伴随着现代工业近几十年来的发展,传统蒸汽轮机技术在世界各个国家也随之快速发展,总体上向大容量、高参数、更高功率的方向发展。与此同时,日益增长的能源需求导致化石能源的日趋紧张,在能源供给的不确定性以及各国未找到替代性、可持续能源资源的大背景下,如何不断提高能源利用率也越来越受到人们的重视。为了充分利用原有资源,以最小的代价对某多级背压式汽轮机进行改造。现利旧原汽轮机的汽缸和基座,更换转子以适应运行工况及负荷变化需求,以满足增加蒸汽流量,提高蒸汽压力和温度的新运行工况。然而当入口处蒸汽参数提高,势必会造成汽缸产生的热应力和形变较原蒸汽参数条件下的增大,而利旧汽缸能否稳定可靠地在新工况下运行成为该汽轮机改造的关键因素之一。计算机仿真技术的飞速发展,有限元理论的完善成型,一些有限元数值方法被广泛的应用于汽轮机的设计制造中,设计周期较短,设计成本低,随着仿真精度的不断提高,主要应用于产品的开发、寿命的评估等领域,也为本课题的展开提供了技术支持。本课题以某多级背压式汽轮机汽缸为研究对象,采用有限元技术作为主要的研究方法,选择建模软件SolidWorks以及有限元分析平台ANSYS Workbench作为主要的研究工具,通过建立汽轮机汽缸的几何模型、有限元模型,利用多物理场热固耦合法模拟出汽缸在新的正常工况以及水压试验校核工况下的温度场,应力场以及位移场,针对汽缸的刚度强度以及汽缸中分面处螺栓法兰连接处的接触压力做主要研究,精确掌握应力的分布规律,中分面压力分布的具体情况以及汽缸各方向的位移。对该利旧汽缸在新工况下的气密性能做出判断,为其利旧改造提供理论依据。本文在对汽缸进行气密性校核的同时,不仅充分考虑缸体连接处螺栓预紧力的真实情况,另外也对汽缸进行了强度校核以及中分面处的压力判定。充分考虑汽缸各级各腔室的位移量,为轴向动静间隙提供了先行数据。比较全面综合的对该汽缸做出了气密性判断,对汽轮机汽缸气密性的判断具有一定参考价值。