EP2508711A1 - Axial turbine stage with an ejector and gas turbine with the axial turbine stage and method for operating the axial turbine stage - Google Patents

Axial turbine stage with an ejector and gas turbine with the axial turbine stage and method for operating the axial turbine stage Download PDF

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Publication number
EP2508711A1
EP2508711A1 EP11161498A EP11161498A EP2508711A1 EP 2508711 A1 EP2508711 A1 EP 2508711A1 EP 11161498 A EP11161498 A EP 11161498A EP 11161498 A EP11161498 A EP 11161498A EP 2508711 A1 EP2508711 A1 EP 2508711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
turbine stage
vane
axial turbine
blow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11161498A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Boris Dobrzynski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP11161498A priority Critical patent/EP2508711A1/en
Publication of EP2508711A1 publication Critical patent/EP2508711A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/148—Blades with variable camber, e.g. by ejection of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes

Definitions

  • the invention relates to an axial turbine stage for a gas turbine and a gas turbine with the axial turbine stage, wherein the axial turbine stage is equipped with a blow-out device, and a method for operating the axial-turbine stage.
  • a gas turbine is coupled, for example, in a power plant for generating electrical energy with a generator and is operated both in partial load operation and in full load operation at the same speed.
  • the power requirements of the gas turbine are typically such that the gas turbine is constructed in an axial fashion.
  • the gas turbine includes a compressor, a combustion chamber, and a turbine, wherein ambient air is drawn and compressed by the compressor, which is heated in the combustion chamber with combustion of a fuel. The heated and compressed air is expanded in the turbine to perform work, which is driven by the resulting excess work the generator.
  • the turbine has at least one turbine stage, which is formed by a row of vanes and a blade row, wherein seen in the main flow direction, the row of vanes upstream of the blade row is arranged.
  • the maximum allowable turbine inlet temperature results from the thermal capacity of the turbine, in particular the turbine stage immediately downstream of the combustion chamber.
  • the turbine inlet temperature and the overall pressure ratio of the gas turbine decrease, compared with the full-load operation of the gas turbine, whereby the thermodynamic efficiency of the gas turbine is lowered disadvantageously in partial load operation.
  • the total mass flow of the main flow through the gas turbine is reduced, thereby disadvantageously differentiating the relative inflow angles of the turbine blades, particularly the turbine blades of the blade row behind the first row of vanes, compared to the inlet angles in the design state. This results in the partial load operation of the gas turbine to a Fehlanströmung the turbine blades, whereby the working implementation is reduced in the turbine blades disadvantageous.
  • the individual stage pressure ratios and thus the overall pressure ratio of the gas turbine are lowered and the exhaust-gas temperature rises while the turbine inlet temperature remains substantially constant.
  • an operating state may occur in which the exhaust gas temperature exceeds a maximum permissible maximum value.
  • An adequate response to this would be to lower the turbine inlet temperature in this part-load operation, so that the exhaust gas temperature is equal to or less than its maximum permissible maximum value, although disadvantageously accompanied by a reduction in the thermodynamic efficiency of the gas turbine.
  • the object of the invention is to provide a Axialturbinencut for a gas turbine and a gas turbine with the Axialturbinentake and methods for operating the Axialturbinencut, wherein axial turbine stage and the gas turbine in the partial load range have a high thermodynamic efficiency.
  • the axial turbine stage according to the invention for a gas turbine has a vane and a downstream of the vane arranged Blade on the pressure side in the region of the trailing edge of the guide vane Ausblasegas in the main flow of Axialturbinencut is blown out, wherein the Ausblase boots has an adjusting device with which the Ausblaserate is adjustable in part-load operation such that the effective profile geometry of the vane means the blowby gas is changed, whereby the relative inflow angle of the blade to the relative design flow angle of the blade is equalized.
  • the method according to the invention for operating the axial-flow turbine stage comprises the steps of: operating the gas turbine in partial-load operation; Adjusting the Ausblaserate with the adjusting device such that the effective profile geometry of the guide vane is changed by means of the blow-by gas, whereby the relative inflow angle of the blade is adjusted to the relative design flow angle of the blade.
  • the deflecting effect of the vane is enhanced, compared with the deflecting effect of the vane with no outflow of the blow-by gas in the region of the trailing edge of the vane.
  • the blow-off rate is increased during operation of the gas turbine by blowing out the blow-off gas at the pressure side in the region of the trailing edge of the guide vane into the main flow of the axial turbine stage, as a result of which the deflection effect of the vane increases.
  • the purging takes place between 30% to less than 100% of the profile chord length of the vane.
  • the blow-out device is preferably formed by an inner cavity of the guide vane and at least one blow-off gas outlet opening, which is arranged on the pressure-side in the region of the trailing edge in the guide vane and connects the inner cavity of the vane gas-conducting to the outside.
  • the guide vane has a plurality of Ausblasegasaustrittsö réelleen which are arranged in a row parallel to the trailing edge.
  • the Ausblasegasauseriesö réelleen which are arranged parallel to the trailing edge.
  • the at least one Ausblasegasausbergsö réelle is a slot which is arranged parallel to the trailing edge.
  • the turbine stage preferably has a feed channel which opens into the inner cavity of the guide vane and through which the blow-by gas can be conveyed to the blow-off gas openings via the inner cavity.
  • the feed channel preferably has a throttle valve as the adjusting device, with which the Ausblaserate is controllable.
  • the feed channel preferably has a filter with which the blowby gas can be filtered, wherein the throttle valve is preferably integrated in the filter.
  • the blow-off gas is preferably a cooling gas of the guide vane and preferably a compressor discharge air of the gas turbine.
  • the cooled by the cooling gas cooled vane is designed so that they are in full load operation with supply of a according to sufficiently large mass flow of the refrigerant gas in the design point with a sufficiently long life is operational.
  • the mass flow of the cooling gas is so large that a thermal overload of the vane is prevented by the cooling effect of the cooling gas on the vane.
  • the profile of the guide vane is chosen so that, taking into account the cooling effect by the cooling medium and its aerodynamic influence, the vane meets defined design requirements in the design point.
  • the increase of the Ausblaserate would not be necessary in view of the necessary cooling effect.
  • the increase in the Ausblaserate causes an increase in the deflection of the vane.
  • the relative inflow angle of the blade is adjustable, wherein the guide vane is operated sufficiently cooled.
  • the guide vane is designed in full load operation for a throttled by the throttle valve mass flow of the cooling gas and in partial load operation for a throttled unthrottled by the throttle valve mass flow of the cooling gas.
  • the throttle valve in partial load operation, is preferably operated unthrottled. If, however, the gas turbine is operated at full load, then the throttle valve is throttled to operate.
  • the reduction of the blow-out rate caused thereby should be selected so that both sufficient cooling and a sufficient deflecting effect of the guide blade during operation of the gas turbine are always provided.
  • the Ausblaserate is increased in partial load operation based on a Ausblaserate in full load operation.
  • a gas turbine 1 has a housing 2, in which a compressor (not shown), a combustion chamber 3 and a turbine are arranged, which has a plurality of turbine stages 8, 9. Downstream of the compressor end, a deflection diffuser (not shown) is arranged, which opens into a compressor plenum 5, which is designed as a cavity in the housing 3 and in which the combustion chamber 3 is arranged.
  • a deflection diffuser (not shown) is arranged, which opens into a compressor plenum 5, which is designed as a cavity in the housing 3 and in which the combustion chamber 3 is arranged.
  • ambient air is drawn in by the compressor and compressed to a compressor discharge pressure.
  • the compressor discharge air enters the combustion chamber interior 4 of the combustion chamber 3 and is mixed with a liquid or gaseous fuel. This results in the combustion chamber interior 4, a combustible mixture ignited and is burned in the combustion chamber 3.
  • the combustion in the combustion chamber interior 4 is essentially isobaric.
  • the mixture has a correspondingly caused by the combustion
  • the first turbine stage 8 has a stator blade row 10 and a rotor blade row 12.
  • the vane row 10 of the first turbine stage 8 is formed by a plurality of circumferentially equidistantly arranged, same vanes 11.
  • the blade row 12 of the first turbine stage 8 is formed by an equidistantly arranged around the circumference, the same blades 13.
  • the vanes 11 and the blades 13 are designed in Axialbautician.
  • the vanes 11 are held at their radially outer ends by a vane carrier 14.
  • the rotor blades 13 are each equipped at their radially inner ends with a blade root, which is in a form-fitting engagement with a rotor 15 of the gas turbine 1.
  • Each vane 11 has an airfoil with a trailing edge 16, a leading edge and a suction side (not shown) and a pressure side 18.
  • Each blade 13 has a leading edge 17 which, by design, has a relative design inflow angle 26.
  • the hot gas mixture introduced into the transition duct 7 enters the first turbine stage 8, the hot gas mixture being deflected from the guide blade row 10 and being expanded in the rotor blade row 12 while releasing work.
  • the gas turbine has as an exhaust means an inner space of the guide vane 11 and a number of Ausblase Kunststoffaustrittsö réelleen 24 and a feed channel 20, a filter 21, a throttle valve 22 and a chamber 23 which is disposed immediately radially outside of the vanes 11 and into the interiors of the Guide vanes 11 opens.
  • the radial distance between the chamber 23 and the Verêtrplenum 5 is bridged for each vane 11 with the feed channel 20.
  • the feed channel 20 has the filter 21, in which the throttle valve 20 is integrated.
  • the compressor discharge air flows from the compressor end via the diverting diffuser into the compressor plenum 5, in which the compressor air as the cooling medium (cooling air) is provided. From the Verêtrplenum 5, the cooling air flows via the filter 21 and the throttle valve 20 into the chamber 23 and from there into the interior of each vane 11. From the interior of the vane 11 enters via the Ausblase Kunststoffaustrittsö Maschinenen 24 a Ausblaseluftstrom 25 in the main flow, wherein Operation of the throttle valve 20, an adjustment of the Ausblaserate is possible.
  • the pressure of the cooling air in the chamber 23 results in particular from the cooling air mass flow, which flows through the interior of the guide vane 11 from the chamber 23, the cooling air mass flow, which flows through the filter 21 into the chamber 23, and the Throttle position of the throttle valve 20. From the chamber 23 in the interiors of the vanes 11th
  • the guide vanes 11 have in the region of their trailing edges 16 at their pressure sides 18 in each case a substantially radially extending row of exhaust air outlet openings 24, through which the cooling air flows out of the interior of the guide vanes 11 into the main flow.
  • the deflection effect of the guide vanes 11 is enhanced.
  • the throttled in full load throttle valve 20 is opened, whereby the Ausblaseluftstrom 25 of the cooling air through the Ausblaseluftaustrittsö réelleen 24 increases.
  • the deflection effect of the guide vanes 11 increases.
  • FIGS. 2 and 3 For example, S1 face-to-face cuts of the vane 11 and blade 12 as well as velocity triangles for outflow of the vane are shown.
  • Denoted by the reference numeral 28 is the speed triangle for the full load operating state of the gas turbine 1 and designated by the reference numeral 29, the speed triangle for the partial load operating state of the gas turbine 1 is shown.
  • Reference numeral 26 is the relative design inflow angle of the blade 13 for full load operation Gas turbine 1 and the reference numeral 27, the relative inflow angle of the blade 11 is characterized. With the arrow 25 of the blow-off air flow of the blow-off gas is indicated.
  • the throttle valve 20 is opened, in the extreme case completely open, whereby the mass flow through the blow-out air outlet openings 24 is increased.
  • the deflecting effect of the guide vanes 11 is advantageously increased, with the trailing edges 17 of the guide vanes 13 flowing optimally and the guide vanes 11 being sufficiently cooled.
  • the Ausblaserate is zero, so that the Ausblaseluftstrom from the purge air outlet opening is not present.
  • This results in the partial load operation of the relative inflow angle 27 of the blade 13 is shallower than the relative Auslegungszuströmwinkel 26 of the blade 13, whereby the blade 13 is faulty.
  • the purge air flow 25 is set at the purge rate such that the relative inflow angle 27 of the blade 13 is identical to the relative design inflow angle 26 of the blade 13.
  • the blade 13 is advantageously flowing according to design.

Abstract

The axial-flow turbine stage (8) comprises a guide vane (11), a blade (13) arranged at the downstream direction of the vane, and the blow-out portions (24) arranged at the trailing edge (16) on the pressure side (18) of the vane, for blowing gas in the main flow direction (25). An adjusting device is arranged for adjusting the partial load operation of the turbine stage, according to the change in effective profile geometry of the vane, such that the inflow angle (27) of vane is reduced with respect to the inflow angle (26) of the blade. An independent claim is included for operating method of axial-flow turbine stage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialturbinenstufe für eine Gasturbine und eine Gasturbine mit der Axialturbinenstufe, wobei die Axialturbinenstufe mit einer Ausblaseeinrichtung ausgestattet ist, sowie ein Verfahren zum Betreiben der Axialturbinenstufe.The invention relates to an axial turbine stage for a gas turbine and a gas turbine with the axial turbine stage, wherein the axial turbine stage is equipped with a blow-out device, and a method for operating the axial-turbine stage.

Eine Gasturbine ist beispielsweise in einem Kraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie mit einem Generator gekuppelt und wird sowohl im Teillastbetrieb als auch im Volllastbetrieb bei derselben Drehzahl betrieben. Die Leistungsanforderungen an die Gasturbine sind in der Regel derart, dass die Gasturbine in Axialbauweise konstruiert ist. Die Gasturbine weist einen Verdichter, eine Brennkammer und eine Turbine auf, wobei von dem Verdichter Umgebungsluft angesaugt und verdichtet wird, die in der Brennkammer unter Verbrennung eines Brennstoffs erhitzt wird. Die erhitzte und verdichtete Luft wird in der Turbine arbeitsleistend entspannt, wobei mit dem dadurch gewonnen Arbeitsüberschuss der Generator angetrieben wird. Die Turbine weist mindestens eine Turbinenstufe auf, die von einer Leitschaufelreihe und einer Laufschaufelreihe gebildet ist, wobei in Hauptströmungsrichtung gesehen die Leitschaufelreihe stromauf der Laufschaufelreihe angeordnet ist. Zur Erzielung eines möglichst hohen thermodynamischen Wirkungsgrads der Gasturbine ist es erstrebenswert, die Gasturbine bei einer möglichst hohen Turbineneintrittstemperatur zu fahren. Die maximal zulässige Turbineneinrittstemperatur ergibt sich aus der thermischen Belastbarkeit der Turbine, insbesondere der Turbinenstufe unmittelbar stromab der Brennkammer.A gas turbine is coupled, for example, in a power plant for generating electrical energy with a generator and is operated both in partial load operation and in full load operation at the same speed. The power requirements of the gas turbine are typically such that the gas turbine is constructed in an axial fashion. The gas turbine includes a compressor, a combustion chamber, and a turbine, wherein ambient air is drawn and compressed by the compressor, which is heated in the combustion chamber with combustion of a fuel. The heated and compressed air is expanded in the turbine to perform work, which is driven by the resulting excess work the generator. The turbine has at least one turbine stage, which is formed by a row of vanes and a blade row, wherein seen in the main flow direction, the row of vanes upstream of the blade row is arranged. To achieve the highest possible thermodynamic efficiency of the gas turbine, it is desirable to drive the gas turbine at the highest possible turbine inlet temperature. The maximum allowable turbine inlet temperature results from the thermal capacity of the turbine, in particular the turbine stage immediately downstream of the combustion chamber.

Wird die Gasturbine im Teillastbetrieb gefahren, senken sich die Turbineneintrittstemperatur und das Gesamtdruckverhältnis der Gasturbine ab, verglichen mit dem Volllastbetrieb der Gasturbine, wodurch der thermodynamische Wirkungsgrad der Gasturbine im Teillastbetrieb nachteilig abgesenkt ist. Außerdem ist im Teillastbetrieb der Gasturbine der Gesamtmassenstrom der Hauptströmung durch die Gasturbine reduziert, wodurch sich nachteilig die relativen Zuströmwinkel der Turbinenlaufschaufeln, insbesondere der Turbinenlaufschaufeln der Laufschaufelreihe hinter der ersten Leitschaufelreihe, verglichen mit den Zuströmwinkeln im Auslegungszustand unterscheiden. Dies führt im Teillastbetrieb der Gasturbine zu einer Fehlanströmung der Turbinenlaufschaufeln, wodurch die Arbeitsumsetzung in den Turbinenlaufschaufeln nachteilig herabgesetzt ist.If the gas turbine is operated in partial load operation, the turbine inlet temperature and the overall pressure ratio of the gas turbine decrease, compared with the full-load operation of the gas turbine, whereby the thermodynamic efficiency of the gas turbine is lowered disadvantageously in partial load operation. In addition, at partial load operation of the gas turbine, the total mass flow of the main flow through the gas turbine is reduced, thereby disadvantageously differentiating the relative inflow angles of the turbine blades, particularly the turbine blades of the blade row behind the first row of vanes, compared to the inlet angles in the design state. This results in the partial load operation of the gas turbine to a Fehlanströmung the turbine blades, whereby the working implementation is reduced in the turbine blades disadvantageous.

Wird die Gasturbine ausgehend vom Volllastbetrieb in den Teillastbetrieb gefahren, so senken sich die einzelnen Stufendruckverhältnisse und somit das Gesamtdruckverhältnis der Gasturbine ab und die Abgastemperatur steigt bei im Wesentlichen gleichbleibender Turbineneintrittstemperatur. Dadurch kann ein Betriebszustand eintreten, bei dem die Abgastemperatur einen maximal zulässigen Höchstwert überschreitet. Eine adäquate Reaktion darauf wäre es in diesem Teillastbetrieb die Turbineneintrittstemperatur abzusenken, damit die Abgastemperatur wieder gleich oder kleiner ihres maximal zulässigen Höchstwerts ist, womit allerdings nachteilig eine Absenkung des thermodynamischen Wirkungsgrads der Gasturbine einhergeht.If the gas turbine is driven from full-load operation to partial-load operation, then the individual stage pressure ratios and thus the overall pressure ratio of the gas turbine are lowered and the exhaust-gas temperature rises while the turbine inlet temperature remains substantially constant. As a result, an operating state may occur in which the exhaust gas temperature exceeds a maximum permissible maximum value. An adequate response to this would be to lower the turbine inlet temperature in this part-load operation, so that the exhaust gas temperature is equal to or less than its maximum permissible maximum value, although disadvantageously accompanied by a reduction in the thermodynamic efficiency of the gas turbine.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Axialturbinenstufe für eine Gasturbine und eine Gasturbine mit der Axialturbinenstufe sowie Verfahren zum Betreiben der Axialturbinenstufe zu schaffen, wobei Axialturbinenstufe und die die Gasturbine im Teillastbereich einen hohen thermodynamischen Wirkungsgrad haben.The object of the invention is to provide a Axialturbinenstufe for a gas turbine and a gas turbine with the Axialturbinenstufe and methods for operating the Axialturbinenstufe, wherein axial turbine stage and the gas turbine in the partial load range have a high thermodynamic efficiency.

Die erfindungsgemäße Axialturbinenstufe für eine Gasturbine weist eine Leitschaufel und eine stromab der Leitschaufel angeordnete Laufschaufel sowie eine Ausblaseeinrichtung auf, mit der an der Druckseite im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel Ausblasegas in die Hauptströmung der Axialturbinenstufe ausblasbar ist, wobei die Ausblaseeinrichtung eine Justiereinrichtung aufweist, mit der die Ausblaserate im Teillastbetrieb derart justierbar ist, dass die wirksame Profilgeometrie der Leitschaufel mittels dem Ausblasegas verändert ist, wodurch der relative Zuströmwinkel der Laufschaufel an den relativen Auslegungszuströmwinkel der Laufschaufel angleichbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Axialturbinenstufe weist die Schritte auf: Betreiben der Gasturbine im Teillastbetrieb; Justieren der Ausblaserate mit der Justiereinrichtung derart, dass die wirksame Profilgeometrie der Leitschaufel mittels dem Ausblasegas verändert wird, wodurch der relative Zuströmwinkel der Laufschaufel an den relativen Auslegungszuströmwinkel der Laufschaufel angeglichen wird.The axial turbine stage according to the invention for a gas turbine has a vane and a downstream of the vane arranged Blade on the pressure side in the region of the trailing edge of the guide vane Ausblasegas in the main flow of Axialturbinenstufe is blown out, wherein the Ausblaseeinrichtung has an adjusting device with which the Ausblaserate is adjustable in part-load operation such that the effective profile geometry of the vane means the blowby gas is changed, whereby the relative inflow angle of the blade to the relative design flow angle of the blade is equalized. The method according to the invention for operating the axial-flow turbine stage comprises the steps of: operating the gas turbine in partial-load operation; Adjusting the Ausblaserate with the adjusting device such that the effective profile geometry of the guide vane is changed by means of the blow-by gas, whereby the relative inflow angle of the blade is adjusted to the relative design flow angle of the blade.

Durch das druckseitige Ausströmen des Ausblasegases im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel ist die Umlenkwirkung der Leitschaufel verstärkt, verglichen mit der Umlenkwirkung der Leitschaufel bei keinem Ausströmen des Ausblasegases im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel. Wird also mit Hilfe der Ausblaseeinrichtung beim Betrieb der Gasturbine die Ausblaserate erhöht, indem das Ausblasegas an der Druckseite im Bereich der Hinterkante der Leitschaufel in die Hauptströmung der Axialturbinenstufe ausgeblasen wird, verstärkt sich als Folge davon die Umlenkwirkung der Leitschaufel. Die Ausblasung erfolgt zwischen 30% bis kleiner als 100% der Profilsehnenlänge der Leitschaufel.Due to the pressure-side outflow of the blow-off gas in the region of the trailing edge of the guide vane, the deflecting effect of the vane is enhanced, compared with the deflecting effect of the vane with no outflow of the blow-by gas in the region of the trailing edge of the vane. Thus, when using the blow-out device, the blow-off rate is increased during operation of the gas turbine by blowing out the blow-off gas at the pressure side in the region of the trailing edge of the guide vane into the main flow of the axial turbine stage, as a result of which the deflection effect of the vane increases. The purging takes place between 30% to less than 100% of the profile chord length of the vane.

Dies ist insbesondere Vorteilhaft im Teillastbetrieb der Gasturbine. Die erfindungsgemäß bewirkte Erhöhung der Umlenkung führt zu einer Verbesserung des relativen Zuströmwinkels der Laufschaufel. Folglich kann durch eine entsprechende Betätigung der Ausblaseeinrichtung die Ausblaserate derart justiert werden, dass sich das Stufendruckverhältnis über die Axialturbinenstufe erhöht.This is particularly advantageous in partial load operation of the gas turbine. The inventively caused increase in the deflection leads to an improvement in the relative inflow angle of the blade. Consequently, by appropriate actuation of the purging device, the purging rate can be adjusted such that the step pressure ratio increases over the axial turbine stage.

Durch die erhöhte Umlenkwirkung der Leitschaufel ergibt sich ein erhöhtes Druckverhältnis der Axialturbinenstufe. Dies hat einen positiven Effekt auf den thermodynamischen Wirkungsgrad der Gasturbine und ermöglicht im Teillastbetrieb der Gasturbine die Turbineneintrittstemperatur bei gleichbleibender Abgastemperatur anzuheben. Ferner stellt sich der relative Zuströmwinkel der Laufschaufel und somit auch der Zuströmwinkel für die stromab angeordnete Laufschaufel steiler und dadurch näher am Auslegungszustand ein, wodurch aerodynamische Profilverluste an der Laufschaufel reduziert sind.Due to the increased deflection effect of the guide vane results in an increased pressure ratio of the axial turbine stage. This has a positive effect on the thermodynamic efficiency of the gas turbine and allows the partial load operation of the gas turbine to raise the turbine inlet temperature at a constant exhaust gas temperature. Furthermore, the relative inflow angle of the blade and thus also the inflow angle for the downstream blade is steeper and thereby closer to the design state, thereby reducing aerodynamic profile losses on the blade.

Die Ausblaseeinrichtung ist bevorzugt von einem Innenhohlraum der Leitschaufel und mindestens einer Ausblasegasaustrittsöffnung gebildet, die druckseitig im Bereich der Hinterkante in der Leitschaufel angeordnet ist und den Innenhohlraum der Leitschaufel gasleitend nach außen verbindet. Besonders bevorzugt ist es, dass die Leitschaufel eine Mehrzahl von Ausblasegasaustrittsöffnungen aufweist, die in einer Reihe parallel zur Hinterkante angeordnet sind. Bevorzugt sind die Ausblasegasaustrittsöffnungen Schlitze, die parallel zur Hinterkante angeordnet sind. Alternativ bevorzugt ist die mindestens eine Ausblasegasaustrittsöffnung ein Schlitz, der parallel zur Hinterkante angeordnet ist. Ferner weist bevorzugtermaßen die Turbinenstufe einen Zuführkanal auf, der in den Innenhohlraum der Leitschaufel mündet und durch den das Ausblasegas zu den Ausblasegasöffnungen via den Innenhohlraum förderbar ist. Hierbei weist der Zuführkanal bevorzugt ein Drosselventil als die Justiereinrichtung auf, mit dem die Ausblaserate steuerbar ist. Ferner weist der Zuführkanal bevorzugt einen Filter auf, mit dem das Ausblasegas filterbar ist, wobei das Drosselventil bevorzugt in den Filter integriert ist.The blow-out device is preferably formed by an inner cavity of the guide vane and at least one blow-off gas outlet opening, which is arranged on the pressure-side in the region of the trailing edge in the guide vane and connects the inner cavity of the vane gas-conducting to the outside. It is particularly preferred that the guide vane has a plurality of Ausblasegasaustrittsöffnungen which are arranged in a row parallel to the trailing edge. Preferably, the Ausblasegasaustrittsöffnungen slots which are arranged parallel to the trailing edge. Alternatively, preferably, the at least one Ausblasegasaustrittsöffnung is a slot which is arranged parallel to the trailing edge. Furthermore, the turbine stage preferably has a feed channel which opens into the inner cavity of the guide vane and through which the blow-by gas can be conveyed to the blow-off gas openings via the inner cavity. In this case, the feed channel preferably has a throttle valve as the adjusting device, with which the Ausblaserate is controllable. Furthermore, the feed channel preferably has a filter with which the blowby gas can be filtered, wherein the throttle valve is preferably integrated in the filter.

Das Ausblasegas ist bevorzugt ein Kühlgas der Leitschaufel sowie bevorzugt eine Verdichterendluft der Gasturbine. Die von dem Kühlgas gekühlt betriebbare Leitschaufel ist derart ausgelegt, dass sie im Volllastbetrieb unter Zufuhr eines entsprechend ausreichend großen Massenstroms von dem Kühlgas im Auslegungspunkt mit ausreichend langer Lebensdauer betriebbar ist. Bei der Auslegung der Leitschaufel ist berücksichtigt, dass der Massenstrom von dem Kühlgas so groß ist, dass durch die Kühlwirkung des Kühlgases auf die Leitschaufel eine thermische Überbelastung der Leitschaufel unterbunden ist. Die Profilierung der Leitschaufel ist so gewählt, dass unter Berücksichtigung der Kühlwirkung durch das Kühlmedium und dessen aerodynamischen Einfluss die Leitschaufel im Auslegungspunkt definierte Auslegungsanforderungen erfüllt.The blow-off gas is preferably a cooling gas of the guide vane and preferably a compressor discharge air of the gas turbine. The cooled by the cooling gas cooled vane is designed so that they are in full load operation with supply of a according to sufficiently large mass flow of the refrigerant gas in the design point with a sufficiently long life is operational. In the design of the guide vane is taken into account that the mass flow of the cooling gas is so large that a thermal overload of the vane is prevented by the cooling effect of the cooling gas on the vane. The profile of the guide vane is chosen so that, taking into account the cooling effect by the cooling medium and its aerodynamic influence, the vane meets defined design requirements in the design point.

Die Erhöhung der Ausblaserate wäre aus Hinsicht des notwendigen Kühlungseffekts nicht erforderlich. Die Erhöhung der Ausblaserate bewirkt eine Verstärkung der Umlenkwirkung der Leitschaufel. Somit ist beim Betrieb der Leitschaufel durch eine entsprechende Wahl der Ausblaserate der relative Zuströmwinkel der Laufschaufel einstellbar, wobei die Leitschaufel ausreichend gekühlt betrieben ist.The increase of the Ausblaserate would not be necessary in view of the necessary cooling effect. The increase in the Ausblaserate causes an increase in the deflection of the vane. Thus, in the operation of the vane by an appropriate choice of the Ausblaserate the relative inflow angle of the blade is adjustable, wherein the guide vane is operated sufficiently cooled.

Bevorzugtermaßen ist die Leitschaufel im Volllastbetrieb für einen von dem Drosselventil angedrosselten Massenstrom des Kühlgases und im Teillastbetrieb für einen von dem Drosselventil ungedrosselten Massenstrom des Kühlgases ausgelegt. Somit ist im Teillastbetrieb das Drosselventil bevorzugt ungedrosselt zu betreiben. Wird hingegen die Gasturbine bei Volllast betrieben, so ist das Drosselventil angedrosselt zu betreiben. Die damit bewirkte Reduzierung der Ausblaserate soll so gewählt werden, dass stets sowohl eine ausreichende Kühlung als auch eine ausreichende Umlenkwirkung der Leitschaufel beim Betrieb der Gasturbine gegeben sind. Ferner ist es bevorzugt, dass die Ausblaserate im Teillastbetrieb bezogen auf eine Ausblaserate im Volllastbetrieb erhöht wird.Preferred dimensions, the guide vane is designed in full load operation for a throttled by the throttle valve mass flow of the cooling gas and in partial load operation for a throttled unthrottled by the throttle valve mass flow of the cooling gas. Thus, in partial load operation, the throttle valve is preferably operated unthrottled. If, however, the gas turbine is operated at full load, then the throttle valve is throttled to operate. The reduction of the blow-out rate caused thereby should be selected so that both sufficient cooling and a sufficient deflecting effect of the guide blade during operation of the gas turbine are always provided. Furthermore, it is preferred that the Ausblaserate is increased in partial load operation based on a Ausblaserate in full load operation.

Im Folgenden wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Gasturbine im Bereich der Brennkammer und der Turbine, sowie
Figuren 2, 3
S1-Stromflächenschnitte mit einer Leitschaufel und einer Laufschaufel sowie Geschwindigkeitsdreiecke für die Abströmung der Leitschaufel.
In the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. Show it:
FIG. 1
a longitudinal section through an embodiment of the invention the gas turbine in the combustion chamber and the turbine, and
FIGS. 2, 3
S1 face cuts with a vane and blade, and velocity triangles for vane outflow.

Wie es aus den Figuren ersichtlich ist, weist eine Gasturbine 1 ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Verdichter (nicht gezeigt), eine Brennkammer 3 und eine Turbine angeordnet sind, die mehrere Turbinenstufen 8, 9 aufweist. Stromab des Verdichterendes ist ein Umlenkdiffusor (nicht gezeigt) angeordnet, der in einen als ein Hohlraum in dem Gehäuse 3 ausgebildetes Verdichterplenum 5 mündet, in dem die Brennkammer 3 angeordnet ist. Beim Betrieb der Gasturbine 1 wird von dem Verdichter Umgebungsluft angesaugt und auf einen Verdichterenddruck verdichtet. Von dem Verdichterende tritt die Verdichterendluft in den Brennkammerinnenraum 4 der Brennkammer 3 ein und wird mit einem flüssigen oder gasförmigen Brennstoff vermischt. Dadurch entsteht im Brennkammerinnenraum 4 ein brennbares Gemisch, das gezündet und in der Brennkammer 3 verbrannt wird. Die Verbrennung in dem Brennkammerinnenraum 4 erfolgt im Wesentlichen isobar. Am Brennkammeraustritt 6 der Brennkammer 3 hat das Gemisch eine durch die Verbrennung entsprechend bewirkte hohe Temperatur und wird via einen Übergangskanal 7 zu der Turbine der Gasturbine 1 geführt.As can be seen from the figures, a gas turbine 1 has a housing 2, in which a compressor (not shown), a combustion chamber 3 and a turbine are arranged, which has a plurality of turbine stages 8, 9. Downstream of the compressor end, a deflection diffuser (not shown) is arranged, which opens into a compressor plenum 5, which is designed as a cavity in the housing 3 and in which the combustion chamber 3 is arranged. During operation of the gas turbine 1, ambient air is drawn in by the compressor and compressed to a compressor discharge pressure. From the compressor end, the compressor discharge air enters the combustion chamber interior 4 of the combustion chamber 3 and is mixed with a liquid or gaseous fuel. This results in the combustion chamber interior 4, a combustible mixture ignited and is burned in the combustion chamber 3. The combustion in the combustion chamber interior 4 is essentially isobaric. At the combustion chamber outlet 6 of the combustion chamber 3, the mixture has a correspondingly caused by the combustion high temperature and is guided via a transition channel 7 to the turbine of the gas turbine 1.

Von der Turbine sind in Figur 1 eine erste Turbinenstufe 8 und eine zweite Turbinenstufe 9 dargestellt. Die erste Turbinenstufe 8 weist eine Leitschaufelreihe 10 und eine Laufschaufelreihe 12 auf. Die Leitschaufelreihe 10 der ersten Turbinenstufe 8 ist gebildet von einer Mehrzahl an über den Umfang äquidistant angeordneten, gleichen Leitschaufeln 11. Die Laufschaufelreihe 12 der ersten Turbinenstufe 8 ist gebildet von einer äquidistant über dem Umfang angeordneten, gleichen Laufschaufeln 13. Die Leitschaufeln 11 und die Laufschaufeln 13 sind in Axialbausweise ausgeführt. Die Leitschaufeln 11 sind an ihren radial außenliegenden Enden von einem Leitschaufelträger 14 gehalten. Die Laufschaufeln 13 sind an ihren radial innenliegenden Enden jeweils mit einem Schaufelfuß ausgestattet, der mit einem Rotor 15 der Gasturbine 1 formschlüssig in Eingriff steht. Jede Leitschaufel 11 weist ein Schaufelblatt mit einer Hinterkante 16, einer Vorderkante sowie einer Saugseite (nicht gezeigt) und einer Druckseite 18 auf. Jede Laufschaufel 13 weist eine Vorderkante 17 auf, die konstruktionsbedingt einen relativen Auslegungszuströmwinkel 26 hat. Im Bereich der Vorderkanten der Leitschaufeln 11 tritt das in dem Übergangskanal 7 herangeführte Heißgasgemisch in die erste Turbinenstufe 8 ein, wobei von der Leitschaufelreihe 10 das Heißgasgemisch umgelenkt wird und in der Laufschaufelreihe 12 unter Abgabe von Arbeit entspannt wird.From the turbine are in FIG. 1 a first turbine stage 8 and a second turbine stage 9 shown. The first turbine stage 8 has a stator blade row 10 and a rotor blade row 12. The vane row 10 of the first turbine stage 8 is formed by a plurality of circumferentially equidistantly arranged, same vanes 11. The blade row 12 of the first turbine stage 8 is formed by an equidistantly arranged around the circumference, the same blades 13. The vanes 11 and the blades 13 are designed in Axialbausweise. The vanes 11 are held at their radially outer ends by a vane carrier 14. The rotor blades 13 are each equipped at their radially inner ends with a blade root, which is in a form-fitting engagement with a rotor 15 of the gas turbine 1. Each vane 11 has an airfoil with a trailing edge 16, a leading edge and a suction side (not shown) and a pressure side 18. Each blade 13 has a leading edge 17 which, by design, has a relative design inflow angle 26. In the area of the front edges of the guide vanes 11, the hot gas mixture introduced into the transition duct 7 enters the first turbine stage 8, the hot gas mixture being deflected from the guide blade row 10 and being expanded in the rotor blade row 12 while releasing work.

Je höher die Turbineneintrittstemperatur des Heißgasgemischs ist, desto höher ist der thermodynamische Wirkungsgrad der Gasturbine 1. Thermische Belastungsgrenzen des Werkstoffs der Leitschaufeln 11 ergeben eine maximal zulässige Turbineneintrittstemperatur. Zur Erhöhung der maximal zulässigen Turbineneintrittstemperatur werden die Leitschaufeln 11 beim Betrieb der Gasturbine 1 gekühlt, um die thermische Belastung der Leitschaufeln 11 herabzusetzen.The higher the turbine inlet temperature of the hot gas mixture, the higher the thermodynamic efficiency of the gas turbine 1. Thermal load limits of the material of the guide vanes 11 result in a maximum allowable turbine inlet temperature. To increase the maximum allowable turbine inlet temperature, the guide vanes 11 are cooled during operation of the gas turbine 1 in order to reduce the thermal load on the guide vanes 11.

Die Gasturbine weist als eine Ausblaseeinrichtung einen Innenraum der Leitschaufel 11 und eine Reihe an Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 sowie einen Zuführkanal 20, einen Filter 21, ein Drosselventil 22 und eine Kammer 23 auf, die unmittelbar radial außenseitig der Leitschaufeln 11 angeordnet ist und die in die Innenräume der Leitschaufeln 11 mündet. Der Radialabstand zwischen der Kammer 23 und dem Verdichterplenum 5 ist für jede Leitschaufel 11 mit dem Zuführkanal 20 überbrückt. Der Zuführkanal 20 weist den Filter 21 auf, in den das Drosselventil 20 integriert ist.The gas turbine has as an exhaust means an inner space of the guide vane 11 and a number of Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 and a feed channel 20, a filter 21, a throttle valve 22 and a chamber 23 which is disposed immediately radially outside of the vanes 11 and into the interiors of the Guide vanes 11 opens. The radial distance between the chamber 23 and the Verdichterplenum 5 is bridged for each vane 11 with the feed channel 20. The feed channel 20 has the filter 21, in which the throttle valve 20 is integrated.

Die Verdichterendluft strömt von dem Verdichterende via den Umlenkdiffusor in das Verdichterplenum 5, in dem die Verdichterluft als das Kühlmedium (Kühlluft) bereitgestellt ist. Von dem Verdichterplenum 5 strömt die Kühlluft via den Filter 21 und das Drosselventil 20 in die Kammer 23 und von dort in den Innenraum einer jeden Leitschaufel 11. Aus dem Innenraum der Leitschaufel 11 tritt via die Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 ein Ausblaseluftstrom 25 in die Hauptströmung, wobei unter Betätigung des Drosselventils 20 eine Justierung der Ausblaserate möglich ist. Der Druck der Kühlluft in der Kammer 23 ergibt sich insbesondere aus dem Kühlluftmassenstrom, der durch den Innenraum der Leitschaufel 11 aus der Kammer 23 abströmt, dem Kühlluftmassenstrom, der durch den Filter 21 in die Kammer 23 zuströmt, und der Androsselstellung des Drosselventils 20. Von der Kammer 23 in die Innenräume der Leitschaufeln 11.The compressor discharge air flows from the compressor end via the diverting diffuser into the compressor plenum 5, in which the compressor air as the cooling medium (cooling air) is provided. From the Verdichterplenum 5, the cooling air flows via the filter 21 and the throttle valve 20 into the chamber 23 and from there into the interior of each vane 11. From the interior of the vane 11 enters via the Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 a Ausblaseluftstrom 25 in the main flow, wherein Operation of the throttle valve 20, an adjustment of the Ausblaserate is possible. The pressure of the cooling air in the chamber 23 results in particular from the cooling air mass flow, which flows through the interior of the guide vane 11 from the chamber 23, the cooling air mass flow, which flows through the filter 21 into the chamber 23, and the Throttle position of the throttle valve 20. From the chamber 23 in the interiors of the vanes 11th

Die Leitschaufeln 11 weisen im Bereich ihrer Hinterkanten 16 an ihren Druckseiten 18 jeweils eine im Wesentlichen radial verlaufende Reihe an Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 auf, durch die die Kühlluft aus dem Inneren der Leitschaufeln 11 in die Hauptströmung ausströmt. Durch das druckseitige Ausströmen der Kühlluft durch die Ausblaseluftaustrittsöffnung 24 im Bereich der Hinterkanten 16 der Leitschaufeln 11 ist die Umlenkwirkung der Leitschaufeln 11 verstärkt. Somit wird im Teillastbetrieb der Gasturbine 11 das im Volllastbetrieb angedrosselte Drosselventil 20 geöffnet, wodurch sich der Ausblaseluftstrom 25 der Kühlluft durch die Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 erhöht. Als Folge hiervon erhöht sich die Umlenkwirkung der Leitschaufeln 11.The guide vanes 11 have in the region of their trailing edges 16 at their pressure sides 18 in each case a substantially radially extending row of exhaust air outlet openings 24, through which the cooling air flows out of the interior of the guide vanes 11 into the main flow. By the pressure-side outflow of the cooling air through the exhaust air outlet opening 24 in the region of the trailing edges 16 of the guide vanes 11, the deflection effect of the guide vanes 11 is enhanced. Thus, in the partial load operation of the gas turbine 11, the throttled in full load throttle valve 20 is opened, whereby the Ausblaseluftstrom 25 of the cooling air through the Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 increases. As a result, the deflection effect of the guide vanes 11 increases.

In Figuren 2 und 3 sind S1-Stromflächenschnitte der Leitschaufel 11 und der Laufschaufel 12 sowie Geschwindigkeitsdreiecke für die Abströmung der Leitschaufel gezeigt. Mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet ist das Geschwindigkeitsdreieck für den Volllastbetriebszustand der Gasturbine 1 und mit dem Bezugszeichen 29 gekennzeichnet ist das Geschwindigkeitsdreieck für den Teillastbetriebszustand der Gasturbine 1 gezeigt. Mit dem Bezugszeichen 26 ist der relative Auslegungszuströmwinkel der Laufschaufel 13 für den Volllastbetrieb der Gasturbine 1 und mit dem Bezugszeichen 27 ist der relative Zuströmwinkel der Laufschaufel 11 gekennzeichnet. Mit dem Pfeil 25 ist der Ausblaseluftstrom des Ausblasegases angedeutet.In FIGS. 2 and 3 For example, S1 face-to-face cuts of the vane 11 and blade 12 as well as velocity triangles for outflow of the vane are shown. Denoted by the reference numeral 28 is the speed triangle for the full load operating state of the gas turbine 1 and designated by the reference numeral 29, the speed triangle for the partial load operating state of the gas turbine 1 is shown. Reference numeral 26 is the relative design inflow angle of the blade 13 for full load operation Gas turbine 1 and the reference numeral 27, the relative inflow angle of the blade 11 is characterized. With the arrow 25 of the blow-off air flow of the blow-off gas is indicated.

Im Teillastbetrieb der Gasturbine, bei dem die Umlenkwirkung der Leitschaufeln 11 nachteilig herabgesetzt ist, wird das Drosselventil 20 geöffnet, im Extremfall vollständig geöffnet, wodurch der Massenstrom durch die Ausblaseluftaustrittsöffnungen 24 vergrößert wird. Dadurch wird im Teillastbetrieb der Gasturbine 1 die Umlenkwirkung der Leitschaufeln 11 vorteilhaft vergrößert, wobei die Hinterkannten 17 der Leitschaufeln 13 optimal angeströmt und die Leitschaufeln 11 ausreichend gekühlt werden.In part-load operation of the gas turbine, in which the deflection effect of the guide vanes 11 is disadvantageously reduced, the throttle valve 20 is opened, in the extreme case completely open, whereby the mass flow through the blow-out air outlet openings 24 is increased. As a result, in partial-load operation of the gas turbine 1, the deflecting effect of the guide vanes 11 is advantageously increased, with the trailing edges 17 of the guide vanes 13 flowing optimally and the guide vanes 11 being sufficiently cooled.

Gemäß der Darstellung in Figur 3 ist die Ausblaserate Null, so dass der Ausblaseluftstrom aus der Ausblaseluftaustrittsöffnung nicht vorhanden ist. Daraus ergibt sich im Teillastbetrieb der relative Zuströmwinkel 27 der Laufschaufel 13 flacher als der relative Auslegungszuströmwinkel 26 der Laufschaufel 13 ist, wodurch die Laufschaufel 13 fehlangeströmt ist. Im Gegensatz dazu ist gemäß der Darstellung in Figur 2 der Ausblaseluftstrom 25 mit der Ausblaserate derart eingestellt, dass der relative Zuströmwinkel 27 der Laufschaufel 13 identisch dem relativen Auslegungszuströmwinkel 26 der Laufschaufel 13 ist. Dadurch ist die Laufschaufel 13 vorteilhaft auslegungsgemäß angeströmt.As shown in FIG. 3 the Ausblaserate is zero, so that the Ausblaseluftstrom from the purge air outlet opening is not present. This results in the partial load operation of the relative inflow angle 27 of the blade 13 is shallower than the relative Auslegungszuströmwinkel 26 of the blade 13, whereby the blade 13 is faulty. In contrast, as shown in FIG FIG. 2 the purge air flow 25 is set at the purge rate such that the relative inflow angle 27 of the blade 13 is identical to the relative design inflow angle 26 of the blade 13. As a result, the blade 13 is advantageously flowing according to design.

Claims (12)

Axialturbinenstufe für eine Gasturbine (1), mit einer Leitschaufel (11) und einer stromab der Leitschaufel (11) angeordneten Laufschaufel (13) sowie einer Ausblaseeinrichtung (20 bis 24), mit der an der Druckseite (18) im Bereich der Hinterkante (16) der Leitschaufel (11) Ausblasegas (25) in die Hauptströmung der Axialturbinenstufe (8) ausblasbar ist,
wobei die Ausblaseeinrichtung (20 bis 24) eine Justiereinrichtung (22) aufweist, mit der die Ausblaserate im Teillastbetrieb derart justierbar ist, dass die wirksame Profilgeometrie der Leitschaufel (11) mittels dem Ausblasegas (25) verändert ist, wodurch der relative Zuströmwinkel (27) der Laufschaufel (13) an den relativen Auslegungszuströmwinkel (26) der Laufschaufel (13) angleichbar ist.Axial turbine stage for a gas turbine (1), with a guide vane (11) and a downstream of the vane (11) arranged blade (13) and a Ausblaseeinrichtung (20 to 24), with the pressure side (18) in the region of the trailing edge (16 ) the guide vane (11) blow-out gas (25) in the main flow of the axial turbine stage (8) is blown,
wherein the blow-out device (20 to 24) has an adjusting device (22) with which the Ausblaserate is adjustable in the partial load operation such that the effective profile geometry of the guide vane (11) is changed by means of the blow-out gas (25), whereby the relative inflow angle (27) the moving blade (13) can be adjusted to the relative design inflow angle (26) of the moving blade (13). Axialturbinenstufe gemäß Anspruch 1,
wobei die Ausblaseeinrichtung (20 bis 24) von einem Innenhohlraum der Leitschaufel (11) und mindestens einer Ausblasegasaustrittsöffnung (25) gebildet ist, die druckseitig (18) im Bereich der Hinterkante (16) in der Leitschaufel (11) angeordnet ist und den Innenhohlraum der Leitschaufel (11) gasleitend nach außen verbindet.Axial turbine stage according to claim 1,
wherein the purging device (20 to 24) is formed by an inner cavity of the vane (11) and at least one Ausblasegasaustrittsöffnung (25), the pressure side (18) in the region of the trailing edge (16) in the guide vane (11) is arranged and the inner cavity of the Guide vane (11) gas-conducting connects to the outside. Axialturbinenstufe gemäß Anspruch 2,
wobei die Leitschaufel (11) eine Mehrzahl von Ausblasegasaustrittsöffnungen (25) aufweist, die in einer Reihe parallel zur Hinterkante (16) angeordnet sind.Axial turbine stage according to claim 2,
wherein the vane (11) has a plurality of exhaust gas outlet openings (25) arranged in a row parallel to the trailing edge (16). Axialturbinenstufe gemäß Anspruch 2 oder 3,
wobei die Turbinenstufe (8) einen Zuführkanal (20) aufweist, der in den Innenhohlraum der Leitschaufel (11) mündet und durch den das Ausblasegas zu den Ausblasegasöffnungen (25) via den Innenhohlraum förderbar ist.Axial turbine stage according to claim 2 or 3,
wherein the turbine stage (8) has a feed passage (20) opening into the inner cavity of the vane (11) and through which the blow-by gas is conveyable to the blow-off gas openings (25) via the inner cavity. Axialturbinenstufe gemäß Anspruch 4,
wobei der Zuführkanal (20) ein Drosselventil (22) als die Justiereinrichtung aufweist, mit dem die Ausblaserate steuerbar ist.Axial turbine stage according to claim 4,
wherein the supply channel (20) has a throttle valve (22) as the adjusting device, with which the Ausblaserate is controllable. Axialturbinenstufe gemäß Anspruch 4 oder 5,
wobei der Zuführkanal (20) einen Filter (21) aufweist, mit dem das Ausblasegas filterbar ist.Axial turbine stage according to claim 4 or 5,
wherein the feed channel (20) has a filter (21) with which the blow-by gas can be filtered. Axialturbinenstufe gemäß Anspruch 6,
wobei das Drosselventil (22) in den Filter (21) integriert ist.Axial turbine stage according to claim 6,
wherein the throttle valve (22) is integrated in the filter (21). Axialturbinenstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei das Ausblasegas ein Kühlgas der Leitschaufel (11) ist.Axial turbine stage according to one of claims 1 to 7,
wherein the purging gas is a cooling gas of the vane (11). Gasturbine mit einer Axialturbinenstufe (8) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.Gas turbine with an axial turbine stage (8) according to one of claims 1 to 8. Gasturbine gemäß Anspruch 8,
wobei das Ausblasegas eine Verdichterendluft der Gasturbine (1) ist.Gas turbine according to claim 8,
wherein the blowby gas is a compressor discharge air of the gas turbine (1). Verfahren zum Betreiben einer Axialturbinenstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: - Betreiben der Gasturbine (1) im Teillastbetrieb, - Justieren der Ausblaserate mit der Justiereinrichtung (22) derart, dass die wirksame Profilgeometrie der Leitschaufel (11) mittels dem Ausblasegas (25) verändert wird, wodurch der relative Zuströmwinkel (27) der Laufschaufel (13) an den relativen Auslegungszuströmwinkel (26) der Laufschaufel (13) anglichen wird. A method of operating an axial turbine stage according to any one of claims 1 to 8, comprising the steps of: Operating the gas turbine (1) in partial load operation, - Adjusting the Ausblaserate with the adjusting device (22) such that the effective profile geometry of the guide vane (11) by means of the Ausblasegas (25) is changed, whereby the relative inflow angle (27) of the blade (13) at the relative Auslegungszuströmwinkel (26) of the Blade (13) is equal. Verfahren gemäß Anspruch 11,
wobei die Ausblaserate im Teillastbetrieb bezogen auf eine Ausblaserate im Volllastbetrieb erhöht wird.Method according to claim 11,
wherein the Ausblaserate is increased in partial load operation based on a Ausblaserate in full load operation.
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