水泵水轮机 在一个旋转方向作水轮机运行、在相反的旋转方向作水泵运行的水力机械。上述两种运行工况下水轮机转动方向相反，水流方向也相反，故又称可逆式水轮机。
水泵水轮机类型 水泵水轮机为现代抽水蓄能电站应用最广泛的机型，可分为混流式、贯流式、斜流式和轴流式。斜流式水泵水轮机主要应用于150m以下水头变化幅度较大的工程；轴流式水泵水轮机应用较少；贯流式水泵水轮机适用于潮汐电站等水头较低的场合（一般不超过20m）；混流式水泵水轮机应用最普遍，在水头30～800m的范围内均适用，又可分为单级式与多级式（参见抽水蓄能机组）。
单级式水泵水轮机应用最普遍，其结构与常规水轮机基本相同。离心泵和水轮机虽都可反向旋转，但前者反向旋转时效率性能明显优于后者，故水泵水轮机转轮形状更接近于离心泵的叶轮，其转轮直径比相同水头和额定转速下的常规水轮机转轮直径要大30％～40％，叶片数少一半以上，高压边高度也要小些。
多级式水泵水轮机转轮由2～6级叶轮组成，每级叶轮的工作水头不超过200～300m，降低了制造难度，适用于水头800m以上的抽水蓄能电站。最高扬程达1265m，为意大利埃多洛抽水蓄能电站的5级水泵水轮机，单机容量128MW。多级水泵水轮机不能调整出力，不适应现代电力系统对抽水蓄能机组灵活性的要求，应用已越来越少。两级水泵水轮机虽可调节，但技术复杂，造价高。法国1982年在勒特吕埃尔抽水蓄能电站安装了1台单机出力38MW、最高扬程443m的试验机组。
单级水泵水轮机的特点 大型抽水蓄能电站均向高水头发展。高水头混流式水泵水轮机的构造和特性基本与常规混流式水轮机相同，但也有某些差别，主要包括：①转轮。要适应抽水和发电两种工况，形状与离心泵更相似。转轮外形扁平，叶片数少（6～9片）。②导叶。为适应双向高速水流状态，叶形近似为对称，在满足强度要求下，厚度尽可能小，长度不宜过大。③蜗壳。断面选取应满足水轮机和水泵两种工况的要求。④尾水管。水泵工况要求在水轮机进口前有更大程度的收缩，保证流态均匀。⑤座环。与蜗壳的连接部位主要有蝶形边和平行式，现在平行式使用较多。⑥顶盖、底环。高水头要求结构有更大的强度和刚度，现在多采用箱形结构，厚度较大。⑦导水机构。对结构的刚度和强度要求高。也有采用单元式接力器的。⑧转轮拆卸方式。大型机组有3种方式，即下拆（如广蓄一期工程）、中拆（如天荒坪电站）和上拆（如十三陵电站），各有其优缺点。
水泵水轮机发展趋势
（1）高水头。随着机组工作水头的提高，水头变幅相对值往往减小，水泵水轮机可在较优效率区工作；相应同样的加工难度，可以生产更大容量的机组；在同样功率条件下，引用流量减少，机组尺寸随之减小，上下水库库容和坝体体积、输水管道和厂房尺寸都可减小，使机电设备和土建投资降低。以日本葛野川抽水蓄能电站最大扬程778m为最高。在建的美国希望山抽水蓄能电站最大扬程可达810m。中国抽水蓄能电站建设起步较晚，但发展很快，1998年建成的天荒坪抽水蓄能电站，最大扬程614m。
（2）大容量。随着电力系统规模日益扩大及大型核电站和火电站的建设，抽水蓄能电站采用更大单机容量的机组，以减少机组台数，降低造价，简化操作。以日本单级水泵水轮机单机出力的发展过程为例，20世纪80年代以前，单机出力很少超过300 MW；90年代后，单机出力几乎都在300 MW以上，葛野川抽水蓄能电站机组单机出力412 MW；在建的神流川抽水蓄能电站机组单机出力将达463 MW。
（3）高转速。为适应高水头化的发展趋势，可以采用较大的转轮直径或较高的转速，而提高转速明显有利。因此，应尽量采用高的比转速。
（4）变转速。当转速固定时，水力机械的效率随水头变化而不同。当水头变幅大时，水轮机尤其是水泵的效率降低较大。进入21世纪后，采用变频交流励磁的变转速抽水蓄能机组发展较快。通过改变转速，不仅能适应更大的水头范围，提高效率，减少振动、空蚀和泥沙磨损，改善水泵水轮机的性能；而且可实现有功功率的高速（几十毫秒级）调节，以及抽水工况下的频率调节，更好地满足电力系统对抽水蓄能机组灵活性的要求。
