大型汽轮发电机组轴系具有多转子、长跨度、高质量的特点,其良好的动力特性是电厂安全、稳定生产的前提。在汽轮发电机组转子与支撑系统动力特性的分析方法中,实验室模拟需要建立对象的实物比例模型,该方法针对性强,但周期长、成本高,不能普适;传递矩阵法采用集总参数很难反映实际中设备的分布质量和分布转动惯量;现场试验的机会少、成本高、风险大;而如果采用三维有限元计算模型去分析则可以克服其他方法的缺陷。因此,需要探索汽轮发电机组转子与支撑系统三维几何建模方法,并根据其有限元动力特性分析的结论来指导汽轮发电机组转子与支撑系统的动力特性试验、机组的运行、结构的优化与设计。本文针对国产600MW汽轮发电机组的转子、轴系及其支撑系统,建立其实际尺寸的三维模型,并采用有限元方法对其动力特性进行分析,设计试验方案对支撑系统进行现场模态试验。首先,根据动力学原理简化汽轮机叶片建立适于有限元计算的三维模型,提出了一种汽轮机叶片简化方法。运用Algor有限元软件对该机组各转子及轴系进行了动力特性分析。研究结果表明:该机组轴系的各阶模态频率值有按照各单转子各阶模态频率值由小到大顺序排列、各阶模态振型相对应的分布趋势;该机组的各转子及轴系的固有频率均满足远离工作频率的要求。然后,对该机组的支撑系统进行动力学特性分析。研究结果表明,支撑系统的各阶模态频率分布密集,且在工作转速内模态数较多;考虑轴系的质量和刚度的情况下支撑系统模态频率会有所降低,基础结构弹性对轴系模态频率的影响可以忽略;汽轮机正常工作状态下,基础支撑结构振动最大的位置最有可能出现在基础的二层平台和凝汽器之间的剪力墙;该基础结构满足动规的设计要求,在机组启动升速过程中,基础顶板上2、3、4、5号轴承坐落位置的振动相对较大且趋势一致,1、7、8号轴承位置振动最小。最后,根据实验室设备条件以及现场试验条件设计出简化的模态试验方案,并对支撑系统进行模态试验。试验结果表明,机组正常工作时不会与基础运行平台产生共振,基础运行平台的振型主要表现为上下摆动或扭摆振动。在汽轮发电机支撑系统结构的现场模态试验中为了能够有效地激起结构的低阶模态,需要采用大激励源和灵敏度较高的拾振器。