EP2342425B1

EP2342425B1 - Gasturbine mit sicherungsplatte zwischen schaufelfuss und scheibe

Info

Publication number: EP2342425B1
Application number: EP09824440A
Authority: EP
Inventors: Nicholas F. Martin; Christoph Schiefer; Peter Schröder; Bernd Van Den Toorn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2029-09-10
Also published as: JP2012510580A; EP2184443A1; EP2342425A1; JP5226876B2; US20110268564A1; WO2010052053A1; CN102216567A; RU2011122606A; US8657577B2; RU2499890C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Turbinenrotor für eine Gasturbine mit einer Anzahl von jeweils zu Laufschaufelreihen zusammengefassten, an jeweils einer Turbinenscheibe angeordneten Laufschaufeln mit jeweils einem Schaufelfuß, der jeweils in einer sich in Axialrichtung erstreckenden Laufschaufelhaltenut der Turbinenscheibe angeordnet ist, wobei zwischen dem jeweiligen Schaufelfuß und einem Nutgrund der Laufschaufelhaltenut eine Sicherungsplatte zur Sicherung von Laufschaufeln entgegen einer Verschieben entlang der Laufschaufelhaltenut angeordnet ist, welche mittels Abkantungen an der Turbinenscheibe fixiert ist.
Gasturbinen werden in vielen Bereichen zum Antrieb von Generatoren oder von Arbeitsmaschinen eingesetzt. Dabei wird der Energieinhalt eines Brennstoffs zur Erzeugung einer Rotationsbewegung eines Turbinenrotors genutzt. Der Brennstoff wird dazu in einer Brennkammer verbrannt, wobei von einem Luftverdichter verdichtete Luft zugeführt wird. Das in der Brennkammer durch die Verbrennung des Brennstoffs erzeugte, unter hohem Druck und unter hoher Temperatur stehende Arbeitsmedium wird dabei über eine der Brennkammer nachgeschaltete Turbineneinheit geführt, wo es sich arbeitsleistend entspannt.
Zur Erzeugung der Rotationsbewegung des Turbinenrotors ist dabei an dieser eine Anzahl von üblicherweise in Schaufelgruppen oder Schaufelreihen zusammengefassten Laufschaufeln angeordnet. Dabei ist üblicherweise für jede Turbinenstufe eine Turbinenscheibe vorgesehen, an der die Laufschaufeln mittels ihres Schaufelfußes befestigt sind. Zur Strömungsführung des Arbeitsmediums in der Turbineneinheit sind zudem üblicherweise zwischen benachbarten Laufschaufelreihen mit dem Turbinengehäuse verbundene und zu Leitschaufelreihen zusammengefasste Leitschaufeln angeordnet.
Die Brennkammer der Gasturbine kann als so genannte Ringbrennkammer ausgeführt sein, bei der eine Vielzahl von in Umfangsrichtung um den Turbinenrotor herum angeordneten Brennern in einen gemeinsamen, von einer hochtemperaturbeständigen Umfassungswand umgebenen Brennkammerraum mündet. Dazu ist die Brennkammer in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet. Neben einer einzigen Brennkammer kann auch eine Mehrzahl von Brennkammern vorgesehen sein.
Unmittelbar an die Brennkammer schließt sich in der Regel eine erste Leitschaufelreihe einer Turbineneinheit an, die zusammen mit der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums gesehen unmittelbar nachfolgenden Laufschaufelreihe eine erste Turbinenstufe der Turbineneinheit bildet, welcher üblicherweise weitere Turbinenstufen nachgeschaltet sind.
Bei der Auslegung derartiger Gasturbinen ist zusätzlich zur erreichbaren Leistung üblicherweise ein besonders hoher Wirkungsgrad ein Auslegungsziel. Eine Erhöhung des Wirkungsgrades lässt sich dabei aus thermodynamischen Gründen grundsätzlich durch eine Erhöhung der Austrittstemperatur erreichen, mit der Arbeitsmedium aus der Brennkammer ab- und in die Turbineneinheit einströmt. Dabei werden Temperaturen von etwa 1200 °C bis 1500 °C für derartige Gasturbinen angestrebt und auch erreicht.
Bei derartig hohen Temperaturen des Arbeitsmediums sind jedoch die diesem ausgesetzten Komponenten und Bauteile hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Um die Turbinenscheibe und den Turbinenrotor vor dem Eindringen von heißem Arbeitsmedium zu schützen, sind üblicherweise an den Turbinenscheiben Dichtplatten vorgesehen, die kreisförmig umlaufend an der Turbinenscheibe an den jeweils zur Turbinenachse normalen Flächen angebracht sind. Dabei ist üblicherweise pro Turbinenschaufel auf jeder Seite der Turbinenscheibe jeweils eine Dichtplatte vorgesehen. Diese überlappen schuppenartig und weisen üblicherweise einen Dichtflügel auf, welcher sich derart bis zur jeweils benachbarten Leitschaufel erstreckt, dass ein Eindringen von heißem Arbeitsmedium in Richtung des Turbinenrotors vermieden wird.
Die Dichtplatten erfüllen jedoch noch weitere Funktionen. Sie bilden einerseits die axiale Fixierung der Turbinenschaufeln durch entsprechende Befestigungselemente, andererseits dichten sie nicht nur die Turbinenscheibe gegen Eindringen von heißem Gas von außen ab, sondern vermeiden auch ein Austreten von im Inneren der Turbinenscheibe geführter Kühlluft, die üblicherweise zur Kühlung der Turbinenschaufeln in selbige weitergeleitet wird.
Die oben genannte Ausgestaltung der Turbinenscheiben mit segmentiert schuppenartig überlappenden Dichtplatten ist jedoch relativ kompliziert. Es ist eine relativ große Anzahl von Dichtplatten erforderlich, was zu einem vergleichsweise hohen Konstruktionsaufwand der Turbinenscheiben und damit der gesamten Gasturbine führt. Weiterhin kann eine eventuell erforderliche Reparatur im Bereich der Turbinenscheiben durch diese Konstruktion vergleichsweise aufwändig sein.
Ein Eingangs genannter Turbinenrotor ist jeweils aus der EP 1 703 078 A1 , DE 199 25 774 A1 , GB 643,914 und DE 100 31 116 A1 bekannt. Ferner ist aus der US 4,470,757 bekannt, die in eine Laufschaufel einströmende Kühlluftmenge durch allein dafür vorgesehene Bleche einzustellen.
Darüber hinaus ist aus der US 2008/0253895 A1 eine Sicherung für Laufschaufeln einer Gasturbine bekannt, die eine Axialverschiebung der Laufschaufeln längs ihrer Haltenuten verhindert. Die Sicherung umfasst je Laufschaufel einen wellenförmigen Stab, der zwischen Schaufelfußunterseite und Nutgrund platziert ist und sich über die Länge der Nut hinaus erstreckt. Die einen Enden der Stäbe sind mit einem Ring verschweißt, welcher stirnseitig an der Rotorscheibe anliegt und den Verschiebeweg der Laufschaufel in die eine Richtung blockiert. Auf der anderen Stirnseite der Rotorscheibe ist ebenfalls ein Ring angelegt, der den Verschiebeweg in die entgegengesetzte Richtung blockiert. Durch diesen erstrecken sich die anderen Enden der Stäbe. Zudem sind diese Enden umgebogen, wodurch der zweite Ring sicher gehalten ist. Aufwändig ist hier jedoch die gleichzeitige Montage aller Stäbe radial innerhalb der bis dahin ungesicherten Laufschaufeln.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Turbinenrotor für eine Gasturbine anzugeben, welcher, eingesetzt in einer Gasturbine, unter Erhaltung der größtmöglichen betrieblichen Sicherheit und eines größtmöglichen Gasturbinen-Wirkungsgrades eine vereinfachte Konstruktion erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zur Kühlmittelzuführung ein Kühlluftzuführungskanal im Nutgrund der Laufschaufelhaltenuten mündet, die jeweilige Sicherungsplatte eine Anzahl von Kühlluftlöchern zum Durchlass von Kühlmittel aufweist und der jeweilige Schaufelfuß zwei von sich in Bezug auf die Turbinenachse im Wesentlichen azimutal erstreckenden Nuten umfasst und bei der die jeweilige Sicherungsplatte zwei Federn umfasst, die derart angeordnet sind, dass zur Abdichtung sie mit den Nuten des Schaufelfußes formschlüssig verbindbar sind.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine vereinfachte Konstruktion der Gasturbine insbesondere im Bereich der Turbinenscheiben möglich wäre, wenn die bisher übliche Konstruktion mit schuppenartig angeordneten Dichtplatten vereinfacht werden könnte. Eine besonders einfache Ausgestaltung wäre insbesondere dann möglich, wenn die Dichtplatten vollständig entfallen könnten. Problematisch ist dabei jedoch das daraus resultierende Fehlen einer Fixierung der Turbinenschaufeln in axialer Richtung. Bei einem Entfall der Dichtplatten sollte daher eine axiale Fixierung der Turbinenschaufeln auf andere Art und Weise erfolgen. Dazu ist zwischen dem jeweiligen Schaufelfuß und dem Turbinenrotor eine Sicherungsplatte angeordnet, die eine besonders einfache Fixierung des Schaufelfußes an der Turbinenscheibe ermöglicht und flexibel an die jeweiligen geometrischen Erfordernisse der Fixierung angepasst werden kann.
Zur Fixierung an der Turbinenscheibe umfasst die jeweilige Sicherungsplatte dabei eine Anzahl von Abkantungen. Diese umfassen die Turbinenscheibe in axialer Richtung und ermöglichen so eine sichere Fixierung. Eine Fixierung durch Abkantungen ist zudem besonders fertigungsfreundlich, indem die noch nicht abgekantete, flache Sicherungsplatte zunächst am Schaufelfuß der Turbinenschraube fixiert wird, der Schaufelfuß mit der Sicherungsplatte eingesetzt wird und anschließend die Sicherungsplatte zur axialen Fixierung abgekantet wird. Dadurch ist zusätzlich zur sicheren Fixierung eine besonders einfache Montage möglich.
Um auch eine sichere axiale Verbindung des Schaufelfußes mit der Sicherungsplatte zu garantieren, umfasst der jeweilige Schaufelfuß zunächst eine Anzahl von sich in Bezug auf den Turbinenrotor im Wesentlichen azimutal erstreckenden Nuten sowie weiterhin die jeweilige Sicherungsplatte eine Anzahl von Federn, die derart angeordnet sind, dass sie mit den Nuten des Schaufelfußes formschlüssig verbindbar sind. Die Nuten dienen also als Aufnahme für entsprechende Federn auf der Sicherungsplatte. Damit ist eine sichere axiale Verbindung der Sicherungsplatte mit dem Schaufelfuß durch eine formschlüssige Feder-Nut-Verbindung erreicht.
Zudem umfasst die jeweilige Sicherungsplatte eine Anzahl von Kühlluftlöchern. Dadurch kann Kühlluft durch das Innere der Turbinenscheibe und durch die entsprechenden Kühlluftlöcher in der Sicherungsplatte in den Schaufelfuß und damit in die Turbinenschaufel eingeleitet werden und es wird damit eine sichere Kühlung der Turbinenschaufel ermöglicht.
Aufgrund der zu kühlenden Laufschaufel kann diese über einen im Nutgrund der Haltenut mündenden Kühlluftzuführungskanal mit Kühlluft versorgt werden. Um dabei eine möglichst verlustarmen Übergang von Kühlluft aus dem Kühlluftzuführungskanal in die Laufschaufel zu gewährleisten, ist die Nut-Feder-Verbindung von Schaufelfuß und Sicherungsplatte einerseits und der Sitz der Sicherungsplatte zwischen Schaufelfußunterseite und Nutgrund andererseits auch als Dichtung ausgebildet.
Die bisher üblichen Dichtplatten dienen jedoch nicht nur der axialen Fixierung der Laufschaufeln, sondern dichten den Schaufelfuß auch gegen Heißgas ab, welches aus dem Innenraum in Richtung Turbinenrotor eindringen könnte und dort für Beschädigungen sorgen könnte. Um trotz eines Entfalls der Dichtplatten eine ausreichende Abdichtung der Turbinenscheiben und des Turbinenrotors gegen Eindringen von heißem Arbeitsmedium zu erreichen, sollte eine entsprechende Abdichtung durch andere Bauteile verwirklicht werden. Um dabei die gewünschte Vereinfachung der Konstruktion zu erzielen, sollten dabei keine neuen Bauteile hinzugefügt werden, sondern die Abdichtungsfunktion sollte von bereits vorhandenen Bauteilen durch entsprechende Modifikationen verwirklicht werden. Dazu sollten vorteilhafterweise Dichtflügel, die sich jeweils zu den benachbarten Leitschaufelreihen erstrecken, an den Schaufelfüßen der Laufschaufeln befestigt werden.
Vorteilhafterweise erstreckt sich der jeweilige Dichtflügel in Bezug auf den Turbinenrotor im Wesentlichen in axialer und azimutaler Richtung. Damit erfolgt die Abdichtung in einer Ebene senkrecht zur potentiellen Eindringrichtung des heißen Arbeitsmediums. Dadurch wird eine vollständige Abdichtung des unterhalb des Schaufelfußes liegenden Bereiches in Richtung des Turbinenrotors gegen im Inneren der Gasturbine strömendes Heißgas erreicht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist der jeweilige Schaufelfuß in beide axialen Richtungen jeweils einen Dichtflügel auf. Dadurch ist es möglich, auf beiden Seiten der Turbinenschaufel eine Abdichtung gegen eindringendes Heißgas zu erreichen.
Vorteilhafterweise kommt eine derartige Gasturbine in einer Gas- und Dampfturbinenanlage zum Einsatz.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch das Einbringen von Sicherungsplatten zwischen Schaufelfuß und Turbinenscheibe einer Gasturbine die bisher üblichen Dichtplatten entfallen können, so dass eine wesentlich vereinfachte und günstigere Konstruktion der Gasturbine möglich ist. Das Design der gesamten Laufschaufelreihe wird dadurch wesentlich vereinfacht, außerdem kann das Gewicht reduziert werden, so dass weniger mechanische Belastungen auftreten und die Turbinenscheibe entsprechend kleiner und günstiger ausgeführt werden kann. Weiterhin können die bisher erforderlichen komplexen Nuten zur Fixierung der Dichtplatte in der Turbinenscheibe entfallen. Durch die Fixierung des Schaufelfußes an der Turbinenscheibe mittels einer Feder-Nut-Verbindung ist auch ohne Dichtplatten eine besonders sichere axiale Fixierung gewährleistet, so dass die Abnutzung während des Betriebs vergleichsweise gering gehalten werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1: einen Halbschnitt durch eine Gasturbine,
FIG 2: einen Halbschnitt durch den äußeren Umfang einer Turbinenscheibe für die Gasturbine mit Dichtplatten,
FIG 3: einen Halbschnitt durch den äußeren Umfang einer Turbinenscheibe für die Gasturbine ohne Dichtplatten, und
FIG 4: eine vergrößerte Darstellung einer Sicherungsplatte.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Gasturbine 1 gemäß FIG 1 weist einen Verdichter 2 für Verbrennungsluft, eine Brennkammer 4 sowie eine Turbineneinheit 6 zum Antrieb des Verdichters 2 und eines nicht dargestellten Generators oder einer Arbeitsmaschine auf. Dazu sind die Turbineneinheit 6 und der Verdichter 2 auf einer gemeinsamen, auch als Turbinenläufer bezeichneten Turbinenrotor 8 angeordnet, mit der auch der Generator bzw. die Arbeitsmaschine verbunden ist, und die um ihre Mittelachse 9 drehbar gelagert ist. Die in der Art einer Ringbrennkammer ausgeführte Brennkammer 4 ist mit einer Anzahl von Brennern 10 zur Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs bestückt.
Die Turbineneinheit 6 weist eine Anzahl von mit dem Turbinenrotor 8 verbundenen, rotierbaren Laufschaufeln 12 auf. Die Laufschaufeln 12 sind kranzförmig an dem Turbinenrotor 8 angeordnet und bilden somit eine Anzahl von Laufschaufelreihen. Weiterhin umfasst die Turbineneinheit 6 eine Anzahl von feststehenden Leitschaufeln 14, die ebenfalls kranzförmig unter der Bildung von Leitschaufelreihen an einem Leitschaufelträger 16 der Turbineneinheit 6 befestigt sind. Die Laufschaufeln 12 dienen dabei zum Antrieb des Turbinenrotors 8 durch Impulsübertrag vom die Turbineneinheit 6 durchströmenden Arbeitsmedium M. Die Leitschaufeln 14 dienen hingegen zur Strömungsführung des Arbeitsmediums M zwischen jeweils zwei in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums M gesehen aufeinander folgenden Laufschaufelreihen oder Laufschaufelkränzen. Ein aufeinander folgendes Paar aus einem Kranz von Leitschaufeln 14 oder einer Leitschaufelreihe und aus einem Kranz von Laufschaufeln 12 oder einer Laufschaufelreihe wird dabei auch als Turbinenstufe bezeichnet.
Jede Leitschaufel 14 weist eine Plattform 18 auf, der zur Fixierung der jeweiligen Leitschaufel 14 an einem Leitschaufelträger 16 der Turbineneinheit 6 als Wandelement angeordnet ist. Die Plattform 18 ist dabei ein thermisch vergleichsweise stark belastetes Bauteil, das die äußere Begrenzung eines Heißgaskanals für das die Turbineneinheit 6 durchströmende Arbeitsmedium M bildet. Jede Laufschaufel 12 ist in analoger Weise über eine Plattform 19 an dem Turbinenrotor 8 befestigt.
Zwischen den beabstandet voneinander angeordneten Plattformen 18 der Leitschaufeln 14 zweier benachbarter Leitschaufelreihen ist jeweils ein Führungsring 21 an einem Leitschaufelträger 16 der Turbineneinheit 6 angeordnet. Die äußere Oberfläche jedes Führungsrings 21 ist dabei ebenfalls dem heißen, die Turbineneinheit 6 durchströmenden Arbeitsmedium M ausgesetzt und in radialer Richtung vom äußeren Ende der ihm gegenüber liegenden Laufschaufeln 12 durch einen Spalt beabstandet. Die zwischen benachbarten Leitschaufelreihen angeordneten Führungsringe 21 dienen dabei insbesondere als Abdeckelemente, die das Innengehäuse 16 im Leitschaufelträger oder andere Gehäuse-Einbauteile vor einer thermischen Überbeanspruchung durch das die Turbine 6 durchströmende heiße Arbeitsmedium M schützen.
Die Brennkammer 4 ist im Ausführungsbeispiel als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Umfangsrichtung um den Turbinenrotor 8 herum angeordneten Brennern 10 in einen gemeinsamen Brennkammerraum münden. Dazu ist die Brennkammer 4 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um den Turbinenrotor 8 herum positioniert ist.
FIG 2 zeigt im Detail einen Schnitt durch den äußeren Umfang einer an dem Turbinenrotor 8 angebrachten Turbinenscheibe einer Laufschaufelstufe der Turbineneinheit 6 nach dem Stand der Technik.
Eine Laufschaufel 12 ist dabei in einer Laufschaufelhaltenut 30 mit ihrem Schaufelfuß 32 angeordnet. Der Schaufelfuß 32 der Laufschaufel 12 ist im Querschnitt tannenbaumförmig und korrespondiert zu der Tannenbaumform der Laufschaufelhaltenut 30. Die Schemadarstellung der Kontur des Laufschaufelfußes 32 und die der Laufschaufelhaltenut 30 ist gegenüber der restlichen Darstellung der FIG 2 um 90° gedreht wiedergegeben. Somit erstreckt sich die dargestellte Laufschaufelhaltenut 30 zwischen den Seitenflächen 34 der Turbinenscheibe 36.
Des Weiteren sind kopfseitige Enden von Leitschaufeln 14 schematisch angedeutet, die - in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums der Gasturbine betrachtet - stromauf und stromab der Laufschaufel 12 angeordnet sind. Die Leitschaufeln 14 sind dabei strahlenförmig in Kränzen angeordnet. Die Leitschaufeln 14 eines jeden Kranzes sind dabei durch einen kopfseitig vorgesehenen Befestigungsring 38 stabilisiert. Beiderseits der Turbinenscheibe 36 sind jeweils an den Seitenwänden 34 umlaufend schuppenartig Dichtplatten 40 eingesetzt. Diese werden an ihrer Oberseite in einer in die Laufschaufel 12 eingebrachten Nut 42 gehalten und an ihrer Unterseite durch einen Sicherungsbolzen 44 fixiert.
Die Dichtplatten 40 erfüllen dabei mehrere Aufgaben: Einerseits dichten sie durch angesetzte, sich im Wesentlichen in axialer und azimutaler Richtung erstreckende Dichtflügel 46 den Zwischenraum zwischen Turbinenscheibe 36 und benachbarten Leitschaufeln 14 gegen Eindringen von heißem Arbeitsmedium M aus der Turbine ab. Andererseits sorgen die Dichtplatten 40 auch für eine axiale Fixierung des Schaufelfußes 32 in der Schaufelfußnut 30 und sichern diese so gegen axiale Verschiebung. Die radiale und azimutale Sicherung ist bereits durch die Tannenbaumform der Laufschaufelhaltenut 30 erreicht. Weiterhin verhindern die Dichtplatten 40 ein Austreten von durch Kühlluftkanäle 48 durch die Turbinenscheibe 36 in den Schaufelfuß 32 und die Laufschaufel 12 eingebrachter Kühlluft.
Um eine einfachere, leichtere und kostengünstigere Konstruktion der Gasturbine 1 zu ermöglichen, sollte das Design so verändert werden, dass die Dichtplatten 40 entfallen können. Eine derartige Konstruktion in einer der FIG 2 entsprechenden Weise in FIG 3 dargestellt.
Auch hier sind die Laufschaufel 12 und die benachbarten Leitschaufeln 14 mit den entsprechenden Anbauteilen zu sehen. Um einen Entfall der Dichtplatten 40 zu ermöglichen, sind einerseits direkt am Schaufelfuß 32 Dichtflügel 50 angebracht. Diese verhindern Eindringen von heißem Arbeitsmedium aus dem Inneren der Gasturbine 1 in die Bereiche in der Nähe des Turbinenrotors. Weiterhin sind, um eine axiale Fixierung des Schaufelfußes 32 der Laufschaufel 12 in der Schaufelfußnut 30 zu gewährleisten, in den Schaufelfuß sich in Bezug auf den Turbinenrotor im Wesentlichen azimutal erstreckende Nuten 52 eingebracht. Diese greifen in Federn 54 der Sicherungsplatte 56 ein. Die Sicherungsplatte 56 ist mit Abkantungen 58 versehen, welche in entsprechende Aussparungen 60 der Turbinenscheibe 36 eingreifen. Dadurch ist eine axiale Fixierung der Sicherungsplatte 56 auf der Turbinenscheibe 36 und eine Fixierung des Schaufelfußes 30 auf der Sicherungsplatte 56 gewährleistet.
Eine derartige Konstruktion ist auch besonders fertigungsfreundlich: Dazu ist die Sicherungsplatte 56 vor der Montage noch nicht abgekantet, weißt also keine Abkantungen 58 auf. Bei der Montage werden zunächst die Federn 54 der Sicherungsplatte 56 in die Nuten 52 eingesetzt. Anschließend wird der Schaufelfuß 32 in die Laufschaufelhaltenut 30 geschoben und die Sicherungsplatte abgekantet und somit fixiert.
Die Sicherungsplatte 56 ist noch einmal vergrößert in FIG 4 dargestellt. Deutlich erkennbar sind die Federn 54 zur Fixierung des Schaufelfußes 32 der Laufschaufel 12 sowie die Abkantungen 58 zur Fixierung auf der Turbinenscheibe 36. Die Sicherungsplatte 56 weist zudem eine Anzahl von Kühlluftlöchern 62 auf, so dass ein Durchlass von Kühlluft aus dem Inneren der Turbinenscheibe 36 in den Schaufelfuß 32 und in die Laufschaufel 12 gewährleistet ist.
Durch die oben dargestellte Konstruktion ist es möglich, die bisher notwendigen Dichtplatten 40 vollständig entfallen zu lassen. Sämtliche bislang von den Dichtplatten 40 übernommenen Aufgaben werden von anderen, entsprechend angepassten Bauteilen übernommen. Dadurch können die relativ teuer zu fertigenden Dichtplatten 40 entfallen und es ist eine insgesamt leichtere und günstigere Konstruktion der Gasturbine 1 möglich.

Claims

Turbinenrotor (8) für eine Gasturbine,
mit einer Anzahl von jeweils zu Laufschaufelreihen zusammengefassten, an jeweils einer Turbinenscheibe (36) angeordneten kühlbaren Laufschaufeln (12) mit jeweils einem Schaufelfuß (32), der jeweils in einer sich in Axialrichtung erstreckenden Laufschaufelhaltenut (30) der Turbinenscheibe (36) angeordnet ist,
wobei zwischen dem jeweiligen Schaufelfuß (32) und einem Nutgrund der Laufschaufelhaltenut (30) eine Sicherungsplatte (56) zur Sicherung von Laufschaufeln (12) entgegen einer Verschieben entlang der Laufschaufelhaltenut (30) angeordnet ist, welche mittels Abkantungen (58) an der Turbinenscheibe (36) fixiert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Kühlmittelzuführung ein Kühlluftzuführungskanal (48) im Nutgrund der Laufschaufelhaltenuten (30) mündet, dass die jeweilige Sicherungsplatte (56) eine Anzahl von Kühlluftlöchern (62) zum Durchlass von Kühlmittel aufweist und
dass der jeweilige Schaufelfuß (32) zwei von sich in Bezug auf die Turbinenachse im Wesentlichen azimutal erstreckenden Nuten (52) umfasst und bei der die jeweilige Sicherungsplatte (56) zwei Federn (54) umfasst,
die derart angeordnet sind, dass sie zur Abdichtung mit den Nuten (52) des Schaufelfußes (32) formschlüssig verbindbar sind.
Turbinenrotor (8) nach Anspruch 1,
bei dem der jeweilige Schaufelfuß (32) einen Dichtflügel (50) aufweist.
Turbinenrotor (8) nach Anspruch 2,
bei dem der jeweilige Dichtflügel (50) sich in Bezug auf die Turbinenachse im Wesentlichen in axialer und azimutaler Richtung erstreckt.
Turbinenrotor (8) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem der jeweilige Schaufelfuß (32) in beide axialen Richtungen einen Dichtflügel (50) aufweist.
Gas- und Dampfturbinenanlage mit einem Turbinenrotor (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.