ТУРБИННОЕ УСТРОЙСТВО

1. Способ преобразования газотурбинного двигателя (37) в турбинный двигатель с комбинированным газовым и паровым турбинным устройством (33), при этом газотурбинный двигатель (37) содержит:
компрессор (45),
камеру (43) сгорания, которая снабжается воздухом из компрессора (45),
компрессорную турбину (31) и
силовую турбину (41),
причем компрессорная турбина (31) приводит в действие компрессор (45), а силовая турбина (41) обеспечивает выходную мощность, при этом компрессорной турбиной (31) является газовая турбина, содержащая множество газовых ступеней (G),
отличающийся тем, что он включает этап
замены компрессорной турбины (31) турбинным устройством (33), которое включает в себя газотурбинную часть (2) и паротурбинную часть (4), причем газотурбинная часть (2) и паротурбинная часть (4) турбинного устройства (33) расположены концентрически,
при этом количество ступеней (G) газотурбинной части (2) в турбинном устройстве (33) выбирают меньшим, чем количество ступеней (G) заменяемой компрессорной турбины (31),
причем количество ступеней (S) в паротурбинной части (4) превышает количество ступеней (G) в газотурбинной части (2), содержащейся в турбинном устройстве (33).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что компрессорная турбина (31) изначально содержит две газовые ступени (G), причем после преобразования компрессорная турбина (33) содержит одну газовую ступень (G) и три паровые ступени (S).
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из паровых ступеней расположена аксиально перед входом газотурбинной части (2), обеспечивая более высокое давление на входе паротурбинной части (4), чем давление на входе газотурбинной части (2).
4. Турбинная роторная лопатка (7, 17) для турбинного устройства (1), содержащего газотурбинную часть (2) и концентрически расположенную паротурбинную часть (4), отличающаяся тем, что она содержит каналы (101, 103), которые выполнены с возможностью направления пара из паротурбинной части (4) в газотурбинную часть (2) и обратно в паротурбинную часть (4) в роторной лопатке (7, 17).
5. Турбинная лопатка по п.4, отличающаяся тем, что каналы (101, 103) содержат, по меньшей мере, один наружный канал (101), который проходит из паротурбинной части (4) в газотурбинную часть (2), и множество внутренних каналов (103), которые проходят из газотурбинной части (2) в паротурбинную часть (4).
6. Турбинная статорная лопатка (9, 19) для турбинного устройства (1), содержащего наружную газотурбинную часть (2), концентрически расположенную внутреннюю паротурбинную часть (4), и парогенератор, отличающаяся тем, что она содержит паровой канал (201), который выполнен с возможностью направления пара из парогенератора в паротурбинную часть (4) через газотурбинную часть (2).
7. Турбинная лопатка (7, 17, 9, 19) для турбинного устройства (1), содержащего наружную газотурбинную часть (2) и концентрически расположенную внутреннюю паротурбинную часть (4), при этом паротурбинная часть (4) окружает ступицу (205) турбинного устройства (1), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит воздушный канал (203), который выполнен с возможностью направления воздуха от ступицы (205) в газотурбинную часть (2) через паротурбинную часть (4).
8. Лопатка по п.7, отличающаяся тем, что воздушный канал (203) заканчивается во множестве щелей (209), расположенных на задней кромке турбинной лопатки.
9. Турбинное устройство (1), содержащее
газотурбинную часть (2),
концентрически расположенную паротурбинную часть (4) и
роторные лопатки (17) паровой турбины и роторные лопатки (7) газовой турбины, которые проходят от ступицы турбины устройства (1) через паротурбинную часть (4) и через газотурбинную часть (2), отличающееся тем, что оно содержит
разделительную перегородку (301), которая отделяет газотурбинную часть (2) от паротурбинной части (4),
причем роторные лопатки (7) газовой турбины прикреплены к разделительной перегородке (301), так что центробежные силы, вызываемые вращением ступицы и, таким образом, роторных лопаток (7) газовой турбины, частично воспринимаются и уравновешиваются разделительной перегородкой (301).
10. Турбинное устройство (1), содержащее
газотурбинную часть (2),
концентрически расположенную паротурбинную часть (4) и
роторные лопатки (17) паровой турбины и роторные лопатки (7) газовой турбины, которые проходят от ступицы турбины устройства (1) через паротурбинную часть (4) и через газотурбинную часть (2), отличающееся тем, что
роторные лопатки (17) паровой турбины и роторные лопатки (7) газовой турбины имеют разные поперечные сечения, причем поперечное сечение роторных лопаток (17) паровой турбины и поперечное сечение роторных лопаток (7) газовой турбины оптимизированы для потока газа в газотурбинной части (2).
11. Турбинное устройство по п.10, отличающееся тем, что каждая роторная лопатка (17) паровой турбины разделена на первую и вторую части (17а, 17b) роторной лопатки, причем в роторной лопатке (17) образован проточный канал (403).
12. Турбинное устройство по п.10, отличающееся тем, что роторные лопатки (17а, 17b, 17с) паровой турбины имеют меньшее поперечное сечение, чем роторные лопатки (7) газовой турбины, обеспечивая размещение большего количества роторных лопаток (17а, 17b, 17с) паровой турбины, чем роторных лопаток (7) газовой турбины.
13. Способ регулирования турбинного двигателя, содержащего:
компрессор (45), камеру (43) сгорания, компрессорную турбину (31) и силовую турбину (41),
причем компрессорной турбиной (31) и/или силовой турбиной (41) является турбинное устройство (1), которое содержит газотурбинную часть (2) и концентрически расположенную паротурбинную часть (4), а также роторные лопатки (7, 17) и статорные лопатки (9, 19) с каналами (13) для текучей среды, и
парогенератор (51), который генерирует пар для каналов (13) для текучей среды, чтобы охлаждать лопатки (7, 17, 9, 19) и приводить в действие паротурбинную часть (4),
отличающийся тем, что во время запуска, т.е. перед тем, как парогенератор (51) подает достаточный пар для охлаждения лопаток (7, 17, 9, 19), сжатый воздух из компрессора (45) направляют в лопатки (7, 17, 9, 19) турбинного устройства (1), чтобы предотвратить перегрев.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что во время останова подачу пара в паротурбинную часть (4) турбинного устройства (1) прерывают, чтобы предотвратить превышение допустимой скорости турбины, и направляют относительно малое количество воздуха из компрессора (45) в паротурбинную часть (4) турбинного устройства (1), чтобы предотвратить перегрев.