[发明专利]涡轮机装置的优化的涡轮机级以及设计方法

权利要求书

1.涡轮机装置的涡轮机(100)，尤其是蒸汽涡轮机装置的蒸汽涡轮机，其具有至少一个带有径向的或者对角线的入口和轴向的出口的径向的或者对角线的涡轮机级(120)以及至少一个带有轴向的入口和轴向的出口的轴向涡轮机级(121-125)，其中每个涡轮机级包括至少一个叶轮，并且所述至少一个径向的或者对角线的涡轮机级(120)设置为涡轮机的第一级，并且所述在径向的或者对角线的涡轮机级(120)的下游的至少一个轴向涡轮机级(121-125)设置为涡轮机的其它级，其特征在于，所述至少一个径向的或者对角线的涡轮机级(120)具有比所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)更高的耐热性。

2.按权利要求1所述的涡轮机，其中所述涡轮机包括正好一个径向的或者对角线的涡轮机级(120)以及至少一个轴向涡轮机级(121-125)。

3.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)由第一种材料制成，并且所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)由第二种材料制成，其中第一种材料比第二种材料具有更高的耐热性。

4.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)涂有用耐热性的材料制成的涂层。

5.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)用高耐热性的镍基合金制成或者涂有用高耐热性的镍基合金制成的涂层。

6.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)用陶瓷材料制成或者涂有用陶瓷材料制成的涂层。

7.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)用普通的涡轮机材料制成，没有涂层。

8.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中将所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)冷却，并且所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)优选不冷却。

9.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中选择所述涡轮机的径向的或者对角线的涡轮机级(120)的级负荷，即在涡轮机(100)的额定工作状态时，径向的或者对角线的涡轮机级(120)的入口处的流体具有高于轴向涡轮机级的材料的最大允许软化温度的温度，并且径向的或者对角线的涡轮机级(120)的出口处的流体具有等于或低于轴向涡轮机级的材料的最大允许软化温度的温度。

10.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中流体在径向的或者对角线的涡轮机级的入口和径向的或者对角线的涡轮机级的出口之间的温度下降值至少为50℃，优选为大于60℃，并且尤其为大于120℃。

11.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级的平均出口直径与设置在径向的或者对角线的涡轮机级后面的轴向涡轮机级的平均入口直径相同。

12.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)和所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)设置在同一个轴(130)上。

13.按权利要求1至11中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)设置在第一轴(130-I)上，所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)设置在第二轴(130-II)上，并且所述轴通过传动机构、优选通过行星齿轮传动机构相互连接起来。

14.按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中所述径向的或者对角线的涡轮机级(120)和所述至少一个轴向涡轮机级(121-125)设置在同一个壳体(132)里。

15.涡轮机装置，尤其是蒸汽涡轮机装置，其具有燃烧室或者蒸汽发生器和按上述权利要求中任一项所述的涡轮机，其中该涡轮机直接设置在燃烧室或者蒸汽发生器的下游。

16.用于设计涡轮机的方法，尤其是用于设计按权利要求1至14中任一项所述的涡轮机的方法，该方法包括，将至少一个轴向涡轮机级设置在径向的或者对角线的涡轮机级下游，并且径向的或者对角线的涡轮机级具有比所述至少一个轴向涡轮机级更高的耐热性。