2.2 水轮机模型转轮初选
根据龙口水电站水轮机比转速范围要求，对国内比较适用的模型转轮进行计算，通过能量特性、空化性能等参数的比较，适合龙口水电站的部分模型转轮及其真机主要参数见表2。
表2 模型转轮及真机主要参数表
续表
表2中，与ZZ450转轮相比，JK608转轮参数水平低、转轮直径大、转速低、空蚀性能较差，用于本电站将增加土建投资；D51转轮参数水平与ZZ450相当，但效率偏低，空化性能略差。通过综合比较，初步选用ZZ450模型转轮作为龙口水电站模型转轮参数研究的基础转轮，最终模型转轮性能应不低于ZZ450的参数水平。
近年来黄河干流开发建设的低水头电站较多，20世纪60～80年代建设的低水头电站均装设轴流转桨式机组，如青铜峡、天桥、三门峡和八盘峡等，20世纪90年代以后，随着贯流式水轮机设计制造技术的日趋成熟，有些低水头电站采用贯流式水轮机，如尼那、沙坡头等。由于轴流转桨式水轮机设计技术、制造工艺成熟，运行稳定性好，具有丰富的运行经验，大部分低水头电站仍采用轴流转桨式机组，如苏只、大峡、小峡、西霞院等，此外，八盘峡、天桥、三门峡水电站也进行了扩机和改造，应用了许多新技术，采用了参数水平较高的转轮。20世纪90年代以来黄河干流已建、在建和改造的装设轴流转桨式机组的电站水轮机主要参数见表3。
由表3可知，黄河干流装设轴流转桨式机组的电站额定水头均较低，单机容量最大为75MW，水轮机均为合资厂设计制造。其中三门峡1号机改造较特殊，利用原来的金属蜗壳和尾水管，转轮采用7叶片，转轮室为半球形，导叶相对高度b0/D1为0.34，轮毂比d B/D1较大，达到0.53，单位流量Q′10为0.75m3/s，空蚀性能较好。其他电站水轮机模型转轮参数范围如下：
20世纪90年代以来，我国水利水电工程蓬勃发展，为国家建设、人民生活输送了源源不断的清洁能源。开发西部、西电东送的战略举措更使西南水电开发蒸蒸日上，陆续建设了许多大中型水电工程，其中装设轴流转桨式机组的大中型电站水轮机主要参数见表4。
表4中，乐滩电站水轮机是近年来继葛洲坝之后国内制造的转轮直径最大的水轮机。它的直径达到10.4m，模型水轮机最优效率达到93.1%，尾水管相对高度达2.87，额定工况点的模型空化系数达0.8，其他电站水轮机模型转轮参数范围如下：
轴流转桨式水轮机设计制造技术成熟，制造厂根据电站运行条件完全有能力开发性能优良的转轮，龙口水电站水轮机模型转轮流道控制参数、能量指标参数均可以达到目前国内较先进水平，主要问题是模型空化系数和尾水管相对高度，这两个参数决定尾水管底板高程，即开挖深度。
一般轴流转桨式水轮机临界空化系数较大，从而使吸出高度较小，尾水管底板高程降低，厂房开挖量较大，土建投资增加。尾水管底板高程取决于吸出高度和尾水管的深度，保证一定的吸出高度是防止翼型空蚀的必要条件，关系到机组稳定运行和使用寿命，而在一定范围内，尾水管深度的增加将有助于提高水轮机效率。龙口水电站河床高程860m，增加尾水管深度不仅增加土建工程量，更主要的是尾水管上翘角度太大，影响流道布置和出流。所以，减少吸出高度是非常必要的，但是必须是在具有足够安全系数、不发生空化的条件下。此外在保证不影响水轮机效率，且能够安全稳定运行的条件下，尽量降低尾水管高度，从而抬高尾水管底板高程。
根据预测的龙口水电站水轮机比转速，各制造厂的复询结果，参考国内近年来轴流转桨式水轮机模型转轮参数水平，经过统计分析预测龙口水电站水轮机模型转轮参数如下：
