1.1 叶片叶型
向家坝水轮机具有单机容量大、过机水流含有一定的泥沙、高水头运行时间长、水头变幅适中的特点，在叶型选择时应考虑上述特点，保证在整个水头和出力变化范围内有良好的效率和运行稳定性，特别是高水头小开度区的运行稳定性。
传统的、常规的水轮机叶片都是正倾角叶片，在许多大型工程实践中被证明是可靠的和有效的。而叶片进水边前倾的负倾角叶片（又称X形叶片）可减少叶片进水边背面的脱流，能较好地适应水头变化和负荷变化。特别是高水头部分负荷时，由于靠近下环处的流速变低，压力上升，从而获得较大的空蚀余量；从上冠到下环的压力分布越均匀，获得的无叶道涡裕量也越大，因而运行稳定性得到很好的改善。三峡电站为适应大水头变幅，国内专家组曾对常规正倾角叶片和负倾角叶片的各项特性作过详细的比较分析，认为负倾角叶片具有流速、压力分布均匀，尾水管中心涡带较小的优势，对保证水头变幅大的电站机组在整个运行范围内保持相对高效稳定运行有良好的效果。
图1 正负倾角叶片原理比较图
两种型式的叶片比较见图1和图2，下环正面、背面沿流道压力分布比较见图3和图4。
图2 正负倾角叶片实物比较图
图3 正负倾角叶片背面压力分布图
经CFD分析和模型试验表明，两种型式叶片的水力性能特点比较见表1。
表1 正负倾角叶片水力性能比较表
由表1可知，负倾角叶片转轮的水力稳定性、抗空蚀能力、抗泥沙磨损能力、加权平均效率等性能均优于传统的正倾角叶片转轮。
X形叶片转轮在国内大朝山、棉花滩及最近投产的三峡电站均已采用，大朝山、棉花滩均出现过叶片裂纹等现象，三峡刚投产且运行水头不高，尚有待进一步观察。国内哈尔滨、东方两大厂家推荐向家坝的模型转轮有常规叶片，但更倾向于采用X形叶片。
因此向家坝水电站转轮叶片型式目前推荐采用负倾角，下一阶段将根据三峡机组的实际运行情况，再作进一步的分析研究。
图4 下环正、背面压力分布