进入新世纪,石油、天然气、煤炭等化石燃料储量急剧减少,据《BP世界能源统计年鉴2016》(BP World Energy Statistics 2016)中的资料显示,近年来,能源供给呈现多样化,技术的进步支撑了可再生能源的强劲发展,石油、天然气在2015年均有可观增长,而煤炭经历了有史以来最大规模减产,其在一次能源中占比已降到2005年以来最低值。与煤炭等不可再生资源相比,我国水电资源丰富。在10m水头左右的水力资源占到总可开发资源的5%,我国适用于贯流式水轮机机组的潜能巨大,贯流式水轮机适用范围广,经济可靠,获得了市场的青睐。然而,目前设计的贯流式试验装置已经无法满足水力开发所要求的安全、可靠、经济运行的需要,亟需提出新的设计结构和改进措施,从而满足水力开发对试验装置的要求。本文中以白河水电站水力流道单线为基础,研制全新的贯流式水轮机试验模型装置。首先完成试验模型装置总体设计,并利用有限元计算对装置进行整体计算,优化关键部件结构形式,通过不同结构形式对模型装置结构优缺点进行对比分析,确定模型装置的结构。由于贯流泡体内空间狭小、联动机构结构复杂,故整体设计采用全3D设计,虚拟安装,充分考虑各部件的安装空间。其次,利用静压经典公式分析试验装置关键设备静压轴承工作过程中的载荷,确定静压轴承结构。分析轴承使用中出现失稳的原因,并对轴承安装调试过程中出现的问题进行探讨。最后,在哈尔滨大电机研究所水轮机室高水头水力试验台进行了模型装置的安装、调试及试验。在试验过程中,对比了国外相同转轮的试验数据,通过试验数据的对比分析,新设计的模型装置在稳定性、可靠性上与国外同类型装置一致,且安装调整优于国外装置,满足了水力开发的需求,文中的设计思路与计算方法也可对其它类似结构具有借鉴作用。