热的 扩张差异 指的是轴与汽缸相比的相对膨胀量。如果此时汽缸的膨胀量明显小于轴的膨胀量，热膨胀差值未必会向正值方向变化。若机组参数保持不变且负荷稳定，则热膨胀差值和轴向位移将不会发生变化。在机组启停过程中以及蒸汽参数发生变化时，膨胀差值会随之波动。此外，由于负荷变化，轴向位移也会发生改变。运行期间轴向位移的变化必然会导致膨胀差值的相应变化。
汽轮机转子膨胀大于汽缸的膨胀差称为 正向膨胀差。 当气缸的膨胀量大于转子时，这种膨胀差异被称为： 负膨胀差 .
膨胀差值 是关键运行参数。如果差值超出限制，热保护装置将启动并跳闸主机组，以防止旋转部件与静止部件之间发生碰撞损坏。
在启动过程中，加热装置通常控制汽缸的膨胀，而转子的膨胀则主要由汽轮机进汽温度和流量，以及轴封蒸汽的温度和流量来调节。启动期间，胀差一般会增大。在汽轮机停机过程中，随着负荷和转速的降低，转子的冷却速度比汽缸快，导致胀差通常向负方向发展。这种效应在滑参数停机时尤为明显。在这种情况下，必须启用蒸汽加热装置，向汽缸外罩和法兰通道内注入冷却蒸汽，以防止胀差保护动作跳闸。
在汽轮发电机中，由于蒸汽在动叶片内做功以及蒸汽通过隔板汽封间隙泄漏，导致动叶片上下游的蒸汽压力之间产生压降。这一压降会在汽轮机转子上形成一个沿蒸汽流动方向的轴向推力，从而引起轴向位移。如果轴向位移超过汽轮机动静部件之间的最小间隙，静止部件与旋转部件就会发生碰撞并受损。轴向位移增大还会使推力轴承温度过高，进而导致碳刷烧毁，并引发机组严重振动。因此，必须立即进行紧急停机；否则将造成严重后果。
