为降低火电厂锅炉给水循环系统的电能消耗，提高火力发电厂机组的总效率，一般200MW以上级机组利用主汽轮机的中间级抽汽作为汽源，驱动给水泵汽轮机工作。相对主汽轮机而言，给水泵汽轮机又称为小汽机。小汽机的排汽管系统是其重要的组成部分。本文试图总结小汽机排汽管系统膨胀节设计选型的要点；建立AJNSYS有限元实体管路模型，进行计算分析研究。并对现阶段，小汽机排汽管系统的各种常规受力分析方法进行了对比分析，指出它们的优势及不足。通过研究表明，应用曲管压力平衡型膨胀节来解决小汽机排汽管系统的柔性设计是一种常规且行之有效的途径；采用有限元实体建模的方法则能够准确找到结构设计中的薄弱环节，便于采取恰当措施加强管道系统。本课题采取了一种简便的加强方式，并对加强前后管路系统的计算结果进行了详细的对比分析，说明这种加强方式的可行性。实体模型的接口受力计算结果倾向于保守，但更具可信度。本文对小汽机排汽管道系统的研究，已成功应用于内蒙某电厂的小汽机排汽管道设计中，并推广应用于一般机组的小汽机排汽管道结构设计中。采用加强方式的排汽管道，提高了安全性：采用有限元整体建模分析方法对其他复杂管系的设计分析同样具有参考价值。