随着世界能源形势的日趋紧张，利用废水发电成为解决能源危机的有效方式。槽道水轮机是实现废水发电的关键设备，它安装在废水槽道内，具有水头低，流量大的特点。目前已有的水轮机能适应较低水头的并不多，而且均需要依据水轮机设计流道，在已有废水槽道内的性能却尚无专门研究，国内外也没有成型的设计方法。本文以渤海湾某电站废水发电可行性论证为工程背景，选取了几种较为合适的母型，基于 CFD数值分析软件 CFX分析比较了几种母型在槽道中的性能，选出了最合适的母型，并依据本槽道的特点进行了方案设计，最后对设计方案的性能进行了详细分析。　　本文主要研究内容包括：　　（1）详细的总结了各种水轮机的工作原理，确定了贯流式水轮机、水平轴潮流水轮机、垂直轴潮流水轮机适合废水槽道；（2）基于 CFD数值分析方法，对三种水轮机进行数值模拟，并从功率和效率、空化性能、所受载荷三个方面分析比较，确定了以贯流式水轮机为母型的转轮最适合废水发电；（3）应用升力设计法，针对渤海湾电站废水槽道，进行了水轮机的设计和优化，验证了升力设计法应用于槽道水轮机设计的可行性；（4）分析了影响槽道水轮机性能的特征参数，提出了槽道水轮机性能曲线的组成，并绘出了已设计的水轮机在不同工况下的特性曲线；（5）在数值模拟中加入空化模型，分析了额定流量下空化对槽道水轮机效率及功率的影响；（6）利用Ansys-Workbench软件实现单向流固耦合，校核了水轮机叶片在最大流量下的强度，验证了在最大流量下其结构强度符合要求。　　本文对用于废水发电的槽道水轮机进行了初步研究，为今后分析设计此类水轮机提供参考。