汽轮机启动时，汽缸内蒸汽温度急剧上升，使汽缸内外壁产生较大温度差，此时热应力也很大，当超过金属热应力时，就会产生永久变形或发生裂纹。由于汽缸法兰厚度比汽缸厚，因此热应力影响更大。另外，汽缸螺栓的受热是法兰传递的。法兰温度总比螺栓温度高，这样也就使螺栓受到附加热应力，如果附加热应力超过螺栓的极限强度时，就会有被拉断的危险。
热应力一般与加热速度有关，在中低压汽轮机上一般采用控制加热速度，也就是控制启动暖机时间来解决。在高压高温汽轮机中，一般装有法兰及螺栓加热装置，使汽缸、法兰及螺栓尽可能地均匀加热。