分布式发电因其节能、高效的优势已在电能市场中占据日益重要的地位。在国外一些发达国家，以微型燃气轮机为核心的冷热电联供系统已经获得了飞速发展。在中国，无论是日渐强大的国防军事还是不断提高的生活要求，均为微型燃气轮机技术的发展创造了很大的市场。而向心透平是微型燃气轮机的核心做功部件，其性能好坏直接决定了微型燃气轮机技术指标的高低。本文针对某冷热电三联供系统中的微型燃气轮机，展开了高膨胀比、小流量、高效率向心透平的气动设计。通过Fortran编程进行一维计算，在CFturbo中完成气动设计及三维造型，并利用CFX软件进行数值计算和验证分析。对设计得到的局部进气向心透平，改变其叶轮中动叶的相对周向位置进行性能分析，得到静叶与动叶的最优周向定位。文中研究了当蜗壳与导向器叶片进气扇区的相对位置不同、局部进气度e改变，及变工况下局部进气向心透平整体性能的变化，并深入分析了叶顶间隙对向心透平性能的影响。结果表明：设计得到的局部进气向心透平效率为77.29%，达到课题要求；在不同的动叶周向位置下，透平效率最大值比最小值高出了1.52个百分点。局部进气向心透平中，动叶周期性地流经进气、非进气扇区，叶轮入口存在明显的周向压力梯度，但出口的流场和压力则趋于均匀，且随着部分进气度的增大透平流量和输出功率也增加。顶部间隙泄漏流使得局部进气向心透平的流场结构变得更加复杂，泄漏涡在各进气通道内经历了不同的形成和发展过程，当间隙高度增大时，透平的功率和效率线性下降。随着膨胀比的增大，透平的流量和输出功率线性增大，效率在最佳膨胀比时达到极大值，且当转速增大时，最佳膨胀比向较高值移动；在设计转速下，透平效率在整个膨胀比研究范围内都能够保持在70%以上。