为保证轴流汽轮机的动静元件在运行中不发生碰磨,设计时会在动叶叶顶和汽缸内壁之间留有一定的间隙。因此,动叶叶顶存在间隙泄漏流动,泄漏引起的泄漏涡与主流的掺混作用所造成的损失已经成为提高汽轮机的气动性能和效率必须要解决的关键问题。目前,对10万千瓦等级的大功率工业汽轮机而言,尚没有准确计算其叶顶泄漏损失的模型,这已经影响到该等级工业汽轮机的效率核算和性能评估；并因此降低了我国同类型产品在国际市场的竞争力,成为更高等级工业汽轮机设计与开发的瓶颈。为了准确评价该等级工业汽轮机末几级的级性能,并探究末几级叶顶泄漏的特点,本文依据杭州汽轮动力集团有限公司提供的某大功率工业汽轮机末三级叶片数据和设计参数,建立了末三级联算的计算模型,首先选用平衡两相湿蒸汽模型,对三级主流道内和间隙内部的流动进行了数值模拟研究,详细分析了间隙泄漏流动的形成和发展,充分阐述了间隙泄漏流动和主流之间的相互作用。其次对不同进口流量工况进行了数值计算,对比了不同工况下汽轮机末三级的性能,并分析了不同进口流量对末三级流动以及对叶顶间隙泄漏量的影响。然后在设计工况下,改变末三级动叶叶顶间隙值,探究不同叶项间隙值与汽轮机级性能之间的相互关系,分析了不同间隙下,泄漏流动和主流之间的关系。分析了动叶叶顶间隙变化和轴向间隙变化对末三级性能参数的影响,提供了一种末三级性能参数随末三级动叶叶顶间隙变化的关系式拟合方法,并拟合了多变效率以及末三级动叶叶顶泄漏量与末三级动叶叶顶间隙的关系式,之后对结果进行误差分析,证明关系式具有较高的可信度。最后分别采用单纯考虑叶片转动,单向流固耦合和双向流固耦合方法对动叶进行径向变形计算,并在计算中考虑因动叶径向变形导致叶顶间隙减小带来的影响,对比分析了采用不同的固体变形计算方法时,叶片在高速转动的情况下的径向伸长量,并分析了叶顶径向伸长量和末三级的性能参数的关系。本文研究的结论可为今后该等级的工业汽轮机进一步的市场开拓提供一定的理论支撑,同时也为更高等级的工业透平的研发奠定理论基础。