工业汽轮机在我国的能源和工业生产中使用广泛，因此工业汽轮机的研发和应用占有十分重要的地位。本文研究的对象为杭州汽轮机有限公司生产的600MW电站给水泵汽轮机，该机型目前在国内市场上应用广泛，占有率很高。但是随着汽轮机设计技术水平的不断提高，该产品已显示出设计技术老化，热效率偏低，竞争力不强的弱点。因此对其进行对其进行技术改进，可以带来一定的经济效益的同时也可以带来很好的环境效益和社会效益。 本文研究的内容为汽轮机头部的气动性能，利用Pro／E，ICEM-CFD及STAR-CD软件对汽轮机头部流场建立一个三维的数值模拟计算平台。对内部流场进行数值模拟，并详细分析内部流场的气动性能，提出改进结构设计的建议和方法。 针对数值模拟分析过程中发现的问题，本文对汽轮机头部阀门进行了分析改进，改善了内部气动性能。本文对汽轮机调节级的结构设计进行了初步探讨，分析了影响叶栅气动性能的主要因素。使用NUMECA软件包的Design3D模块对动静叶片进行改进设计，尝试以改变叶片型线的方法来减少叶片的型面损失为主，从而到提高叶栅气动性能。并运用子午面收缩静叶栅的设计技术改善静叶的气动性能。通过对改进方案进行数值计算，结果表明，对调节级的改进效果明显，单级效率提高了1.57个百分点。 本文的研究工作在一定程度上为汽轮机头部流场分析和阀门、调节级设计提供了建设性的意见，所尝试的调节级叶片改进设计方法可以为汽轮机叶片设计研发缩短研制周期，提高效率，节约成本。