Nhiệt học Chênh lệch mở rộng đề cập đến sự giãn nở tương đối của trục so với xi-lanh. Nếu độ giãn nở của xi-lanh nhỏ hơn đáng kể so với độ giãn nở của trục tại điểm này, thì chênh lệch giãn nở nhiệt chưa chắc đã chuyển sang các giá trị dương. Nếu các thông số của tổ máy không thay đổi và tải ổn định, chênh lệch giãn nở nhiệt cũng như dịch chuyển dọc trục sẽ không thay đổi. Trong quá trình khởi động/tắt máy và khi các thông số hơi thay đổi, chênh lệch giãn nở sẽ biến đổi. Dịch chuyển dọc trục cũng sẽ thay đổi do sự thay đổi tải. Những thay đổi trong dịch chuyển dọc trục trong quá trình vận hành tất yếu sẽ gây ra những thay đổi trong chênh lệch giãn nở.
Sự chênh lệch giãn nở, trong đó rô-to tuabin giãn nở nhiều hơn xi-lanh, được gọi là Chênh lệch mở rộng tích cực. Khi xi lanh giãn nở nhiều hơn rôto, sự chênh lệch về độ giãn nở được gọi là Chênh lệch giãn nở âm tính .
Các giá trị chênh lệch mở rộng là các thông số vận hành quan trọng. Nếu độ chênh lệch vượt quá giới hạn, hệ thống bảo vệ nhiệt sẽ kích hoạt để ngắt nguồn điện của thiết bị chính, ngăn ngừa hư hỏng do va chạm giữa các bộ phận quay và bộ phận đứng yên.
Trong quá trình khởi động, các thiết bị gia nhiệt thường kiểm soát sự giãn nở của xi-lanh, trong khi sự giãn nở của rô-to chủ yếu được điều chỉnh bởi nhiệt độ và lưu lượng hơi vào tuabin, cùng với nhiệt độ và lưu lượng hơi qua phớt trục. Thông thường, chênh lệch giãn nở sẽ tăng lên trong quá trình khởi động. Khi ngừng hoạt động tuabin, khi tải và tốc độ giảm xuống, rô-to nguội nhanh hơn xi-lanh, dẫn đến chênh lệch giãn nở thường phát triển theo hướng âm. Hiệu ứng này đặc biệt rõ rệt trong trường hợp dừng máy theo thông số trượt. Trong những trường hợp như vậy, cần sử dụng các thiết bị gia nhiệt hơi để đưa hơi làm mát vào áo xi-lanh và các khe hở ở mặt bích nhằm tránh việc bảo vệ chống chênh lệch giãn nở tác động.
Trong các máy phát điện tuabin hơi, sự sụt áp xảy ra giữa áp suất hơi phía trước và phía sau các cánh quạt chuyển động do hơi thực hiện công bên trong các cánh quạt và do rò rỉ hơi qua các khe hở của phớt ngăn hơi. Sự sụt áp này tạo ra một lực đẩy dọc trục tác dụng lên rotor tuabin theo hướng dòng chảy của hơi, dẫn đến hiện tượng dịch chuyển dọc trục. Nếu độ dịch chuyển dọc trục vượt quá khoảng cách tối thiểu giữa các bộ phận chuyển động và cố định của tuabin, các bộ phận cố định và quay sẽ va chạm với nhau và bị hư hỏng. Độ dịch chuyển dọc trục tăng cao làm nhiệt độ ổ đỡ lực đẩy tăng quá mức, dẫn đến cháy carbon và rung lắc nghiêm trọng trong tổ máy. Do đó, việc dừng máy khẩn cấp là bắt buộc; nếu không, hậu quả nghiêm trọng sẽ xảy ra.
