中国很多轴流定桨式水电站,在枯水期因流量过小无法发电而被迫停机弃水.该项研究希冀通过另外装备一个与现有机组过流通道及转速兼容的、适用于枯水期小流量的低比转速轴流定桨式转轮来解决这一问题.由于轴流定桨式水轮机容量较小,其在特定条件下的减容改造问题不易引起有关部门的重视,因而这项工作在国内外很少有人从事.由于设计条件的特殊性,在研究设计方法过程中,论文基于传统设计理论,对引用的一些基本规律做了一定改进,在具体设计过程中,对经验参数的选择方法做了一定探索,研究与探索运用奇点分布法设计低比转速轴流式转轮叶片;传统的设计工作全部由人工完成,无法满足当今社会科技生产发展的需要,因此论文开发了一套具有人机对话界面良好特点的低比转速轴流式转轮CAD软件.论文的主要内容有:1)深入分析很多轴流定桨式水电站枯水季节小流量下不能发电的主要原因,提出减容改造方案,并指出超常规条件下的改造设计特点.2)结合国情及行业发展需要,参考现有资料、文献和前人的研究成果,进行低比转速轴流式转轮叶片水力设计方法的研究,对轴流式转轮叶片的奇点分布法水力设计进行了全面的探索,结合现代计算机技术,找到了一种针对特殊条件的轴流式转轮叶片水力设计方法.3)仔细比较多种AutoCAD二次开发工具后,结合该课题的特点,选用Visual Basic语言,综合应用软件工程的设计思想,进行低比转速轴流式转轮叶片水力设计软件的编制,为系统设计了直观、简洁和标准的Windows人机对话界面,便于用户操作;编程时在考虑到设计条件特殊性的同时,尽量做到程序的通用性,使之可用于解决同一类问题;另外,大部分程序还可移植到普通轴流式转轮叶片水力设计中,具有良好的适应性.4)利用ActiveX Automation技术与AutoCAD接口,对AutoCAD进行二次开发,在AutoCAD下实现水力图的自动生成和编辑,直至输出符合实际工程要求的木模图.5)通过算例,为多哇水电站设计了一个低比转速轴流定桨式转轮,解决其在枯水期小流量下不能发电的问题.