1、成果简介 抽水蓄能电站水泵水轮机兼具水头高、工况转换频繁、双向水流等特性，转轮是水泵水轮机最核心的部件，承担着能量转化的关键作用，其性能的优劣决定着电站经济效益。目前抽水蓄能电站转轮面临的主要问题包括：（1）空化现象导致水力机械性能下降，严重的甚至出现裂纹、孔洞、空蚀等情况；（2）空泡的发生和溃灭导致水力机械内部流场产生湍流并引起较强的压力脉动，对机组稳定运行构成威胁。 围绕上述问题，本项目在抽水蓄能电站水泵水轮机转轮空化特性、振动特性、国产化改造和应用方面的研究取得系列成果。项目研究成果在沙河电站抽水蓄能机组转轮国产化改造中应用实践，改造后机组新转轮具有宽广的高效区，良好的空化性能及优秀的稳定性指标，电站转换效率提升约1.29%；彻底消除转轮裂纹隐患，保障机组安全稳定运行；机组振动、摆度等主要运行参数得到大幅改善，运行品质大幅提升，实现了水泵水轮机长期连续安全稳定运行，提高了电站综合经济效益。 由江苏省电机工程学会组织的鉴定委员会认为：项目是纯进口机组转轮首次完成国产化改造及应用，项目成果整体技术达到国内领先水平，在同时改善空化性能、提升机组效率、提高机组运行稳定性等方面达到国际先进水平。 2、主要创新点 本项目在抽水蓄能电站水泵水轮机转轮空化特性、振动特性、国产化改造和应用方面的研究取得系列创新成果如下： 【创新点（1）】提出转轮改造创新设计方案，在不调整其他过流部件的前提下，改变转轮进水边位置，扩大进口面积，降低流速，优化水泵进水边厚度变化规律，适当增加头部厚度，提高局部低压，改善空化性能，提升水轮机工况“S”特性余量及泵工况驼峰裕度，实践应用后解决了转轮空化性能较差的问题，有效消除了转轮裂纹形成条件。 旁证材料：论文2篇，专利1项（ZL202220565504.8） 【创新点（2）】提出了转轮水力优化设计，通过调整水泵工况转轮进水边叶片角度，增加轴面宽度，减少水泵出水边直径，优化后转轮适应水泵来流角度，减小局部冲击，减小叶轮与导叶的动静干涉，降低导叶后转轮前的无叶区压力脉动，提高机组运行的稳定性，在提升机组效率的同时，大幅减少机组运行振动、摆度数值。 旁证材料：论文3篇，专利1项（ZL20232060785210） 【创新点（3）】优化了机组转轮-水机轴相连方式，提出创新设计的轴传扭、销定位、螺栓连接方法，应用后能够有效保障转轮安装质量及安全性，避免了对大轴进行大量配合机加工。 旁证材料：专利1项（ZL202220568273.6）。