近年来,发电企业不断扩大电网装机容量,高参数大容量汽轮机组被广泛投入。高参数、大容量超超临界汽轮机组成为必然发展趋势,其具有进汽参数高,污染小、热耗低、热效率高等特点,而机组安全及稳定运行是保证其高效发电的前提,转子的寿命及安全运行是机组运行的关键,因此汽轮机转子寿命的评估研究具有重要的理论意义与工程价值。汽轮机转子寿命损伤主要是与其运行工况恶劣、运行人员技术水平参差不齐、产品加工质量等有直接关系。本文从汽轮机转子设计的角度出发,通过对汽轮机转子设计工况下的冷态启动、温态启动、热态启动及额定运行寿命限值的低周疲劳寿命及蠕变变形寿命的核算,对转子整个服役期内的寿命损伤进行评估,同时,在现有额定运行寿命的范围内最大限度挖掘转子材料潜能,提出转子结构优化方法及优化方案,在保障机组额定运行寿命的基础上,最大限度发挥汽轮机组效率,提高机组经济性。本文以某型国产汽轮机组高压转子为研究对象,通过大型商用有限元分析软件ABAQUS为平台,以实际转子为模型建立高压转子有限元模型,基于热力学理论中蒸汽与转子表面间的换热计算,得到转子温度场;根据转子实际运行情况,近似真实模拟转子运行环境,分别得到转子稳态应力场、20W小时下蠕变应变及转子启-停机过程中的转子瞬态过程受力情况。基于Manson-Coffin理论及蠕变应变寿命损伤理论对高压转子危险截面进行了寿命评估,同时提出一种基于计算机辅助应力优化方法,提出高压转子优化结构,并核算该转子在额定运行寿命范围的寿命损耗,大大提升机组运行寿命。此评估寿命的方法可应用于其他机组转子结构设计及转子寿命评估,为后续机组实现快速启停机及变负荷运行提供安全保障。