Gasturbine und Gasturbinenleitschaufel

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Gasturbine (21) mit in einem Heißgas-Strömungskanal (35), in den eine Leitschaufel (30) und eine Laufschaufel (32) angeordnet sind. Ein Spalt (80) zwischen der Leitschaufel (30) und der Laufschaufel (32) wird effektiv dadurch abgedichtet, dass ein Plattformabsatz (90) an der Unterseite der Leitschaufelplattform (55), einer Laufschaufelplattform (75) gegenüberliegend angeordnet ist. Gegenüber herkömmlichen Abdichtungen eines solchen Plattformspaltes (91) ergibt sich eine besonders gut kühlbare Leitschaufelplattform (55) und eine besonders einfach herstellbare Laufschaufel (32).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit in einem Heißgas-Strömungskanal hintereinander angeordneten Leitschaufeln und Laufschaufeln. Die Erfindung betrifft auch eine Gasturbinenleitschaufel.

[0002] Die US 5,634,766 offenbart ein Turbinenleitschaufelsegment. Die Leitschaufel ist hohl ausgeführt und weist eine kombinierte Kühlung mit Dampf und Kühlluft auf. In Figur 3 ist erkennbar, wie der Heißgas-Strömungskanal einer Gasturbine mit solchen Leitschaufelsegmenten aufgebaut ist. Im Heißgas-Strömungskanal wechseln alternierend Leitschaufelkränze mit Laufschaufelkränzen. Die Laufschaufelkränze sind auf Rotorscheiben angeordnet. Die Leitschaufelkränze sind am Gasturbinengehäuse befestigt und greifen mit einem Fortsatz zwischen zwei Laufschaufelkränzen hindurch bis zum Rotor, demgegenüber sie mit einer Labyrinthdichtung abschließen. In dem Spalt zwischen jeweils einer Lauf- und einer Leitschaufel kann Heißgas aus dem Strömungskanal der Gasturbine eindringen und dort weniger hitzebeständig ausgeführte Bauteile schädigen. Um dies zu vermeiden, wird in diesem Spalt Sperrluft mit einem Druck so eingeblasen, dass ein Eindringen von Heißgas unmöglich wird. Der Druck im Heißgaskanal ist allerdings nicht konstant, sondern variiert quer zur Strömungsrichtung des Heißgases. Bei einem offenen Spalt muss somit zur sicheren Vermeidung des Eindringens von Heißgas der Sperrluftdruck so bemessen sein, dass er gegen den Maximalwert des Drucks im Heißgaskanal sperrt. Dies verursacht einen hohen Bedarf an Sperrluft. Die Sperrluft wird in der Regel einem Verdichter der Gasturbine entnommen. Dies reduziert den Wirkungsgrad der Gasturbine. Um eine Sperrung gegen den maximalen Druck des Heißgases zu vermeiden, wird ein Dichtkammer-System angewendet. Dies bedeutet, dass der Spalt eine Dichtkammer aufweist. In die Dichtkammer wird nur Sperrluft mit einem Druck eingeblasen, der dem mittleren Heißgasdruck entspricht. Hierdurch kann zwar Heißgas in diese Kammer eindringen, vermischt sich jedoch dort mit der Sperrluft und gleicht den Druck aus, so dass ein weiteres Vordringen des Heißgases nicht möglich ist. Um eine weitere Abdichtung des Spaltes zwischen der Leitschaufel und der Laufschaufel vorzusehen, wird die Leitschaufelplattform, die teilweise den Strömungskanal begrenzt, oder auch ein weiter vom Strömungskanal entfernter Fortsatz der Leitschaufel so lang ausgeführt, dass die Plattform oder der Fortsatz mit der nachfolgenden Laufschaufelplattform oder einem korrespondierenden Fortsatz an der Laufschaufel überlappt. Mit einem nockenartigen Ansatz an der Plattform der Laufschaufel oder an dem Fortsatz der Laufschaufel, der sich in Richtung auf die Leitschaufelplattform oder auf den Fortsatz der Leitschaufel erstreckt, wird eine einer Labyrinthdichtung ähnliche Abdeckung des Spalts zwischen der Leitschaufel und der Laufschaufel erreicht.

[0003] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass diese Abdichtung des Spaltes zwischen der Leitschaufel und der Laufschaufel hinsichtlich der Herstellung der Laufschaufel Probleme aufwirft, wie auch hinsichtlich der Kühlung der Leitschaufelplattform.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es dementsprechend, eine Gasturbine bereitzustellen, bei der ein Spalt zwischen einer Leitschaufel der Gasturbine und einer nachfolgenden Laufschaufel der Gasturbine effizient abgedichtet wird, wobei die oben genannten Nachteile vermieden werden. Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer entsprechenden Gasturbinenleitschaufel.

[0005] Erfindungsgemäß wird die auf eine Gasturbine gerichtete Aufgabe gelöst durch eine Gasturbine mit einem Heißgas-Strömungskanal, in dem entlang einer Strömungsrichtung angeordnet ist:
Eine Leitschaufel mit einer den Heigas-Strömungskanal teilweise begrenzenden Leitschaufelplattform und eine Laufschaufel mit einer den Heißgas-Strömungskanal teilweise begrenzenden Laufschaufelplattform, wobei die Leitschaufelplattform die Laufschaufelplattform teilweise überdeckt, so dass die Leitschaufelplattform der Laufschaufelplattform unter Belassung eines Plattformspaltes mit einer senkrecht zur Strömungsrichtung gemessenen Plattformspalt-Querschnittsfläche gegenüberliegt, und wobei im Plattformspalt auf der Leitschaufelplattform ein Plattformabsatz angeordnet ist, der sich zur Laufschaufelplattform hin erstreckt und dadurch die Plattformspalt-Querschnittsfläche zumindest zu 80% überdeckt.

[0006] Wie oben bereits ausgeführt, wurde bei bisherigen Dichtkonzepten, die zur Abdichtung des Spaltes zwischen Leitschaufel und Laufschaufel sich überdeckende Plattformen dienten, ausschließlich eine Spaltabdichtung gewählt, bei der der zwischen den Plattformen verbleibende Spalt durch einen Absatz an der Laufschaufel abgedichtet wurde. Auf der diesen Laufschaufelabsatz gegenüberliegenden Unterseite der Leitschaufelplattform wurde weiterhin häufig ein abrasiv abtragbares Material angeordnet, in das der Laufschaufelabsatz sich im Betrieb der Gasturbine eingrub und dabei den Plattformspalt abdichtete. Aufgrund der hohen Fliehkräfte, die auf die Laufschaufel wirken, ist es nicht möglich, das Abrasiv-Material an der Laufschaufel anzuordnen. Der sich in das Abrasiv-Material eingrabende Absatz muss also zwangsläufig auf der Laufschaufelplattform angeordnet sein.

[0007] Der Erfindung liegt nun insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass eine solche Anordnung den Nachteil einer schlecht kühlbaren Leitschaufelplattform birgt, da das an der Unterseite der Leitschaufelplattform angeordnete Abrasivmaterial keine effektive Kühlung der Leitschaufelplattform von der Unterseite her zulässt. Die Kühlung konnte somit nur durch die Leitschaufelplattform durchdringende Langlöcher, die als Kühlkanäle fungierten, gekühlt werden. Gerade bei den die Laufschaufelplattform überragenden und damit relativ langen Leitschaufelplattformen führt dieses Konzept zu einer schlechten Kühlung der Leitschaufelplattform, insbesondere im Endbereich. Der Erfindung liegt die weitere Erkenntnis zugrunde, dass der Laufschaufelabsatz der bisherigen Konzepte für einkristallin gegossene Laufschaufeln zu erheblichen Fertigungsproblemen führt, da eine einkristalline Erstarrung im Absatzbereich nur durch eine aufwendige Bypasstechnik in Guss zu erreichen ist. Dies liegt daran, dass die einkristalline Erstarrung im Gussprozess entlang einer Erstarrungsrichtung erfolgt. Im Bereich des Laufschaufelabsatzes muss diese Erstarrung gewissermaßen "um die Ecke herum" erfolgen, was eine bypassartige Fortsetzung des Gusskanals erfordert, was wiederum zu einem herstellungstechnisch sehr aufwendigen und schwer beherrschbaren Gussprozess führt.

[0008] Die Erfindung verlässt den etablierten Weg der vorherrschenden Spaltabdichtung und lehrt, die Leitschaufelplattform-Unterseite mit einem Plattformabsatz derart zu versehen, dass der Plattformspalt weitgehend abgedichtet wird. Hierdurch ergibt sicher einerseits eine freie Leitschaufelplattform-Unterseite, die gegebenenfalls effizient, z.B. durch eine Prallkühlung, gekühlt werden kann. Eine innere konvektive Kühlung mittels Kühlkanälen kann entfallen, wodurch insbesondere auch die Leitschaufelplattform dünner ausgeführt werden kann, was wiederum eine bessere Kühlbarkeit nach sich zieht. Weiterhin entfällt für die Laufschaufel der bisher auf der Laufschaufelplattform angeordnete Laufschaufelabsatz, wodurch die Fertigung der Laufschaufel vereinfacht wird. Die Laufschaufel ist viel höheren mechanischen Belastungen ausgesetzt als die Leitschaufel, da sie hohe Fliehkräfte erfährt. Dementsprechend erfordert die Laufschaufel generell einen höheren Fertigungsaufwand, z.B. mittels eines gerichtet erstarrten Gusses oder eines einkristallinen Gusses. Eine fertigungstechnische Vereinfachung für die Laufschaufel zu Lasten der Leitschaufel führt somit insgesamt zu einem niedrigeren Fertigungsaufwand.

[0009] Vorzugsweise überdeckt der Plattformabsatz bei einer Betriebsbedingung, die mindestens 70% einer Maximallast der Gasturbine entspricht, die Plattformspalt-Querschnittsfläche zu mehr als 95%. Dies bedeutet eine praktisch vollständige Abdichtung des Plattformspaltes.

[0010] Die Leitschaufelplattform besteht aus einem Leitschaufelmaterial und der Plattformabsatz aus einem Plattformabsatzmaterial. Vorzugsweise weist das Plattformabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte auf, als das Laufschaufelmaterial. Dies führt zu einer abrasiv wirkenden Abdichtung des Plattformspaltes, da der Plattformabsatz nunmehr im Betrieb an der Laufschaufelplattform anstreifen kann, ohne dass hierbei Beschädigungen der Laufschaufelplattform zu befürchten wären. Der Plattformabsatz wird bei dem Anstreifen abrasiv abgetragen, so dass eine maximale Abdichtung des Plattformspaltes erreicht wird.

[0011] Vorzugsweise ist der Plattformabsatz auf die Leitschaufelplattform aufgeschweißt.

[0012] In bevorzugter Ausgestaltung ist der Plattformabsatz in eine Nut der Leitschaufelplattform eingesetzt. Zusätzlich kann er auch noch durch eine Anschweißung gesichert sein. Mit dieser Ausgestaltung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass ein bereits weitgehend abrasiv abgetragener Plattformabsatz in einfacher Weise erneuert werden kann, indem ein neuer Plattformabsatz einfach in die Nut der Leitschaufelplattform eingesetzt wird. In bisherigen Konzepten konnte nur ein vergleichsweise großflächiges Stück eines abrasiv abtragbaren Materials an die Unterseite der Leitschaufelplattform angebracht werden, da sich, wie oben ausgeführt, der Laufschaufelabsatz in dieses Material eingrub. Eine Erneuerung dieses Abrasivmaterials war aufgrund der vergleichsweise aufwendigen Befestigungen an der Leitschaufelplattform-Unterseite kaum möglich. Demgegenüber muss nunmehr nur noch ein kleineres Stück eines solchen Abrasivmaterials in eine Nut eingesetzt werden und gegebenenfalls noch gegen ein Herausfallen gesichert werden.

[0013] Vorzugsweise weist die Leitschaufel in einer vom Heißgas-Strömungskanal wegführenden Richtung, beabstandet von der Leitschaufelplattform, einen Leitschaufelvorsprung auf, der einen Laufschaufelvorsprung mit der Laufschaufel unter Belassung eines Vorsprungspaltes teilweise überdeckt, so dass zwischen dem Leitschaufelvorsprung und dem Laufschaufelvorsprung einerseits und der Leitschaufelplattform und der Laufschaufelplattform andererseits eine Kammer gebildet ist. Dies entspricht dem bereits weiter oben erläuterten Kammerdichtungssystem, bei dem Sperrluft dadurch gespart wird, dass diese Sperrluft nicht gegen einen Maximaldruck des Heißgases im Heißgas-Strömungskanal eingeblasen werden muss, sondern nur gegen einen mittleren Druck, der in der Kammer entsteht. Weiter bevorzugt ist im Vorsprungspalt auf dem Leitschaufelvorsprung ein Vorsprungabsatz angeordnet, der sich zum Laufschaufelvorsprung hin erstreckt und dadurch eine senkrecht zur Strömungsrichtung gemessene Vorsprungsspalt-Querschnittsfläche zumindest zu 80% überdeckt. Somit wird die Anordnung des Plattformabsatzes an der Leitschaufelplattform entsprechend auch für die Abdichtung des Vorsprungspaltes verwendet. Die sich daraus ergebenden Vorteile entsprechen den oben beschriebenen Vorteilen des an der Leitschaufelplattform angeordneten Plattformabsatzes.

[0014] Vorzugsweise überdeckt der Vorsprungabsatz bei einer Betriebsbedingung, die mindestens 70% der Maximallast der Gasturbine entspricht, die Vorsprungsspalt-Querschnittsfläche zu mehr als 95%.

[0015] Der Leitschaufelvorsprung ist vorzugsweise auch aus dem Leitschaufelmaterial gebildet, während der Vorsprungabsatz aus einem Vorsprungabsatzmaterial besteht, das eine geringere Abriebshärte aufweist, als das Leitschaufelmaterial.

[0016] Vorzugsweise ist der Vorsprungabsatz auf den Leitschaufelabsatz aufgeschweißt.

[0017] Bevorzugtermaßen ist der Vorsprungabsatz in eine Nut des Leitschaufelvorsprungs eingesetzt.

[0018] Vorzugsweise ist die Gasturbine als stationäre Gasturbine mit einer Leistung größer als 10 MW ausgeführt. Gerade bei einer solchen großen stationären Gasturbine, die insbesondere in einem Kraftwerk zur Energieerzeugung eingesetzt wird, kommt es auf einen hohen Wirkungsgrad an. Dies bedeutet wiederum, dass möglichst wenig Sperrluft zur Abdichtung des Spaltes zwischen Leitschaufel und Laufschaufel aufgewendet werden darf, da diese Sperrluft dem eigentlichen Verbrennungsprozess in der Gasturbine fehlt und somit der Einsatz von Sperrluft den Wirkungsgrad der Gasturbine vermindert.

[0019] Erfindungsgemäß wird die auf eine Gasturbinenleitschaufel gerichtete Aufgabe gelöst durch eine entlang einer Schaufelachse gerichtete Gasturbinenleitschaufel mit einem Schaufelblattbereich und einem Kopfbereich und mit einem zwischen Schaufelblattbereich und Kopfbereich liegenden Plattformbereich, in dem eine sich quer zur Schaufelachse bis zu einem umlaufenden Plattformrand erstreckende Leitschaufelplattform angeordnet ist, wobei der umlaufende Plattformrand eine abströmseitige Kante aufweist und wobei an der abströmseitigen Kante ein sich in Richtung zum Kopfbereich erstreckender Plattformabsatz angeordnet ist.

[0020] Die Vorteile einer solchen Gasturbinenleitschaufel ergeben sich entsprechend den obigen Ausführungen zu den Vorteilen der Gasturbine.

[0021] Die Leitschaufelplattform besteht aus einem Leitschaufelmaterial und der Plattformabsatz aus einem Plattformabsatzmaterial. Vorzugsweise weist das Plattformabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte auf, als das Leitschaufelmaterial.

[0022] Bevorzugt ist der Plattformabsatz auf die Leitschaufelplattform aufgeschweißt.

[0023] Bevorzugtermaßen ist der Plattformabsatz in eine Nut der Leitschaufelplattform eingesetzt.

[0024] In bevorzugter Ausgestaltung weist die Gasturbinenleitschaufel im Kopfbereich einen Leitschaufelvorsprung mit einer abströmseitigen Vorsprungsendkante auf, wobei an der Vorsprungsendkante ein Vorsprungabsatz angeordnet ist, der aus einem Vorsprungabsatzmaterial besteht, wobei der Leitschaufelvorsprung aus dem Leitschaufelmaterial besteht, und wobei das Vorsprungabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte aufweist, als das Leitschaufelmaterial.

[0025] Vorzugsweise ist der Vorsprungabsatz auf den Leitschaufelvorsprung aufgeschweißt.

[0026] Bevorzugtermaßen ist der Vorsprungabsatz in eine Nut des Leitschaufelvorsprungs eingesetzt.

[0027] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen teilweise schematisch und nicht maßstäblich:

FIG 1

eine Gasturbine,

FIG 2

eine Leitschaufel und eine dahinter angeordnete Laufschaufel nach dem Stand der Technik,

FIG 3

einen Ausschnitt einer Leitschaufel und einer benachbarten Laufschaufel,

FIG 4

einen Leitschaufelvorsprung und

FIG 5

eine prallgekühlte Leitschaufelplattform.

[0028] Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.

[0029] Figur 1 zeigt eine Gasturbine 21. Die Gasturbine 21 weist hintereinander geschaltet einen Verdichter 23, eine Brennkammer 25 und ein Turbinenteil 27 auf. Das Turbinenteil 27 weist einen Heißgas-Strömungskanal 35 auf. In dem Heißgas-Strömungskanal 35 sind aufeinander folgend abwechselnd Leitschaufelkränze 29 und Laufschaufelkränze 34 angeordnet, wobei beispielhaft nur ein Leitschaufelkranz 29 und ein Laufschaufelkranz 34 gezeigt sind. Jeder Leitschaufelkranz 29 weist Leitschaufeln 30 auf. Jeder Laufschaufelkranz 34 weist Laufschaufeln 32 auf. Die Leitschaufeln 30 sind mit dem Gehäuse des Turbinenteils 27 verbunden. Die Laufschaufeln 34 sind mit einem Rotor 33 verbunden.

[0030] Im Betrieb der Gasturbine 21 wird Verbrennungsluft 40 im Verdichter 23 verdichtet und der Brennkammer 25 zugeleitet. In der Brennkammer 25 wird die Verbrennungsluft 40 unter Zugabe von Brennstoff zum Abgas 42 verbrannt. Das Abgas 42 wird in den Heißgas-Strömungskanal 35 geleitet. Energie aus dem Abgas 42 wird über die Laufschaufeln 32 als Rotationsenergie auf den Rotor 33 übertragen, der z.B. einen nicht dargestellten Generator zur Erzeugung elektrischer Energie antreibt.

[0031] Figur 2 zeigt eine Anordnung aus einer Leitschaufel 30 und einer nachfolgend angeordneten Laufschaufel 32 gemäß dem Stand der Technik. Die Leitschaufel 30 ist entlang einer Schaufelachse 50 gerichtet. Entlang der Schaufelachse 50 weist die Leitschaufel 30 einen Fußteil 52, ein Schaufelblatt 54, einen Plattformbereich 56 und einen Kopfbereich 58 auf. Mit dem Kopfbereich 58 ist ein U-Ring 60 verbunden. Im Plattvormbereich 56 ist eine Plattform 55 angeordnet, die den Heißgas-Strömungskanal 35 teilweise begrenzt.

[0032] Die Laufschaufel 32 ist entlang einer Laufschaufelachse 70 gerichtet. Entlang der Laufschaufelachse 70 weist die Laufschaufel 32 ein Laufschaufelblatt 74, einen Laufschaufelplattformbereich 76 und einen Laufschaufelfußbereich 77 auf. Im Laufschaufelplattformbereich 76 ist eine Laufschaufelplattform 75 angeordnet. Die Laufschaufel 32 ist mit ihrem als Tannenbaumfuß ausgeführten Fußbereich 77 in einer Radscheibe 78 angeordnet, die wiederum Bestandteil des Rotors 33 ist.

[0033] Das entlang einer Strömungsrichtung 44 im Heißgas-Strömungskanal 35 strömende Heißgas 42 strömt an der Leitschaufel 30 vorbei und wird auf die Laufschaufel 32 gelenkt. Da die Leitschaufel 30 feststehend und die Laufschaufel 32 rotierend ist, verbleibt ein Spalt 80 zwischen der Leitschaufel 30 und der Laufschaufel 32. Die im unteren Bereich des Spaltes 80 angeordneten Bauteile wie der U-Ring 60 oder die Radscheibe 78 sind thermisch nicht so hoch belastet wie die im Heißgas-Strömungskanal 35 angeordneten Bauteile. Ein Eindringen von Heißgas 42 in den Spalt 80 muss somit zur Vermeidung einer Beschädigung der dort angeordneten Bauteile vermieden werden. Hierzu wird Sperrluft 82 in den Spalt 80 eingeleitet. Da der Druck im Heißgas 42 entlang der Strömungsrichtung 44 variiert, ein Eindringen von Heißgas 42 aber an jeder Stelle vermieden werden muss, muss die Sperrluft 82 unter einem Druck eingeleitet werden, der mindestens dem Maximaldruck des Heißgases 42 im Heißgas-Strömungskanal 35 entspricht. Dies bedeutet einen hohen Verbrauch an Sperrluft 82. Da diese Sperrluft 82 dem Verdichter 23 entnommen wird, steht sie nicht im eigentlichen Verbrennungsprozess in der Brennkammer 25 zur Verfügung. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Gasturbine 21 reduziert.

[0034] Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer Leitschaufel 30 und einer nachfolgenden Laufschaufel 32, bei der der in Figur 2 gezeigte Spalt 80 wirksam abgedichtet wird. Hierzu ist an der Leitschaufelplattform 55 ein Plattformabsatz 90 angeordnet, der sich in Richtung auf eine Laufschaufelplattform 75 der Laufschaufel 32 erstreckt. Der Plattformabsatz 90 ist in einem Plattformspalt 91 zwischen der Leitschaufelplattform 55 und der Laufschaufelplattform 75 angeordnet. Der Plattformabsatz 90 ist dabei an der Unterseite eines umlaufenden Plattformrandes 61 der Leitschaufelplattform 55 angeordnet, und zwar an der abströmseitigen Kante 63 dieses umlaufenden Plattformrandes 61. In einer senkrecht zur Strömungsrichtung 44 gemessenen Richtung weist der Plattformspalt 91 eine Plattform-Spaltquerschnittsfläche S auf. Diese Plattform-Spaltquerschnittsfläche S wird zumindest zu 80%, vorzugsweise zu mehr als 95%, von dem Plattformabsatz 90 überdeckt. Der Plattformabsatz 90 kann sogar auf einer Oberfläche 92 der Laufschaufelplattform 75 schleifen, da er aus einem abrasiv abtragbaren Plattformmaterial besteht. Das Plattformmaterial ist hinsichtlich der Abriebshärte weicher als das Leitschaufelmaterial, aus dem die Leitschaufelplattform 55 besteht. Der Plattformspalt 91 kann somit praktisch vollständig durch den Plattformabsatz 90 abgedichtet werden, ohne dass eine Beschädigung der Laufschaufelplattform 75 zu befürchten wäre. Insbesondere kann die Laufschaufelplattform 75 ohne einen zusätzlichen Absatz gefertigt werden, der bei bisheriger Technologie zur Abdichtung des Plattformspaltes 91 diente. Damit ist insbesondere für einkristallin gegossene Laufschaufeln 32 eine sehr viel einfachere Fertigung möglich, da keine aufwendigen Bypass-Gussprozesse zum Angiessen eines solchen Laufschaufelabsatzes vorgesehen werden müssen.

[0035] Im Kopfbereich 58 der Leitschaufel 30 ist ein Leitschaufelvorsprung 94 angeordnet. Dieser überdeckt teilweise einen Laufschaufelvorsprung 98. Dabei wird ein Vorsprungspalt 93 gebildet. Zwischen diesem Leitschaufelvorsprung 94 und dem Laufschaufelvorsprung 98 einerseits und der Leitschaufelplattform 55 und der Laufschaufelplattform 75 andererseits ist eine Kammer 100 gebildet. Die Einleitung von Sperrluft in die Kammer 100 kann unter einem geringeren Druck erfolgen als dem eigentlich für eine vollständige Abdichtung erforderlichen Maximaldruck des Heißgases 42 im Heißgas-Strömungskanal 35. Dies beruht darauf, dass aufgrund dieses Kammer-Dichtsystems ein gewisser Teil an Heißgas 42 in die Kammer 100 eindringen kann, ohne dass Beschädigungen zu befürchten sind, da sich das Heißgas 42 mit der Sperrluft 82 vermischt. Somit muss nur noch gegen einen mittleren Druck des Heißgases 42 Sperrluft 82 eingeblasen werden, was die Sperrluftmenge verringert. Die Abdichtung des Vorsprungspaltes 93 ist analog der Abdichtung des Plattformspaltes 91 ausgebildet. Hierzu ist auf einer abströmseitigen Vorsprungsendkante 97 des Leitschaufelvorsprungs 94 ein Vorsprungabsatz 96 angeordnet. Dieser kann, wie auch der Plattformabsatz 90, aus einem abrasiv abtragbaren Material bestehen.

[0036] Figur 4 zeigt am Beispiel des Leitschaufelvorsprungs 94, wie der Vorsprungabsatz 96 am Leitschaufelvorsprung 94 angeordnet ist. Eine entsprechende Anordnung kann ganz analog auch für den Plattformabsatz 90 zur Anordnung an der Leitschaufelplattform 55 angewendet werden. Der Vorsprungabsatz 96 ist in eine Nut 95, die an der abströmseitigen Vorsprungsendkante 97 verläuft, eingesetzt. Dies ermöglicht insbesondere in einfacher Weise einen Austausch des Vorsprungsabsatzes 96 bei einer Abnutzung aufgrund des abrasiven Abtrags. Vorsprungabsatz 96 und auch der Plattformabsatz 90 können aber auch, wie in Figur 3 gezeigt, angeschweißt sein.

[0037] In Figur 5 ist eine Leitschaufelplattform 55 gezeigt. Diese weist an ihrer Unterseite ein Prallkühlblech 102 auf. Sperrluft 82 wird als Kühlluft diesem Prallkühlblech 102 zugeleitet und über Bohrungen 104 auf die Unterseite der Leitschaufelplattform 55 gelenkt. Diese effektive Prallkühlung der Leitschaufelplattform 55 ist trotz einer abrasiven, effektiven Abdichtung des Plattformspaltes 91 nur möglich, weil kein abrasiv abzutragendes Material an der Unterseite der Leitschaufelplattform 55 angeordnet werden muss, wie es in herkömmlicher Technik bisher der Fall war. Aufgrund dieser effektiven Prallkühlung der Leitschaufelplattform 55 entfallen auch innere Kühlkanäle der Leitschaufelplattform 55, wodurch diese dünner ausgeführt werden kann und somit wiederum einfacher zu kühlen ist.

Ansprüche

1. Gasturbine (21) mit

• einem Heissgasströmungskanal (35), in dem entlang einer Strömungsrichtung (44) angeordnet ist:

• eine Leitschaufel (30) mit einer den Heissgasströmungskanal (35) teilweise begrenzenden Leitschaufelplattform (55) und

• eine Laufschaufel (32) mit einer den Heissgasströmungskanal (35) teilweise begrenzenden Laufschaufelplattform (75) wobei
die Leitschaufelplattform (55) die Laufschaufelplattform (75) teilweise überdeckt, so dass die Leitschaufelplattform (55) der Laufschaufelplattform (75) unter Belassung eines Plattformspaltes (91) mit einer senkrecht zur Strömungsrichtung (44) gemessenen Plattformspalt-Querschnittsfläche (S) gegenüberliegt,

dadurch gekennzeichnet, daß
im Plattformspalt (91) auf der Leitschaufelplattform (55) ein Plattformabsatz (90) angeordnet ist, der sich zur Laufschaufelplattform (75) hin erstreckt und dadurch die Plattformspalt-Querschnittsfläche (S) zumindest zu 80% überdeckt.

2. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der sich der Plattformabsatz (90) bei einer Betriebsbedingung, die mindestens 70% einer Maximallast der Gasturbine (21) entspricht, die Plattformspalt-Querschnittsfläche (S) zu mehr als 95% überdeckt.

3. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der die Leitschaufelplattform (55) aus einem Leitschaufelmaterial und der Plattformabsatz (90) aus einem Plattformabsatzmaterial besteht, wobei das Plattformabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte aufweist, als das Leitschaufelmaterial.

4. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der der Plattformabsatz (90) auf die Leitschaufelplattform (55) aufgeschweisst ist.

5. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der der Plattformabsatz (90) in eine Nut (95) der Leitschaufelplattform (55) eingesetzt ist.

6. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der die Leitschaufel (30) in einer vom Heissgasströmungskanal (35) wegführenden Richtung, beabstandet von der Leitschaufelplattform (55), einen Leitschaufelvorsprung (94) aufweist, der einen Laufschaufelvorsprung (98) der Laufschaufel (32) unter Belassung eines Vorsprungspaltes (93) teilweise überdeckt, so dass zwischen dem Leitschaufelvorsprung (94) und dem Laufschaufelvorsprung (98) einerseits und der Leitschaufelplattform (55) und der Laufschaufelplattform (75) andererseits eine Kammer (100) gebildet ist.

7. Gasturbine (21) nach Anspruch 6,
bei der im Vorsprungspalt (93) auf dem Leitschaufelvorsprung (94) ein Vorsprungabsatz (96) angeordnet ist, der sich zum Laufschaufelvorsprung (98) hin erstreckt und dadurch eine senkrecht zur Strömungsrichtung (44) gemessene Vorsprungsspalt-Querschnittsfläche (V) zumindest zu 80% überdeckt.

8. Gasturbine (21) nach Anspruch 7,
bei der sich der Vorsprungabsatz (96) bei einer Betriebsbedingung, die mindestens 70% einer Maximallast der Gasturbine (21) entspricht, die Vorsprungsspalt-Querschnittsfläche (V) zu mehr als 95% überdeckt.

9. Gasturbine (21) nach Anspruch 7,
bei der der Leitschaufelvorsprung (94) aus dem Leitschaufelmaterial und der Vorsprungabsatz (96) aus einem Vorsprungabsatzmaterial besteht, wobei das Vorsprungabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte aufweist, als das Leitschaufelmaterial.

10. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der der Vorsprungabsatz (96) auf den Leitschaufelvorsprung (94) aufgeschweisst ist.

11. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
bei der der Vorsprungabsatz (96) in eine Nut (95) des Leitschaufelvorsprungs (94) eingesetzt ist.

12. Gasturbine (21) nach Anspruch 1,
ausgeführt als stationäre Gasturbine (21) mit einer Leistung grösser als 10MW.

13. Entlang einer Schaufelachse (50) gerichtete Gasturbinenleitschaufel (30) mit einem Schaufelblattbereich (54) und einem Kopfbereich (58) und mit einem zwischen Schaufelblattbereich (54) und Kopfbereich (58) liegenden Plattformbereich (56), in dem eine sich quer zur Schaufelachse (50) bis zu einem umlaufenden Plattformrand (61) erstreckende Leitschaufelplattform (55) angeordnet ist, wobei der umlaufende Plattformrand (61) eine abströmseitige Kante (63) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der abströmseitigen Kante (63) ein sich in Richtung zum Kopfbereich (58) erstreckender Plattformabsatz (90) angeordnet ist.

14. Gasturbinenleitschaufel (30) nach Anspruch 13,
bei der die Leitschaufelplattform (55) aus einem Leitschaufelmaterial und der Plattformabsatz (90) aus einem Plattformabsatzmaterial besteht, wobei das Plattformabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte aufweist, als das Leitschaufelmaterial.

15. Gasturbinenleitschaufel (30) nach Anspruch 13,
bei der der Plattformabsatz (90) auf die Leitschaufelplattform (55) aufgeschweisst ist.

16. Gasturbinenleitschaufel (30) nach Anspruch 13,
bei der der Plattformabsatz (90) in eine Nut (95) der Leitschaufelplattform (55) eingesetzt ist.

17. Gasturbinenleitschaufel (30) nach Anspruch 13,
die im Kopfbereich (58) einen Leitschaufelvorsprung (94) mit einer abströmseitigen Vorsprungsendkante (97) aufweist, wobei an der Vorsprungsendkante (97) ein Vorsprungabsatz (96) angeordnet ist, der aus einem Vorsprungabsatzmaterial besteht, wobei der Leitschaufelvorsprung (94) aus dem Leitschaufelmaterial besteht und wobei das Vorsprungabsatzmaterial eine geringere Abriebshärte aufweist, als das Leitschaufelmaterial.

18. Gasturbinenleitschaufel (30) nach Anspruch 17,
bei der der Vorsprungabsatz (96) auf den Leitschaufelvorsprung (94) aufgeschweisst ist.

19. Gasturbinenleitschaufel (30) nach Anspruch 17,
bei der der Vorsprungabsatz (96) in eine Nut (95) des Leitschaufelvorsprungs (94) eingesetzt ist.

Zeichnung