组评审后，由奖励委员会确定。如确属联合攻关、多方协作的科技成果，可以申请受奖单位数或受奖人数适当增加，由奖励办公室审核后报奖励委员会批准。

符合本奖励办法第十五条规定的推荐单位，应当在规定的时间内向奖励办公室提交推荐书及相关材料。奖励办公室负责对推荐材料进行形式审查；对不符合规定的推荐材料，可以要求推荐单位在规定的时间内补正，逾期未补正或经补正后仍不符合要求的，可以不提交评审并退回推荐材料 。

水力发电科学技术奖评审授奖

• 水力发电科学技术奖的评审标准：

（一）技术开发与发明项目

技术上有重大创新或发明，形成了产业的主导技术或关键设备，对产业的技术进步和产业结构优化升级有重要作用，技术难度大，总体技术水平和主要技术经济指标达到国际先进水平，取得了重大的经济效益或社会效益，可评为一等奖。

技术上有较大创新，技术难度较大，研究开发的新技术、新产品，总体技术水平和主要技术经济指标达到国内领先水平，促进了传统产业或装备的技术改造，取得了显著的经济效益或社会效益，可评为二等奖。

在研究开发新技术、新产品过程中，解决了技术难点，技术上有明显进步或改进，促进了产品的升级换代，其总体技术水平和主要技术经济指标达到国内先进水平，取得了比较显著的经济效益或社会效益，可评为三等奖。

对原始性创新特别突出、主要技术经济指标显著优于国内外同类技术或者产品，并取得重大经济或者社会效益的特别重大的技术开发与发明，可以评为特等奖。

（二）应用推广先进科学技术项目

在应用、推广国内外已有先进科技成果中，结合本地实际、因地制宜，成果转化程度高、推广规模大，具有很强的示范推动作用，主要技术经济指标和综合性能达到国际先进水平，取得了重大的经济效益或社会效益，可评为一等奖。

在应用、推广国内外已有先进科技成果中，结合本地实际、因地制宜，成果的转化程度较高、推广规模较大，有较强的示范推动作用，或对已有科技成果进行中试、后续试验，开发形成了新技术、新产品等，主要技术经济指标和综合性能达到国内领先水平，取得了显著的经济效益或社会效益，可评为二等奖。

在应用、推广国内外已有先进科技成果中，对已有技术组装配套，成果具有一定的转化程度，有一定的示范推动作用，主要技术经济指标和综合性能达到国内先进水平，取得了比较显著的经济、社会效益，可评为三等奖。

（三）社会公益项目

科技创新程度很高或技术难度很大，总体技术水平达到和接近国际、或达到了国内同类技术的先进水平，实用化程度高或具有很大的推广应用前景，取得或具有重大经济或社会效益，对促进水力发电科技进步或社会和谐发展有重大作用的，可以评为一等奖；

科技创新程度较高或技术难度较大，总体技术水平达到国内同类技术的先进水平，实用化程度较高或具有较大的推广应用前景，取得或具有较大经济或社会效益，对促进水力发电科技进步或社会和谐发展有较大作用的，可以评为二等奖；

有一定的科技创新程度或技术难度，总体技术水平接近国内同类技术的先进水平，满足实用化要求或具有较大的推广应用前景，取得或具有较大的经济或社会效益，对促进水力发电科技进步或社会和谐发展有一定作用的，可以评为三等奖；

（四）重大工程项目

团结协作、联合攻关，在关键技术、系统集成和系统管理等方面有重大创新，工程复杂、技术难度大，总体技术水平、主要技术经济指标接近国际同类项目的先进水平，取得了重大的经济或社会效益，对解决同类工程项目的热点、难点和关键技术问题有很好的示范作用，对推动本领域的科技发展有重大意义的，可以评为一等奖；

团结协作、联合攻关，在关键技术、系统集成和系统管理等方面有较大创新，工程较复杂、技术难度较大，总体技术水平、主要技术经济指标达到了国内同类项目的先进水平，取得了较大的经济或社会效益，对解决同类工程项目的热点、难点和关键技术问题有较好的示范作用，对推动本领域的科技发展有较大意义的，可以评为二等奖；

团结协作、联合攻关，在关键技术、系统集成和系统管理等方面有一定创新，有一定工程复杂程度和技术难度，总体技术水平、主要技术经济指标达到国内同类项目的先进水平，取得了一定的经济或社会效益，对解决同类工程项目的热点、难点和关键技术问题有一定的示范作用，对推动本领域的科技发展有一定意义的，可以评为三等奖。

对于技术创新性特别突出、经济效益或者社会效益特别显著、推动行业科技进步作用特别明显的项目，可以评为特等奖。

• 评审与授奖

水力发电科学技术奖评审原则和方式：

水力发电科学技术奖按照科学、公平公正的原则，依据评审标准，采用形式审查、函审评审、专业组评审、奖励委员会评审的评审方式。

水力发电科学技术奖的评审程序：

（一）奖励办公室接受推荐并进行形式审查，通过形式审查的成果由奖励办公室根据项目的专业特点进行分类。

（二）函审专家依据评审标准独立进行评审，每一类项目函审评审的专家一般不少于五位。

（三）奖励办公室按照函审专家的评审意见对每一类项目进行整理，成立评审组。评审组组长人选报奖励委员会主任委员批准，评审组成员不少于9人，每一类项目的函审专家至少1人作为评审组成员。

（四）召开评审组评审会议，通过成果介绍、专家评议、综合打分、以记名投票表决产生评审结果。评审组的各等奖项须三分之二（含）及以上专家赞成方为有效。

（五）召开奖励委员会评审会议，审定评审组提交的评审结果。会议以记名投票表决产生评审结果，有三分之二（含）及以上委员参会，会议表决结果有效。奖励委员会有权否决评审组的评审结果，有权裁定对获奖项目的异议。评审组评审结果中的一等奖项目须在奖励委员会评审会议上进行成果介绍和答疑。一等奖须三分之二（含）及以上到会专家赞成，二、三等奖须二分之一（含）及以上到会专家赞成方为有效。评审组提出的免奖成果原则上不再审议。

（六）奖励办公室向社会公示获奖成果，接受异议投诉，调查协调，进行异议处理。

（七）奖励委员对异议处理结果进行复议裁决。

奖励委员会在项目异议处理后作出的获奖项目及其奖励等级的决议为最终结论，由中国水力发电工程学会（奖励办公室）负责发布奖励通报，并负责向获奖项目的第一完成单位发放获奖证书及拨付获奖项目奖金。

水力发电科学技术奖获奖证书同时盖用 “中国水力发电工程学会”和“水力发电科学技术奖励委员会”印章。

奖励委员会及评审组的评审委员或专家以及相关的工作人员应当对候选人和候选单位所完成项目的技术内容及评审情况严格保守秘密。

• 异议及处理

水力发电科学技术奖接受社会的监督。水力发电科学技术奖的评审工作实行异议制度。

拟授奖项目的相关信息通过中国水力发电工程学会网站等媒体向社会公示，公示期为30天。任何单位或个人对拟授奖项目及其候选单位、候选人持有异议的，应当在公示期内向奖励办公室署名书面提出，并提供必要的证明文件；单位异议要加盖公章，个人异议要署真名；逾期且无正当理由或匿名异议的，不予受理。异议者姓名需要保密的，应在异议材料中注明。

异议分为实质性异议和非实质性异议。凡对涉及候选项目的创新性、先进性、实用性等，以及推荐书填写不实所提的异议为实质性异议；对候选人、候选单位及其排序的异议，为非实质性异议。

推荐单位及项目的完成人和完成单位对评审等级的意见，不属于异议范围。

实质性异议由奖励办公室分别会同申报单位和异议投诉者协商处理。涉及异议的任何一方应积极配合，在规定的时间内核实异议材料，如期做出答复。必要时奖励办公室可组织有关专家进行调查，提出处理意见，由奖励委员会裁定。

非实质性异议由推荐单位负责协调，提出初步处理意见报送奖励办公室审核。如在规定时间内未完成协调，则取消成果获奖资格。

奖励办公室向奖励委员会报告异议核实情况及处理意见，提请奖励委员会决定，并将决定意见通知涉及异议的各方。

剽窃、侵夺他人科学技术成果的，或以其他不正当手段骗取奖励的，由奖励办公室报奖励委员会批准后撤销其奖励 。