DE2343639A1

DE2343639A1 - Laufschaufelenden mit leistungssteigerung fuer turbinen mit kuehlung durch offenen fluessigkeitskreislauf

Info

Publication number: DE2343639A1
Application number: DE19732343639
Authority: DE
Inventors: William Hudson Day
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-08-30
Publication date: 1974-03-07
Also published as: IT993115B; US3816022A; GB1437617A; FR2198531A5; JPS4992412A

Description

Dr. Horst Schüler

Patentanwalt

6 Frankfurt/Main 1
Niddastr. 52

29. August 1973 WK/cs-ro.

2449^rd-5007

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.

Laufschaufelenden mit Leistungssteigerung für Turbinen mit Kühlung durch offenen Flüssigkeitskreislauf

In den US-Patentschriften 3 446 481 und 3 446 482 sind Anordnungen für die Kühlung von Laufschaufeln für Gasturbinen mit offenem Kreislauf des Flüssigkeitssystems beschrieben.

Die dort dargestellten Vorkehrungen für Flüssigkeitskühlungen im offenen Kreis sind besonders wichtig wegen der hierdurch gegebenen Möglichkeit zur Erhöhung der Turbineneinla^temperatur in einem Betriebsbereich zwischen etwa 137O°C (25OO°F) bis mindestens etwa 1920°C (35OO°F). Hierdurch wird eine Erhöhung der Ausgangsleistung im Bereich von 100-200% und eine Steigerung des thermischen Wirkungsgrades bis zu 50% erhalten. Solche

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Turbinen mit Kühlung durch offenen Flüssigkeitskreis werden als Gasturbinen mit "Ultra-Hochtemperatür" bezeichnet.

Die in den vorgenannten Patentschriften gezeigten Kühlkanäle verlaufen radial durch die Laufschaufeln von einem Punkt unterhalb der Oberflächen der Plattformen zu den äußeren Enden der Schaufeln und sind an beiden Enden offen. Während des Betriebs werden diese Kühlkanäle nicht durch das flüssige Kühlmittel voll ausgefüllt. Da sich alle diese Kühlkanäle an den inneren Enden in einen Bereich mit einem gemeinsamen Druck hinein öffnen, wird eine Öffnung der äußeren Enden aller dieser Kühlkanäle in den Umgebungsdruck an verschiedenen Stellen der Laufschaufelspitze dazu führen, daß in einige dieser Kanäle heißes Gas einströmen wird; dies ist in höchstem Maße unerwünscht.

Eine Lösung für dieses Problem wird in. der US-Patentschrift 3 736 071 vom 29. Mai 1973 beschrieben. Die dort gezeigte Ausgestaltung der Laufschaufelenden oder -spitzen ist so beschaffen, daß eine Verteilung der austretenden Flüssigkeit erfolgen kann, welche aus den Kühlkanälen in der Turbinenlaufschaufel an den offenen Enden austritt. Das auf diese Weise verteilte Kühlmittel (d.h. Dampf vermischt mit Wasser in einem wassergekühlten System) wird an der Austrittskante der Laufschaufel in eine kreisringförmige Sammelrinne abgegeben, welche in der richtigen Lage in der Wand des Turbinengehäuses angeordnet ist. Das Sammeln des Kühlmittels durch diese Kombination von Kühlmittelauslaß und Sammelrinne ermöglicht eine Rezirkulation desselben. Dies ist wichtig im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen und wegen der hierdurch verringerten Anforderungen an die Nachlieferung von Kühlmittel.

Es wäre in höchstem Grade erwünscht, diese Möglichkeit zum Sammeln des Kühlmittels (oder mindestens seiner flüssigen Komponente) beizubehalten, das aus den flüssigkeitsgekühlten Laufschaufeln

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der Turbine pustritt und dabei gleichzeitig mindestens einen bedeutungsvollen Teil der kinetischen Energie zurückgewinnen, welche in dem austretenden Kühlmittelstrom vorhanden ist.

Die Energierückgewinnung aus dem abgegebenen Kühlmittel von Turbinen mit elastischem Strömungsmittel wurde bereits für Turbinen angegeben, bei denen ein Gas (im allgemeinen Luft) als Kühlmittel verwendet wird. Solche Konstruktionen zur Leistungssteigerung sind in den Britischen Patentschriften 5 20 045 und 5 86 83 8 angegeben. In praktischer Hinsicht sind jedoch die Geschwindigkeiten des austretenden Kühlgases auf den Unterschall-Strömungsbereich begrenzt und da das austretende Kühlmittel keine flüssige Komponente besitzt, wird dort dem Problem des Sammelns irgendeines Anteils des abgegebenen Kühlmittelstroms keine Aufmerksamkeit geschenkt.

Die vorliegende Erfindung schafft die Möglichkeit zum -Sammeln des austretenden Kühlmittels bei mit Flüssigkeit gekühlten Laufschaufeln für eine Gasturbine zu einem erwünschten Grade,und gleichzeitig wird dabei der Kühlmitteldampf dazu veranlaßt, mit Überschallgeschwindigkeit auszutreten und es wird hierdurch die Rückgewinnung der Reaktionsenergie aus dieser Strömung mit gutem Wirkungsgrad ermöglicht. Diese Doppelfunktion wird dadurch ermöglicht, daß die Fähigkeit eines mit Flüssigkeit gekühlten Systems zur Erhöhung des Druckes des im System erzeugten Dampfes mit der Verwendung einer konvergent-divergent gestalteten Düse zur Abgabe des Kühlmittelstroms aus der Turbinenlaufschaufel kombiniert wird. Der Druck wird stromaufwärts von der Düse ausreichend erhöht, sodaß der abgegebene Dampfteil des austretenden Kühlmittelstroms sich mit Überschallgeschwindigkeit bewegt und dadurch wird ein bedeutungsvoller stromaufwärts gerichteter Schub auf die Laufschaufel ausgeübt. Dieser wirkt der stromabwärts gerichteten Kraft entgegen, welche durch das Arbeitsmittel

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ausgeübt wird und dadurch wird die axiale Biegebelastung auf die Laufschaufel vermindert.

Es ist zu beachten, daß in dieser Beschreibung der Ausdruck "Dampf"/ "verdampfen" oder ähnliche Ausdrücke auch den Ausdruck "Gas" oder "vergasen" oder vergleichbare Ausdrücke umfassen soll.

Ein besseres Verständnis der Erfindung und weitere Vorteile und Aufgaben ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht in Querrichtung durch eine flüssigkeitsgekühlte Gasturbine und zeigt den Rand der Läuferscheibe, die mit einer Hülle umgebene_/ mit Flüssigkeit gekühlte und daran befestigte Turbinenlaufschaufel und eine Sammelrinne in dem Turbinengehäuse, welche mit dem Auslaß der Turbinenlaufschaufel für den Kühlmittelstrom ausgerichtet ist.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht in radialer Richtung nach innen und zeigt die Beziehungen zwischen einem Hüllensegment und der daran befestigten Turbinenlaufschaufel.

Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 1 und zeigt eine zweite Ausführungsform der Anordnung zur Leistungssteigerung gemäß der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 der Anordnung nach Fig. 4.

Die Turbinenlaufschaufel 10 besteht aus einer Metallhaut 11. Diese ist an einem hohlen Kern 12 angebracht, der in seinen trag-

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flügelnrtig gestalteten Oberflächen in Spanweitenrichtung (span) verlaufende Nuten 13 besitzt. Die rechteckförmigen Kühlkanäle oder Kanäle 13 werden daher durch die Haut 11 und die Nuten 13a definiert und leiten die Kühlflüssigkeit in einer gleichmäßigen Tiefe unterhalb der Haut 11.

V.'ie gezeigt, verlaufen der Kühlkanal 13b und der Kühlkanal 13c (und möglicherweise ein nicht gezeigter ähnlicher Kanal auf der gegenüberliegenden Seite des Kerns 12) an der Austrittskante der Laufschaufel IO bis zur Laufschaufelspitze und stehen in Strömungsmittelverbindung mit den Kanälen 14 bzw. 14a, welche das Hüllenelement 16 durchsetzen.

Λη den oberen Enden der \ ü'ilkanäle 13 und auf der Druckseite der Laufschaufel 10 stehen diese Kühlkanäle in Strömungsmittelverbindung mit einem Verteilerraum 17 (manifold), der in den Kern 12 eingelassen ist, und enden dort. An der Saugseite der Laufschaufel 10 stehen die Kühlkanäle 13 in Strömungsmittelverbindung mit einem Verteilerraum 17a (Fig. 2), der in dem Kern 12 eingelassen angeordnet ist, und euren dort.

Die geforderte Abgabe des Kühlmittels im offenen Kreislauf aus den Verteilerräumen 17, 17a ist dadurch gewährleistet, daß erfindungsgemäß Auslaßeinrichtungen vorgesehen sind, welche eine Strömungsmittelverbindung der Verteilerräume 17, 17a mit dem kreisringförmigen Hohlraum 18 im Gehäuse 19 herstellen. Diese Auslaßeinrichtungen bestehen aus Kanälen 21, 21a, welche mit den Verteilerräumen 17, 17a verbunden sind und im allgemeinen radial nach außen durch den Spitzenteil des Kerns 12 verlaufen. Die Kanäle 21 und 21a münden zusammen in einen vergrößerten geformten Kanal 22 in dem Hüllenelement 16. Der austretende Kühlmittelstrom verläuft vom Kanal 22 zum Hohlraum 18 über eine Düse, welch^ einen konvergierenden Teil 21, eine Engstelle 24 und einen divergierenden Teil 26 besitzt. Der weggeschnittene Teil 27 jedes

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IIül lenelementes 16 bildet die Verlängerung des divergierenden Teils 26. Die Lngebeziehungen zwischen dem Düsenteil 26 und seiner Verlängerung 27 ist ersichtlich aus der Betrachtung zweier aneinanderliegender Hüllenelemente 16.

Daher fließt das erhitzte Kühlmittel (Gas oder Dampf und überschüssiges flüssiges Kühlmittel), welches aus den Verteilerräumen 17, 17a austritt, durch die Kanäle 21, 2la, die geformte Knmmer 22 und die konvergent-divergent gestaltete Düse und in den ringförmigen Hohlraum 18. Hierdurch wird ein Einsammeln des größten Teils des Kühlmittelstroms gewährleistet, welcher aus den Laufschaufeln 10 austritt. Der auf diese Weise gesammelte Kühlmittelstrom kann aus dem Hohlraum 18 abgezogen, kondensiert, gekühlt und rezirkuliert werden (bei einem einfachen zyklischen System) oder im Falle eines kombinierten Dampfturbinen-Gasturbinenzyklus kann das auf diese Weise gesammelte Kühlmittel dem Speisewasser für den Dampfturbinenzyklus zugeführt werden.

Die Kühlmittelströme, welche durch die Kühlkanäle 13b, 13c (und einen ähnlichen, nicht gezeigten Kanal auf der gegenüberliegenden Seite der Laufschaufel) geleitet werden, durchsetzen die Spitzenhülle 16 und dienen dazu, die Labyrinthdichtungen 28 und 29 zu kühlen und ihre Dichtungsfähigkeit zu verbessern. Ein kleiner Kühlmittelstrahl strömt durch jede Dichtung in den Gasstrom und gewährleistet hierdurch das Ausschließen des heißen Arbeitsmittels von der Sammelrinne 18.

Wenn der Druck im Hohlraum 18 unterhalb des Druckes im Arbeitsmittel gehalten wird (entweder stromaufwärts oder stromabwärts der Laufschaufel 10)_y dann kann das Druckverhältnis über der Leistungssteigerungsdüse in jeder Endhülle 16 ausreichend erhöht werden, um eine Überschallströmung durch die konvergent—divergente Düse 26 zu erhalten. Ein anderer Weg zur ausreichenden Er-

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höhunp des Drucks stromaufwärts von der Düse 26 zur Erzeugung einer Überschallströmung besteht darin, daß ein optimaler Ausgleich zwischen der Zuführgeschwindigkeit für das Kühlmittel, dem Wärmeübergang auf die Laufschaufel IO und dem Querschnitt der Engstelle 24 angewendet wird.

Da die Richtung des austretenden Kühlstroms relativ zur Drehrichtung der Laufschaufel 10 nach rückwärts gerichtet ist, ergibt die effektive Reaktionskraft F, welche unter einem Winkel o(_ zur Tangentenlinie wirkt, zwei nutzbare Kraftkomponenten. Die Komponente F χ cos .yL ergibt ein nutzbares Drehmoment und die Grösse F sin oC vermindert die Zentrifugalbelastung auf die Laufschaufel 10. Die aus dem austretenden Kühlmittel gemäß dieser Beschreibung zurückgewonnene Reaktionsenergie (F cos oC ) kann unter einigen Betriebsbedingungen einen resultierenden Leistungsgewinn erzeugen. Eine Rückgewinnung von Reaktionsenergie zu irgendeinem beliebigen Ausmaß wird jedoch mindestens teilweise die Pumpenergie ausgleichen, welche zur Beschleunigung des Kühlmittels auf die Geschwindigkeit der Laufschaufelspitze erforderlich ist.

Die Verbindung von Laufschaufel und Läufer bildet keinen Teil dieser Erfindung und es können andere Anordnungen, beispielsweise mit Schwalbenschwanzfuß ausgestattete Laufschaufeln, bevorzugt werden.

In der hier gezeigten beispielhaften Ausführungsform besteht das Wurzelende des Kerns 12 aus einer Anzahl von fingerähnlichen Ansätzen oder Zinken 31. Diese Zinken 31 können ein allgemein rechteckförmiges Profil gemäß der Darstellung besitzen oder jede Zinke kann in Richtung ihres körperfernen Endes verjüngt ausgestaltet sein und daher ein allgemein dreieckförmiges Profil besitzen. Der Rand 32 des Turbinenläufers 33 besitzt dort eingearbeitete Nuten 34, welche eine verschiedene Tiefe erreichen und Breitenabmessungen entsprechend den verschiedenen Längen und Breiten der

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Zinken 31 an den Laufschaufeln besitzen. Daher fügen sich die Zinken 31 in einer verriegelnden Beziehung mit engem Sitz in die fertigen Nuten 34 ein.

Wenn die richtige Einpassung hergestellt worden ist, wird eine angemessene Menge von.Hartlotlegierung in jede Nut 34 eingeführt und die Laufschaufeln werden eingesetzt und durch eine Vorrichtung in einer festen Lage gehalten. Diese Vorrichtung ist dabei mit einer solchen Vorspannung ausgestattet, daß sie unabhängig von einer Wärmeausdehnung einen engen Sitz zwischen den Zinken und den Nuten 34 aufrechterhält.

Dabei können bekannte Hartlotlegierungen verwendet werden, welche Schmelzpunkte im Bereich zwischen 7OO und HOO⁰C besitzen. Ebenso können auch einzelne Metalle verwendet werden, beispielsweise Kupfer.

Danach wird die gesamte Anordnung (der Läufer mit allen richtig angebrachten Laufschaufeln) im Ofen hart verlötet, um eine integrale Struktur zu erhalten.

Es können für die Haut und den Kernteil Stahllegierungen verwendet werden. Bevorzugt werden solche Legierungen, welche mindestens zur Korrosionsbeständigkeit 12 Gew.-% Chrom besitzen und welche zur Erzielung einer hohen Festigkeit einer Wärmebehandlung unterzogen werden können.

Das Einschneiden der Nuten 34 in den Rand 32 ergibt nicht nur die notwendige Form zur Befestigung der Laufschaufelwurzel und zur Verringerung des Gewichtes des Läuferrandes. Zusätzlich ergibt die Zufügung der Rippen 36 zwischen den Nuten 34 eine Fläche an ihren oberen Oberflächen, um daran Plattformelemente 37 zu befestigen, welche gegenüberstehend zu den Nuten 34 Kühlkanäle 38 besitzen, die noch mit anderen, nicht gezeigten Kühlkanä-

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len verbunden §ind. Die Trennwände 39 zwischen den Kühlkanälen sind so bemessen, daß sie bei gegenüberstehender Lage mit der Breite der Rippen 36 zusammenfallen.

Eine Konstruktion zur Bemessung der Kühlmittelzufuhr zu den Laufschaufeln ist im Einzelnen erläutert in der US-Patentschrift 3 6FR 439. Wie in den früher genannten US-Patentschriften erläutert, wird die Kühlflüssigkeit (gewöhnlich Wasser) unter niedrigem Druck in einer allgemein radial nach außen verlaufenden Richtung von Düsen ausgespritzt (diese sind hier nicht gezeigt, sie werden jedoch vorzugsweise beiderseits der Läuferscheibe 33 angebracht) und prallt auf die Läuferscheibe 33 auf. Das Kühlmittel bewegt sich anschließend in die Laufrinnen oder Sammelrinnen 41, 41a, welche teilweise durch nach unten verlaufende Lippenteile 42, 42a definiert sind. Die Kühlflüssigkeit sammelt sich in den. Laufrinnen 41, 41a (dabei kühlt sie diejenigen Teile, mit denen sie in Kontakt kommt) und wird dort solange zurückgehalten, bis die Flüssigkeit auf die vorherrschende Geschwindigkeit des Läuferrandes beschleunigt worden ist.

Nachdem die Kühlflüssigkeit in den Laufrinnen 41, 41a auf diese Weise beschleunigt worden ist, fließt sie von dort aus ab, wobei sie radial nach außen durch die Bohrungen 43, 43a zur Unterseite der Plattform 37 strömt, wo sie über ein nicht gezeigtes Bemessungssystera in die Nuten 13a und die Kühlkanäle 13 eingeleitet wird. Einzelne nicht gezeigte Öffnungen können vorgesehen werden, um die Laufrinne 41 mit dem Kühlkanal 13b zu verbinden und auf diese Weise eine größere Kühlkapazität an der Vorderkante oder Eintrittskante der Laufschaufel 10 zu gewährleisten. Bei seinem Durchgang läuft das Kühlmittel über die unteren Oberflächen der Plattformelemente 37 und hält diese Elemente kühl.

Mit der Bewegung der Kühlflüssigkeit durch die Kühlkanäle.13 irgendeiner Laufschaufel 10 wird ein Anteil (Größe dieses Anteils

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hängt ab von der gewählten Strömungsgeschwindigkeit) dadurch in den gasförmigen oder Dampfzustand umgewandelt, daß er Wärme von der Haut 11 und dem Kern 12 der Laufschaufel absorbiert. An den äußeren Enden der Kühlkanäle 13 strömen der erzeugte Dampf und etwa verbleibendes flüssiges Kü'ü-iittel in die Verteilerräume und 17a und treten aus diesem Verteilersystem wie vorstehend beschrieben aus.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Laufschaufel 50 nicht mit einer Hülle versehen ist. Der Läufer, die Plattform und die Verbindung von Laufschaufel und Läufer sind in gleicher Weise gestaltet wie in der Ausführung iOrm nach Fig. 1. Die Kühlkanäle 13 münden in Verteilerräumen 51 und 51a, wobei diese Verteilerräume durch einen Kanal 52 miteinander verbunden sind. Der vom Verteilerraum 51 aus den Kühlkanälen 13 aufgenommene Kühlmittelstrom und der Kühlmittelstrom aus dem Verteilerraum 51a werden von dort durch eine konvergent—divergente Düse 53 abgegeben, welche in Strömungsmittelverbindung mit dem Verteilerraum 51 steht. Um die Düse 53 aufzunehmen wird eine oder mehrere der Kühlkanalnuten 13a mit benachbarten Nuten 13a zusammengeführt, um den Kühlmittelstrom durch diese Zusammenführung zum Verteilerraum 51 zu leiten.

Bei der Abgabe des Kühlmittelstroms wird die Düse 53 die dort enthaltene Flüssigkeit mit größerer Genauigkeit in die Sammelrinne 54 des Gehäuses 56 richten. Eine konvergent—divergente Düse 53 wird verwendet, da gemäß der Beschreibung im Zusammenhang mit der bevorzugten Ausführungsform durch ein Flüssigkeitskühlungssystem ein genügender Staudruck durch Kühlmittelversorgung erhalten wird, um einen Aufbau des Drucks stromaufwärts von der Düse 53 bis zu einem solchen Grade zu ermöglichen, bei dem das kritische Druckverhältnis (das Verhältnis des Druckes stromaufwärts zum Druck der Umgebung) größer ist als der Druck, welcher für eine ÜberseheIlströmung erforderlich ist (d.h. größer als etwa 2 : 1).

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Ebenso ist der divergierende Teil der Düse 53 so gestaltet, daß die flüssige Komponente des abgegebenen Stroms radial gerichtet und wirksamer gesammelt werden kann, während andererseits der größte Teil der dampfförmigen oder gasförmigen Komponente allgemein rückwärts relativ zur Drehrichtung ausgestoßen wird. Die gesamte Reaktionskraft, welche durch den Dampfgehalt des ausgestossenen Kühlmittels ausgeübt wird, wird durch die Größe F dargestellt. Die Komponente F-cos ß stellt dabei das erzeugte nutzbare Drehmoment dar und die Komponente F· sin ß erzeugt einen stromaufwärts gerichteten Schub auf die Laufschaufeln und vermindert die axiale Biegebelastung auf die Laufschaufel, da sie der stromabwärts gerichteten Kraft entgegenwirkt, welche von dem Heißgasstrom erzeugt wird.

Die konvergent-divergenten Düsen beider Ausführungsformen können als Teil des Gießvorganges in die Gußteile für die Laufschaufeln und die Hülle eingefügt werden. Im Falle eines Aufbaus, mit Laufschaufel und Hülle kann die Hülle für das Laufschaufelende zweckmäßigerweise in zwei Teilen gegossen werden, die später an einer am Umkreis verlaufenden Oberfläche miteinander verbunden werden. Obwohl für die nicht mit einer Hülle versehene Konstruktion eine konvergent-divergente Düse verwendet werden muß, können in der mit Hülle versehenen Konstruktion auch konvergente Düsen verwendet werden.

Ein weiterer Vorteil der Düse besteht darin, daß hierbei eine Geschwindigkeit des Wassers und des Dampfes relativ zur Laufschaufel erzeugt wird, welche der Geschwindigkeit der Laufschaufelenden vergleichbar ist, und daher die Geschwindigkeit relativ zu den stationären Teilen vermindert wird. Dies verringert eine Aufprallerosion an den stationären Teilen und ermöglicht eine längere Lebensdauer oder die Verwendung von weicheren, billigeren Materialien anstelle der sonst erforderlichen Materialien.

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Die strukturelle Integrität der Laufschaufel r.Is ein Druckgefäß und die erwünschte tiefe Temperatur des Kühlwassers müssen bei der Festlegung des Flussigkeits/Dampfdruckes in der Laufschaufel berücksichtigt werden. Der beste Kompromiß besteht darin, daß man zulässige mechanische und thermische Belastungen im Metall gestattet, welche gleichzeitig ein Maximum an relativer Energierückgewinnung durch den Aufbau der Düse ergeben.

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Claims

- 13 Pa tentn nsprüche

1./ Gasturbine mit einem auf einer Welle drehbar in einem Gehäuse gelagerten Turbinenläufer, wobei sich der Turbinenläufer im wesentlichen senkrecht zur Achse der Welle erstreckt und an seinem äußeren Rand befestigte Turbinenlaufschaufeln mit zwischengefügten Plattformeinrichtungen besitzt, die Laufschaufeln eine Antriebskraft von einem heißen Arbeitsmittel erhalten, das sich in einer Richtung allgemein parallel zur Achse der Welle bewegt, und die Antriebskraft über den Turbinenläufer auf die Welle übertragen wird, und weiterhin radial innen von der Plattform angeordnete Einrichtungen zur Einführung eines flüssigen Kühlmittels in der Turbine in einer radial nach außen gerichteten Richtung in ein offenes Kühlmittelverteilersystem vorgesehen sind, welches unter der Oberfläche liegende Kühlkanäle besitzt, die in jeder Laufschaufel etwa radial verlaufen, wobei unter den Plattformen noch Einrichtungen zur Abmessung der Flüssigkeit in Strömungsmittelverbindung mit den Kühlkanälen vorhanden sind und ein Verteiler- und Auslaßteil im Endbereich jeder Laufschaufel in Strömungsmittelverbindung mit den äußeren Enden der Kühlkanäle einer Laufschaufel vorgesehen sind, wodurch das Kühlmittel zur Unterseite der Plattformeinrichtungen strömt, und dort in die Kühlkanäle abgemessen wird, diese durchläuft und von diesen Kühlkanälen in den Verteiler und Auslaßteil des offenen Kühlmittelverteilersystems austritt, gekennzeichnet durch:

a) Verteilereinrichtungen (17a, 17, 21a, 21, 22, 51, 51a, 52) an der Laufschaufeloberfläche in der Nähe des Endes jeder Laufschaufel (10) in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslaßende jedes Kühlkanals (13) und

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b) eine konvergent-divergente Düse (23, 24, 26, 53) in Strömungsmittelverbindung mit den Verteilereinrichtungen (17) zur Abgabe des Kühlmittelstroms aus dem Kühlmittelverteilersystem mit offenem Kreis.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verteilereinrichtung aus einer Nut (17, 17a, 51, 51a) besteht, welche in dem Laufschaufelkern (12) an jeder Seite jeder Turbinenlaufschaufel ausgebildet ist, wobei die beiden Nuten (17, 17a) an einem Punkt stromaufwärts von der konvergent-divergenten Düse durch einen Kanal (21, 21a, 22, 52) verbunden sind, welcher durch das trennende Material des Laufschaufelkerns verläuft, und die Düse (23, 24, 26, 53) zur Abgabe des Kühlmittelstroms von der Austrittskante der Laufschaufel angeordnet ist.

3. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Turbinenlaufschaufel (10) an ihrem körperfernen Ende mit einer Hüllenkonstruktion (16) verbunden ist, und die konvergent-divergente Düse (23, 24, 26) in der Hüllenkonstruktion ausgebildet ist, wobei die Düse zum Auslaß in einem Hohlraum (18) angeordnet ist, welcher in dem Turbinengehäuse (19) ausgebildet ist.

4. Gasturbine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Verteilereinrichtungen auf der Druck- und Saugseite jeder Laufschaufel angeordnet sind und mit der Düse über Kanäle in Strömungsmittelverbindung stehen, welche in dem Laufschaufelkern und der Hüllenkonstruktion ausgebildet sind.

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Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine, bei der ein Turbinenläufer auf einer Welle befestigt ist, welche drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, wobei sich der Turbinenläufer im wesentlichen senkrecht zur Achse der Welle erstreckt und an seinem äußeren Ende unter Zwischenfügung von Plattformeinrichtungen befestigte Turbinenlaufschaufeln besitzt und diese Turbinenlaufschaufeln eine Antriebskraft aus einem heißen Arbeitsmittel erhalten, das sich in einer Richtung im allgemeinen parallel zur Achse der Welle bewegt, und die Antriebskraft über den Turbinenläufer auf die Welle übertragen wird, wobei noch radial innen von der Plattform Einrichtungen zur Einführung eines flüssigen Kühlmittels im Innern der Turbine in Richtung radial nach außen und in ein Kühlmittelverteilungssystem mit offenem Kreis vorgesehen sind, wodurch das Kühlmittel zur Unterseite der Plattformeinrichtungen verläuft, dort abgemessen wird und durch Kühlkanäle in den Laufschaufeln verläuft und von den Kanälen in einem Verteilter und Auslaßteil des Systems zur Kühlmittelverteilung mit offenem Kreis austritt, dadurch gekennzeichnet , daß eine Differenz zwischen dem Verteilersystem für Kühlmittel im offenen Kreis und der Umgebung geschaffen und aufrechterhalten wird, in welche der Kühlmittelstrom abgegeben wird, wobei die Druckdifferenz ausreichend hoch eingestellt wird, so daß der Kühlmittelstrom mit Überschallgeschwindigkeit ausgestoßen wird.

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