材料锻造，且精加工后与轮盘焊接后整体数控加工成型。同时，对斗叶进行喷涂处理。
1.2.2 主轴。水轮机主轴采用20SiMn锻制而成，采用中空结构，外法兰形式，主轴上端法兰与发电机轴下法兰直接连接，与转轮采用带液压预紧螺栓的摩擦连接形式。
1.2.3 水导轴承及主轴密封。水导轴承采用稀油润滑的巴氏合金瓦衬的自润滑轴承，由楔形调整块的分块瓦和可拆卸的轴承体组成。水轮机水导轴承冷却方式采用内循环布置。轴承润滑采用ISOVG-46号汽轮机油。主轴密封装置仅在水轮机有压运行时自动投入，在正常运行时（无压运行）能自动切除。主轴密封材料采用进口高分子材料。主轴密封冷却水水源取自消防用水。
1.2.4 水轮机机壳。机壳采用型号为Q235-B的普通制造钢材料。采用焊接结构，机壳上部设有機壳盖，机壳盖用螺栓固定在机壳上，并有顶起机壳盖的专用螺孔，机壳盖上装有水导轴承支座。机壳下缘和最高尾水位之间留有必要的通气高度，在机壳上开设有供转轮下拆的运输通道。
1.2.5 配水环管。配水环管采用焊接性能好的Q500D钢板制成，分6段运输到工地，在工地现场组合焊接完成，并经探伤合格后，进行强度水压试验，试验压力为11.25MPa。在配水环管的最低处开设有孔径为100mm的排水孔。
1.2.6 喷嘴总成。喷嘴总成由喷管、喷针、喷针头、折向器、喷针接力器及折向器接力器等组成。喷管采用直流内控式，控制机构设在喷管内。各喷嘴和各折向器之间没有杠杆联系，全部采用油压直接控制，正常工作油压等级为6.3MPa。喷针、喷嘴口环采用X-3CrNiMo13-4材质制造。
1.2.7 压气及补气装置。压气及补气装置由8根集气管和2台鼓风机组成。8根集气管连接于机壳和尾水支洞挡气坎之间，用于回收被水流带走的空气，其中2根尺寸为Φ280mm×16.6mm，另外6根尺寸为Φ400mm×23.7mm。2台鼓风机用于在尾水支洞水位较高时进行强迫补气压水，鼓风机设计风量为3 600m3/h，风压为300mbar。
1.3 发电机主要结构特点
发电机为三相凸极同步交流发电机，采用立轴悬式结构，采用密闭循环空气冷却。接线方式为Y型接线。发电机的具体构件分析如下所示。
1.3.1 定子。定子包括定子机座、铁芯和绕组等主要部件。定子机座分4瓣，采用上、下环板的钢板焊接结构，下环板安装于定子基础板上。定子铁芯采用0.5mm厚的进口低损耗、无时效、高导磁系数、机械性能优良的硅钢片叠压而成，铁芯全长2 188mm，内径5 950mm。定子绕组采用星形连接，所有接头和连接应采用中频银铜焊工艺。定子机座在现场进行组焊，定子铁芯叠片在安装时进行，绕组下线在机坑进行。
1.3.2 转子。发电机转子由主轴、支架、磁轭和磁极等组成。主轴采用20SiMn锻钢制成，上端装有集电环，下端与水轮机主轴连接。支架为圆盘式焊接结构。磁轭采用优质高强度钢板冲片叠压而成，沿轴向均匀设有通风沟。磁轭与转子支架间的连接采用径向和切向组合键连接，并采用热打键的方式，在磁轭压板的下方设有可拆卸的多块制动环。磁极铁芯用WDER450优质高强度薄钢板叠压而成，用拉紧螺杆把合成整体，采用T尾结构与磁轭相连。
1.3.3 推力轴承及导轴承。推力轴承及上、下导轴承均采用内循环冷却方式，在油槽内部设有高效油冷却器。推力轴承和上导轴承采用分开式结构。推力轴承瓦采用巴氏合金瓦，巴氏合金瓦采用S275J0+N材料。上、下导轴承为油浸式自循环钨金分块型瓦可调式结构。
1.3.4 上、下机架。上机架采用辐射型支臂结构，设有8条工字型支臂，中心体与支臂采用焊接连接，支臂外端与混凝土之间设有千斤顶。下机架也采用辐射型支臂结构，设有6条工字型支臂，下机架可通过定子铁芯整体吊出。
1.3.5 通风冷却系统。发电机采用由上、下盖板和上、下挡风板形成的双路无风扇全封闭径向通风系统。在定子机座外圆均匀布置8个空气冷却器。
1.3.6 制动顶起系统。发电机采用电气和机械两种制动方式，两种制动方式可配合使用，也可单独使用。两套装置配合使用时，当机组转速下降到80%额定转速时，电气制动停机装置投入;当机组转速下降到10%额定转速时，机械制动停机装置投入，全部制动停机时间为5～6min，制动气压约为0.7MPa。制动器可兼作转子顶起装置，顶起装置工作油压为9.5MPa。
1.3.7 灭火装置。发电机采用气体（CO2）灭火系统，每台机配1套发电机CO2灭火装置（包括储气瓶及瓶架等）。CO2灭火设计为全淹没系统，设计浓度为58%。为维持CO2灭火浓度，保证灭火质量，每组设两套管路：一套是紧急灭火释放CO2;另一套是维持和补充CO2。在机坑里装设烟雾信号和感温探测器，当两者同时动作方可向发电机送气。在每台机组的发电机机墩风罩上设有2个机械式泄压口，当机墩内外压力差达到（1.1±0.1）kPa时，泄压口自动打开泄压。
2 进水球阀
水轮机进水阀选用QF618-WY-220型卧轴液控双密封球阀，公称直径2.2m，设计压力7.65MPa，设计流量35.0m3/s，开启时间50～120s（可调），关闭时间50～120s（可调），操作油压为6.3MPa。水轮机进水球阀具有如下特点。
①阀体采用ZG20Mn铸钢材料，阀体外部有活门位置指示器，阀体底部设有排污管。上、下游法兰面设O型密封圈。
②活门采用铸钢制造，一只阀轴与活门铸成一体，另一只阀轴用锻钢制成，螺钉把合。支承活门的轴承内装有自润滑轴承，阀轴与轴承和轴端密封贴合的表面采用不锈钢衬套。
③进水阀上游侧设有上游连接短管，材质为Q500D，上游端与压力钢管采用焊接连接，下游端与阀体法兰采用螺栓连接。进水阀下游侧设有伸缩节，伸缩节为套筒式，伸缩量为30mm，上游端与阀体法兰采用螺栓连接，下游端与配水环管进口法兰采用螺栓连接。在上游连接短管和下游伸缩节上设有旁通管路和差压控制器，用于对配水环管进行充水和平压，旁通阀采用油压操作针形阀（具有减压作用）。
④球阀上游侧设检修密封，下游侧设工作密封。球阀上、下游的不锈钢活动密封环设在阀壳上，活动密封环由ASTM A743CrCA-6NM不銹钢制成。球阀密封环采用水压操作，水源来自上游压力钢管。检修密封装有可靠的手动机械锁锭装置。
⑤球阀液压油系统为独立系统。压力油源由油泵组、压力油罐、回油箱、管路、漏油箱、阀门、表计、自动化元件及附件等组成。油压装置型号为YZ-10.0-6.3。
3 调速系统
调速系统由机械液压柜、微机电器柜、油压装置及管路等组成，机械液压柜与回油箱组成一个整体。压力油罐采用地面式安装，布置在母线层楼板上;回油箱采用悬挂式安装，悬挂于母线层楼板上。调速器型号为CJWT-6/6-6.3，采用六喷六折冲击式水轮机专用调速器，操作油压为6.3MPa。调速器油压装置型号为YZ-6.0-6.3。
调速器液压系统采用全液控伺服比例阀电液随动系统，以进口德国REXROH比例阀作为电液转换元件，实现对喷针接力器和折向器接力器的开启和关闭。调速系统同时配置有一套纯机械过速保护装置，通过油路串接在紧急停机电磁阀的油路上。调速器测速信号采用齿盘测速及残压测速两路输入。
4 厂内起重设备
4.1 主厂房桥机
主厂房内机组安装检修的最重起吊部件为发电机转子，重量约为360t，加上吊具和平衡梁，最大起吊重量约为390t，选用2台200/50t电动双梁单小车桥式起重机，跨度为25m。
4.2 GIS室桥机
在主变洞GIS室内设有1台16t电动单梁桥式起重机，跨度为16.5m。
5 辅助设备系统
5.1 技术供水系统
技术供水系统供水对象包括发电机推力轴承、上导轴承、下导轴承、水轮机导轴承油冷却器、发电机空冷器、主轴密封和主变冷却器等，每台机组设备总用水量（主变压器正常运行）为805.8m3/h。
技术供水系统采用密闭循环供水方式，每台机组供水系统由2台卧式离心泵（1主1备，流量为915m3/h，扬程为38m）、1台立式离心泵（流量为60m3/h，扬程为8m）、20台尾水冷却器、1个容积为1.0m3的膨胀补水箱、各种阀门自动化仪表及相关管路等组成。冷却水通过机组各冷却器后，经回水总管流经布置于尾水支洞中的尾水冷却器，利用尾水进行热交换，降低冷却水温度，再通过卧式离心泵加压送至机组各用水设备。整个管路系统的充水、补水由设置在高处的膨胀补水箱来完成。膨胀补水箱的水来自于经过处理的厂外高位水池的清洁水，因此，该系统可有效防止管道堵塞、结垢、腐蚀和水生物滋生。
考虑到主变压器存在空载运行和正常运行两种工况，因此，在系统中增加了1台流量较小的立式离心泵，用于主变在空载运行时的供水。主轴密封材料采用进口高分子材料，在水轮机尾水压水运行时能自动投入，在正常运行时（无压运行）能自动切除。主轴密封供水主水源取自厂外高位水池，备用水源取自消防供水环管，采用自流供水方式，在取水管路上并联设2台高精度滤水器，以确保密封用水的清洁度。
5.2 检修渗漏排水系统
5.2.1 检修排水系统。检修排水系统分为机组检修、压力钢管检修、尾水支洞及尾水主洞检修等工况。当机组进行大修时，关闭进水球阀，通过配水环管进口的排水阀将其中的积水排至尾水中，可进行喷嘴及其附件的检修工作。本电站输水系统采用一管四机的布置方式，在1#机和8#机进水球阀前设有排水口，排水出口设有检修球阀和ERHARD针阀。当压力管道进行检修时，通过该针阀能将积水排至尾水。尾水支洞的检修通过移动潜水泵（流量为230m3/h，扬程为18m）来完成，关闭尾水支洞闸门，将移动潜水泵放入尾水支洞中，通过管路抽排至尾水主洞中。尾水主洞的检修与尾水支洞的检修共用移动潜水泵，关闭尾水主洞闸门，将移动潜水泵放入尾水主洞中，通过管路抽排至尾水。
5.2.2 渗漏排水系统。渗漏排水系统主要用于排除地下围岩及厂房各层渗漏水、设备及管件渗漏水、滤水器排放的污水等。在主厂房球阀层安装间部位设有渗漏集水井，设置8台长轴深井泵，其中4台长轴深井泵的流量为135m3/h，扬程为11m，用于排水至尾水支洞闸门外;另外4台长轴深井泵的流量为135m3/h，扬程为21m，用于排水至尾水主洞闸门外。为节省能源，一般情况下仅前4台泵工作，把水排至5#机尾水支洞闸门外即可。当下游河道水位较高或尾水主洞检修时，再启用后4台扬程较高的水泵，将水直接排至尾水主洞闸门处。长轴深井泵投入的数量根据集水井内水位控制。
5.3 压缩空气系统
5.3.1 中压压缩空气系统。中压压缩空气系统主要供调速器和进水球阀油压装置用气，供气压力为6.3MPa。本系统采用单元式供气方式，即每台机组的调速器油压装置及进水球阀油压装置分别配备一套组合式空气压缩机组（包括2台Q=0.82m3/min、PN=7.0MPa的中压空压机，1个V=0.3m3、PN=7.0MPa的卧式储气罐，1台Q=0.85m3/min、PN=7.0MPa的冷冻式干燥机和1个Q=1.0m3/min、PN=7.0MPa的管道空气过滤器）。2台空压机互为备用，由卧式储气罐上的压力信号器自动控制。
5.3.2 低壓压缩空气系统。低压压缩空气系统主要供机组制动和检修吹扫用气，供气压力为0.7MPa。为确保供气的可靠性，本系统制动用气和检修吹扫用气分开设置，制动供气系统设有2台Q=3.34m3/min、PN=0.85MPa的低压空压机和1个V=6.0m3、PN=0.85MPa的储气罐;检修吹扫用气设有1台Q=3.34m3/min、PN=0.85MPa的低压空压机和1个V=6.0m3、PN=0.85MPa的储气罐。制动供气总管和检修吹扫供气总管之间相互连通并装有单向逆止阀，检修储气罐可向制动储气罐进行供气，但制动储气罐不可以向检修储气罐供气。
5.4 油系统
5.4.1 透平油系统。透平油系统主要供机组轴承润滑用油、调速系统和进水阀操作用油，1台机组总用油量约14.3m3。透平油系统设备分两处布置，厂外透平油库室设有1只15m3的净油罐、1只15m3运行油罐、1台聚结分离式净化装置、1台精密滤油机和2台移动油泵，厂内水轮机层安装间透平油室设有2台移动油泵和1个容量为0.5m3的移动式油罐。厂外和厂内透平油室之间设有1辆容积为3m3的油罐车。
5.4.2 绝缘油系统。绝缘油系统主要供变压器绝缘和散热用。绝缘油系统设有2台真空抽气机组、2台移动油泵、2台真空滤油机和1台油水分离设备（用于处理主变事故油池的污水）。
5.5 消防供水系统
5.5.1 消防供水对象。消防供水系统主要供24台单向变压器消防用水及厂内外建筑消防用水。主变压器采用水喷雾系统灭火，每台单向变压器设有1只雨淋阀，布置在主变室，每台单向变压器四周设有固定水雾喷头和感温、感烟探测装置。发生火灾时，可自动或手动开启雨淋阀喷雾灭火，灭火延续时间为24min。在进厂交通洞靠近4#主变地面下设有一个容积约为180m3的事故油池。主变事故时，将主变的油和消防用水排至事故油池，采用油水分离设备进行处理回收，以满足环保要求。厂内外建筑消防用水主要是主厂房发电机层、母线层和水轮机层以及GIS室、主变室和中控楼的室内消火栓用水，以及中控楼和出现场的室外消火栓用水。
5.5.2 消防水源。本电站在厂外700m高程处设有2个200m3的消防水池，消防水池的水源有2个，一是井水，另外一个是尾水（备用水源）。水源井一共有2口，设有2台井用潜水泵。备用水源泵房内也设有2台井用潜水泵。从消防水池引2根DN200的管子通向主厂房，在进入主厂房后形成消防供水环管，同时引1根DN150的管子通向中控楼，向中控楼的消火栓供水。
6 结语
厄瓜多尔可卡可多辛克雷尔水电站采用高水头六喷嘴水斗式水轮发电机组，配有完善的辅助设备系统，在尾水压水运行、发电机二氧化碳灭火系统等方面设计具有一定的特殊性。同时，对枢纽区域的泥沙监测也采用了相应的技术手段。通过精心设计，为业主提供了一个安全、优质的工程[2]。
参考文献：
[1]郭喜兵，李仕宏.天花板水电站水力机械设计[J].水力发电，2011（6）：82-84.
[2]郑莉玲，毛艳艳，李红帅，等.石门坎水电站水力机械设计[J].云南水力发电，2011（6）：57-59.
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