工业汽轮机的特点是功能需求多样化,需要根据用户的特殊需求进行非标准设计和制造。工业汽轮机根据工作原理有冲动式和反动式之分,我国的反动式工业汽轮机采用了静体部分的积木块技术与通流部分的CAD相结合的引进设计技术,其产品的性能和质量已经达到了国际先进水平;而冲动式工业汽轮机为各厂家自行设计,其设计规范没有反动式汽轮机那样严密的系列化和模块化,其设计热力设计程序,无法达到反动式那样的集成程度,存在着需要输入的参数过多、通用性不强、用户界面不友好等一些问题。针对当前国内冲动式工业汽轮机热力计算软件存在的这些问题,本文在对汽轮机热力和强度计算的原理方法进行总结和研究的基础上,研究开发一套方便且快速地实现冲动式工业汽轮机热力和强度计算的计算系统,系统研究的主要内容如下:(1)研究了冲动式工业汽轮机热力和强度计算算法。文中重点分析了供热抽汽机组新机型热力设计中各级段设计流量的确定原则,并给出了计算模型;研究了汽轮机变工况热力核算中采用的逆顺序混合算法的原理和优点,总结了超音速级的变工况热力核算算法,并结合有关资料对算法进行改进,提高了计算的精度,而且有利于计算程序的收敛。(2)以面向对象的模块化建模方法对冲动式工业汽轮机热力和强度计算系统进行开发。本文对凝汽式、背压式、抽凝式和抽背式等多种不同类型工业汽轮机的热力和强度计算流程特点进行分析,将计算系统进行模块化分解,然后运用面向对象的C++编程技术编制程序模块,并建立一套模块自动连接组合系统,从而使计算系统能满足多种不同类型工业汽轮机的热力和强度计算需求。(3)将工业汽轮机热力计算和零件强度计算两种功能集成到了一个平台上,零件强度计算为工业汽轮机新机型热力设计和变工况运行提供一个安全检验的平台。同时,强度计算系统也可作为一个独立的模块,对没有经过热力计算的机组也可进行零件强度计算。(4)使用数据库对计算资料进行统一管理。系统将汽轮机通流部分数据资料,材料性能数据资料,计算中常用的曲线和图表等存储在数据库源工程Access数据库中,进行了统一的管理。(5)介绍了面向对象的软件测试方法的原理、模型,并在该方法的指导之下,对计算系统进行类和方法测试、类簇测试和系统测试等不同层级的测试。最后给出在系统测试中的几个应用实例,测试结果表明,计算系统达到了预期的功能要求。