汽封是汽轮机等透平机械减少漏汽(气)损失、提高能量转换效率的关键部件,且随着汽轮机向着大容量高参数的方向发展,对机组的可靠性和经济性提出了更高的要求。因此,开发先进汽封、减少漏汽损失和提高汽封使用寿命,正成为大型汽轮机组进一步提高效率需要攻克的重大课题。减小汽封间隙是减少汽轮机漏汽损失的有效措施,但由于电站汽轮机的超大尺寸,在汽轮机启停机过程中,由于汽缸和转子的温度场不均匀、上下汽缸温差过大而产生热变形,转子过临界转速时振幅增大以及汽缸和转子对中不准等因素的影响,汽封齿容易与转子发生碰磨,损坏汽封齿并伤及转轴,所以减小间隙在工程上存在困难。本文以减少汽封流量系数、延长汽封使用寿命为目标,在全面分析与总结现有密封技术的基础上,确定了工作的两个主要方面：一是在汽封段轴向长度一定的条件下,利用FLUENT软件对传统迷宫式汽封进行结构参数优化,主要包括加密齿数、优化齿形、调整汽封槽高宽比等,并结合汽封内部流场对数值模拟结果进行分析：二是针对可变间隙汽封(技术)在使用中存在偏斜、弹簧可靠性不高等问题,建立了可变间隙汽封的力学模型,分析了作用在汽封弧段上的力的关系,并使用FLUENT软件研究了负荷变化、汽封倾斜角度变化对其受力的影响,最后提出了一些改进设计的建议。迷宫式汽封的数值模拟结果表明：现有的高低齿汽封和平齿汽封均可通过适当加密齿数来减少汽封漏汽量；尖齿的密封效果比平齿尖要好,但是齿尖切得太薄容易被磨损；须合理选取汽封槽高宽比,否则漏汽量将增大。可变间隙汽封的受力分析及数值模拟结果表明：高压缸中使用的弹簧受力及刚度较大,须增大弹簧丝直径、减小弹簧旋绕比,并采用性能更好的材料；包括可变间隙汽封在内的弧块式汽封,对称型式的汽封弧段在周围蒸汽力作用下会发生偏斜,合理设计结构参数可使汽封弧段所受合力矩为零；现有可变间隙汽封在低负荷闭合并不合理,可通过在汽封体上开孔使汽封在中高负荷范围闭合；通过外部汽源提供压力更高的蒸汽可使可变间隙汽封应用于汽轮机低压部分。本文所取得的成果为汽封改造提供了参考,具备一定的实用价值。