近日，由电建水电开发公司雅甘凉片区牵头，联合西华大学、四川德阳东航电站设备有限公司共同研发的“中型混流式水轮机转轮适应性精准修型关键技术”，已在工程实践中实现核心突破。该项目此前先后荣获2024年四川省总工会职工“五小”活动优秀成果奖、中国电建科学技术奖三等奖，成为水电行业技术创新与基层实践深度融合的典型范例。

作为水电站核心部件，混流式水轮机转轮长期处于高水头、大流量工况运行，易受水动力载荷、空化侵蚀及交变应力影响，出现叶片裂纹、掉块等结构失效问题。传统修复中，堆焊补强易导致叶片型线变形、水力性能受损，整体更换则面临成本高昂、停机周期长的困境，行业亟需一套兼顾“性能保持、强度提升、成本可控”的优化方案。

2021年11月至2023年12月，研发团队针对这一行业痛点开展专项研究，围绕“水力性能与结构强度协同提升”核心目标，构建多学科协同技术体系，形成三项关键创新：开发瞬态多工况流固耦合仿真模型，破解传统稳态分析无法捕捉交变载荷下结构动态响应的难题。通过融合计算流体力学与有限元分析技术，覆盖最优工况、额定水头超负荷、高水头部分负荷及低水头大出力四类典型工况，大幅提升转轮设计验证的准确性与可靠性。同时引入“效率-应力”双目标权重函数，突破单一目标优化局限，在保障水力性能的同时，针对性改善叶片应力分布，为转轮优化设计提供全新路径。团队还首创叶片适应性修型理念，将叶片局部非均匀梯度增厚技术与转轮出口流线型三角块增强工艺结合——叶片增厚区域最大增厚6mm以降低应力集中系数，转轮出口通过激光熔覆技术实现三角块高精度焊接，形成“性能-强度”双保障体系。

从工程应用成效来看，该技术在雅甘凉片区运营的五一桥水电站落地后表现突出：优化后的转轮运行一年，振动幅值降低37%，噪声级下降5分贝；水力性能保持优异，单位流量偏差小于0.53升每秒，效率波动小于0.15%；结构强度显著提升，叶片最大等效应力从158兆帕降至113兆帕，降幅达28.3%，疲劳寿命延长至原设计的1.8倍。

经济价值层面，该技术性价比优势明显：单台转轮改造成本仅98万元，仅为新购转轮成本的32.7%，且单台机组年发电量提升1.2%。目前技术已在五一桥公司其他机组推广，预计年增发电收益超500万元；同时非计划停机减少80%，运维成本降低30%，全生命周期效益显著。此外，该技术还可拓展至海水抽蓄机组、潮汐能装置等新型清洁能源装备，为水电行业智能化升级及“双碳”目标实现提供技术支撑，未来有望在国内80%中高水头混流式水电站推广应用。

精准修型技术为中高水头电站注入科创动能

（责任编辑：刘开燕）