一种采用富氢燃料的多能级高效气轮机装置,部分压缩空气和富氢燃料经过压缩机进入高压燃烧室混合燃烧,产生的高温高压气体驱动高压涡轮转动;另一部分空气和富氢燃料直接进入中压燃烧室混合燃烧,产物进入中压涡轮做功。装置中高中压缸抽出的燃气经过气体再热器后进入回热器,达到所需温度后进行统筹分配,高压缸抽出的燃气进入中压缸,中压缸抽出的燃气进入低压缸。高压转子和中压转子同轴,低压转子单独一根轴,工作时高中压转子转速比低压转子高,在高中压转子和低压转子间设置变速联轴器。最终,低压涡轮排出的工质进入蒸汽冷凝器中冷却,并输送至回热系统中循环利用。本发明具有气动效率高,多级利用燃料能量等优势,具有广阔的市场前景。