EP4689354A1 - Gasturbine und verfahren zur verbesserung einer gasturbine - Google Patents

Gasturbine und verfahren zur verbesserung einer gasturbine

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Publication number
EP4689354A1
EP4689354A1 EP24729256.8A EP24729256A EP4689354A1 EP 4689354 A1 EP4689354 A1 EP 4689354A1 EP 24729256 A EP24729256 A EP 24729256A EP 4689354 A1 EP4689354 A1 EP 4689354A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor
iii
stages
turbine
turbine blades
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.)
Pending
Application number
EP24729256.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Kunte
Marc Tertilt
Ansgar Sternemann
Tobias Vogel
Christian Nikasch
Friederike Lange
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 Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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 Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4689354A1 publication Critical patent/EP4689354A1/de
Pending 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
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • 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
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/171—Steel alloys

Definitions

  • the invention relates to an improved gas turbine and a method for improving a gas turbine.
  • a compressor, a combustion area and the hot gas part can be improved.
  • One possibility is to increase the compression ratio of the air by using an improved compressor.
  • the object is achieved by a gas turbine according to claim 1 and a method according to claim 23.
  • Figure 1 schematically shows a gas turbine
  • Figure 2 a compressor blade
  • Figure 6 shows an assembled rotor
  • Gas turbine 1 comprising at least : a rotor 2, a combustion region 7, a compressor 4 upstream of the combustion region 7 as part of the rotor 2 and a hot gas part 10 downstream of the combustion region 7 as part of the rotor 2, wherein the compressor 4 has compressor disks 13, 16 for compressor blades 40, wherein the hot gas part 10 has turbine disks 22, 23 for turbine blades 25, wherein at least one compressor disk 16 of the compressor 4 has a different material than the other compressor disks 13 and/or at least one turbine disk 23 of the hot gas part 10 has a different material than the other turbine disks 22.
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine has a compressor 4 with at least twelve compressor stages, in particular a compressor 4 with fifteen compressor stages, wherein at least the last compressor stage, in particular the last two compressor stages, have a different material for the compressor disks 16 than the front compressor disks 13.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is that the front compressor disks 13 or at least the four compressor disks 13 directly in front of either the last or the penultimate and last compressor disk 16 have a first steel with (in wt.%): carbon (C), in particular 0.20% ⁇ C ⁇ 0.35%, chromium (Gr), in particular 1.0% ⁇ Gr ⁇ 2.5%,
  • Mo Molybdenum (Mo), especially 0.20% ⁇ Mo ⁇ 0.55%
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is in which either the last or the penultimate and last compressor disk 16 have a second steel and, in comparison to the first steel of the other compressor disks 13, has a low proportion of carbon (C), a significantly higher proportion, in particular at least 100% higher, proportion of chromium (Cr), a higher proportion of molybdenum (Mo) and the deliberate addition of niobium (Nb), tungsten (W), nitrogen (N) and manganese (Mn).
  • C carbon
  • Cr chromium
  • Mo molybdenum
  • Nb niobium
  • W tungsten
  • N nitrogen
  • Mn manganese
  • the second steel comprises (in wt.%): carbon (C), in particular 0.08% ⁇ C ⁇ 0.19%, chromium (Cr), in particular 9.5% ⁇ Cr ⁇ 11.0%, molybdenum (Mo), in particular 0.80% ⁇ Mo ⁇ 1.5%, vanadium (V), in particular 0.10% ⁇ V ⁇ 0.30%, nickel (Ni), in particular 0.4% ⁇ Ni ⁇ 1.2%, tungsten (W), in particular 0.7% ⁇ W ⁇ 1.3%, manganese (Mn), in particular 0.02% ⁇ Mn ⁇ 0.70%, nitrogen (N), in particular 0.035% ⁇ N ⁇ 0.070% niobium (Nb), in particular 0.02% ⁇ Nb 0.08%, in particular the second steel thereof consists.
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine has torque disks 19 between compressor 4 and hot gas part 10, wherein the at least one torque disk 19, in particular wherein all torque disks 19, are made of the same material as the last compressor disk 16 of the compressor 4.
  • gas turbine in the hot gas part 10 has at least 3 stages I, II, III, IV, in particular four stages I, II, III, IV, wherein at least the first two turbine disks 22 of the stages I, II, III, IV, in particular the first three turbine disks 22 of the stages I, II, III, IV have the same material and are different from the material of the turbine disk 23 either of the third and fourth stages III, IV or the last, fourth stage IV, depending on which stages of the stages I, II and optionally III have the same material.
  • gas turbine in the hot gas part 10 has at least 3 stages I, II, III, IV, in particular four stages I, II, III, IV, wherein all turbine disks 22, 23 of the stages I, II, III, IV have the same material.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is in which at least the front turbine disks 22 have the same material as the material of the torque disks 19.
  • stage I, II, III, IV consists of stationary turbine blades VI, V2, V3, V4 and non-stationary turbine blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades VI, Bl, V2, B2 of the first two stages I, II and in particular the stationary turbine blades V3 of the third Stage III, in particular the stationary turbine blades V3 and the unsteady turbine blades B3 of the third stage III, have a different material than the unsteady turbine blades B3 of the third stage
  • gas turbine has an SX or columnar structure for the first, unsteady turbine blades Bl.
  • the turbine blades V4, B4 of the fourth stage IV optionally also the unsteady turbine blades B3 and/or stationary turbine blades V3 of the third stage III, have a nickel-based alloy (in wt%): cobalt (Co), in particular 9.0% - 10%, chromium (Cr), in particular 13.0% - 15.0%, tungsten (W), in particular 3.5% - 4.5%, molybdenum (Mo), in particular 3.7% - 4.3%, aluminum (Al), in particular 2.8% - 3.2%, titanium (Ti), in particular 4.8% - 5.5%, boron (B), in particular 0.01% - 0.2%, zirconium (Zr), in particular 0.02% - 0.10%, carbon (C), in particular 0.15% - 0.40%, preferably no tantalum (Ta), preferably no hafnium (Hf), preferably no niobium (Nb). in particular consists thereof.
  • Co cobalt
  • Cr chromium
  • W tungsten
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is that the material for at least the turbine blades VI, Bl, V2, B2 of the front stages I, II, in contrast to the material of the turbine blades B4, V4, optionally also in contrast to the turbine blades B3, V3 the third level III, which contains tantalum (Ta) and/or hafnium (Hf).
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine has at least three stages I, IT, III, IV in the hot gas part 10, in particular the gas turbine has four stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, wherein a stage I, II, III, IV consists of stationary turbine blades VI, V2, V3, V4 and unstationary turbine blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades VI, Bl, V2, B2 of the front stages, optionally the turbine blades V3, B3 of the third stage, have a nickel-based alloy (in wt%): cobalt (Co), in particular 9.0% - 10.5%, chromium (Cr), in particular 8.0% - 9.5%, tungsten (W), in particular 9.0% - 10.5%, molybdenum (Mo), in particular 0.2% - 1.0%, aluminum (Al), in particular 5.0% - 6.0%, titanium (Ti), in particular 0.5% - 1.5%, tantalum (Ta), in particular 2.5% - 3.5%, boron (B),
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine has at least three stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, in particular the gas turbine has four stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, wherein a stage I, II, III, IV consists of stationary turbine blades VI, V2, V3, V4 and non-stationary turbine blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4, B4 of all stages I, II, III, IV have a metallic oxidation Protective layer, preferably a metallic NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY, NiCoCrAlYTaSi, NiCoCrAlYTaHf, NiCoCrAlYTaSiHf or NiCoCrAlYTa layer, very preferably all turbine blades 25 have the same metallic layer.
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine has at least three stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, in particular has four stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, wherein a stage I, II, III, IV consists of unsteady turbine blades Bl, B2, B3, B4 and stationary turbine blades VI, V2, V3, V4, wherein only the turbine blades of the first stages I, II, III have a ceramic coating, in particular the first three stages I, II, III have a ceramic coating.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is in which a ceramic coating of the turbine blades of the first two stages I, II: VI, Bl, V2, B2 and optionally the turbine blades V3, B3 of the third stage III have the same ceramic coating, in particular a segmented, in particular dense ( ⁇ 10%), ceramic layer with zirconium oxide as a base.
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine in which a ceramic coating of the turbine blades V3, B3 of the third stage III has a highly porous, a ceramic layer with a porosity greater than 12%, in particular greater than 18%, preferably with zirconium oxide as a matrix.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is that at least in one compressor stage of the compressor 4 improved compressor blades 40 are present, wherein the improved compressor blades 40 are characterized in that a rubbing edge 44 does not run along the edge of the blade contour of the blade 43, but is preferably arranged centrally on the blade tip 43, and in particular runs over the entire length of the blade tip 43.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is in which only one compressor stage of the compressor 4 , in particular a compressor stage between the fourth and eighth compressor stage of the compressor 4 , has the improved compressor blade 40 according to claim 18 .
  • gas turbine which has a combustion chamber 50, has a tiling 8, which has 8 fully ceramic tiles 52, 53, 54 and metallic heat shield elements 55.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is one in which, viewed in the flow direction of the hot gas in the combustion chamber 50, there is a first ceramic material K1 for fully ceramic tiles 52, then preferably a second ceramic material K2 for fully ceramic tiles 53, then a third ceramic material K3 for fully ceramic tiles 53 and then preferably at the end the metallic heat shields 55 are present, i.e. only a first and third material can be used.
  • An advantageous embodiment of the gas turbine is wherein the first ceramic material K1 comprises a mixture of corundum and mullite in a ratio of 40:60 to 60:40, in particular a half mixture, wherein the optional second ceramic material K2 comprises a proportion of mullite of 15%-25%, wherein the third ceramic material K3 comprises hardly any mullite, in particular the proportion is less than 5%.
  • An advantageous embodiment is when the gas turbine , which has three discharge pipes 30 , can guide the compressed air from the compressor 4 into an exhaust housing 33 .
  • An advantageous method for modifying a gas turbine is to have at least one feature of one or more of the above features .
  • the method is advantageous in which the installed, completely assembled rotor of an existing gas turbine is replaced by a new, completely assembled rotor (2) with at least one feature of one or more of the previous features.
  • a further advantageous method is to install a further discharge pipe 30 which directs air from the compressor 4 into an exhaust housing 33.
  • the gas turbine 1 has an exhaust casing 33 with an annular discharge channel 65 in which struts 63 are present, which are modified by removing a front region of the struts 63 and replacing it with a new, modified profile which has less curvature.
  • a gas turbine 1 has at least: a rotor 2, a compressor 4, a downstream combustion region 7, a downstream hot gas part 10.
  • the compressor 4 has compressor disks 13, 16 for the different compressor stages with respective compressor blades.
  • a gas turbine 1 has at least twelve compressor stages, in particular fifteen compressor stages, for the compressor 4.
  • Each stage of a compressor 4 consists of guide vanes and rotor blades in corresponding compressor disks 13 , 16 .
  • the design of the compressor 4 is developed and adjusted in such a way that the thermal and mechanical load on at least the last compressor stage, in particular the last two compressor stages in the compressor 4, increases.
  • At least the last compressor disk 16 of the compressor 4 therefore preferably has a different material than the remaining, front compressor disks 13 or than the at least four compressor disks 13 up to the penultimate and/or last compressor disk 16.
  • the last two compressor disks 16 of the compressor 4 have a different material than the remaining, front compressor disks 13 or than the at least four compressor disks 13 up to the penultimate and/or last compressor disk 16.
  • the other material achieves increased strength, particularly at higher temperatures. This is achieved by modifying the alloy and/or heat treatment. Different or different here in the case of steel or in general means that at least one alloying element is present in greater or lesser quantities, or that a proportion of an alloying element is present at least 10%, in particular at least 20%, higher or lower.
  • the last compressor disk 16 or the last two compressor disks 16 have a higher tensile strength, which is preferably 50 MPa or most preferably 100 MPa higher than that of the front compressor disks 13.
  • Compressor disc 2. Steel
  • Compressor disc 2. Steel
  • the material for the front compressor disks 13 or at least the four compressor disks 13 up to the penultimate and/or last compressor disks 16 preferably comprises a first steel (NiCrMoV) with (in wt. %): carbon (C), in particular 0.20% ⁇ C ⁇ 0.35% chromium (Cr), in particular 1.0% ⁇ Cr ⁇ 2.5%, molybdenum (Mo), in particular 0.20% ⁇ Mo ⁇ 0.55% and vanadium (V), in particular 0.03% ⁇ V ⁇ 0.20% as well as nickel (Ni), in particular 3.0% ⁇ Ni ⁇ 4.4%.
  • a first steel NiCrMoV
  • Cr carbon
  • Mo molybdenum
  • V vanadium
  • Ni nickel
  • Si silicon
  • Mn manganese
  • P phosphorus
  • S sulphur
  • S arsenic
  • Sb antimony
  • Sn tin
  • the 1st steel is made of it.
  • the tensile strength is 810MPa - 960MPa.
  • the second steel is different from the first steel and preferably has, compared to the first steel, a low proportion of carbon (C), a significantly higher proportion, in particular at least 100% higher proportion, of chromium (Cr), a higher proportion of molybdenum (Mo) and the deliberate addition of niobium (Nb), tungsten (W), nitrogen (N) and manganese (Mn).
  • C carbon
  • Cr chromium
  • Mo molybdenum
  • Nb niobium
  • W tungsten
  • N nitrogen
  • Mn manganese
  • the other material achieves increased strength, especially at higher temperatures. This is achieved by modifying the alloy.
  • At least the last compressor disc 16 and the torque discs 19 comprise the second steel (CrMoWVNbN) (in wt. %):
  • the second steel is made of it.
  • torque discs 19 are present which connect the part of the rotor 2 for the compressor 4 with the hot gas part 10.
  • torque disks 19 are used.
  • the same material is used for the torque disks 19, in particular all of them, as for the last compressor disk 16 or the last two compressor disks 16.
  • At least the last compressor disk 16 and the torque disks 19 therefore preferably also comprise the second steel (CrMoWVNbN).
  • the hot gas part 10 has at least three stages, preferably four stages I, II, III, IV.
  • Each stage I, II, III, IV of the hot gas part 10 consists of turbine blades 25, stationary guide blades V and unstationary rotor blades B.
  • the turbine blades 25 are arranged in front turbine disks 22 and a rear or rear turbine disk 23. net .
  • the turbine disks 22 at least for the first two turbine stages, in particular for the first three turbine stages, have the same material and are preferably different from the material of the turbine disk of the fourth stage in order to cope with the increased thermal loads.
  • the material for the torque disks 19 will preferably also be used for the first , first two or three front turbine disks 22 .
  • the material for the first, first two or three front turbine disks 22 is preferably different from the material of the rear stage I I I , IV .
  • the material for the rear turbine disks 23 of stage I I I , IV or only for the rear turbine disk 23 of stage IV preferably comprises the first steel, but has a higher strength class due to a different heat treatment.
  • the front turbine disks 22 may comprise the same material as the rear or rear turbine disks 23.
  • the gas turbine has at least three stages, in particular four stages I, II, III, IV, wherein one stage has stationary guide vanes VI, V2, V3, V4 and unsteady rotor blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades 25 of the first two stages VI, Bl, V2, B2 and optionally also the stationary turbine blades V3 or stationary turbine blades V3 and non-stationary turbine blades B3 of the third stage III have a different cast material than that of the turbine blades of the third III and fourth stage IV or than that of the unsteady turbine blades B3 of the third stage and than that of the turbine blades of the fourth stage IV: V4, B4.
  • the design depends, among other things, on the operating conditions of the gas turbine 1 or the design of the compressor 4.
  • Different material means that the material differs significantly in the content of carbon (C), chromium (Gr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), which are at least 20% lower, as well as tungsten (W) and aluminium (Al), whose proportions are at least 50% higher,
  • the material of the front stages also contains tantalum (Ta) and hafnium (Hf).
  • the material for at least the front stages VI, Bl, V2, B2, in contrast to the material for B4, V4, B3, V3, contains tantalum (Ta) and hafnium (Hf).
  • the turbine blades VI, Bl, V2, B2, if applicable B3, V3 have a nickel-based alloy (in wt%): Cobalt (Co), in particular 9.0% - 10.5% Chromium (Cr), in particular 8.0% - 9.5% Tungsten (W), in particular 9.0% - 10.5% Molybdenum (Mo), in particular 0.2% - 1.0% Aluminum (Al), in particular 5.0% - 6.0% Titanium (Ti), in particular 0.5% - 1.5%, Tantalum (Ta), in particular 2.5% - 3.5%, Boron (B), in particular 0.01% - 0.25% Zirconium (Zr), in particular 0.004% - 0.06% Carbon (C), in particular 0.05% - 0.16%, Hafnium (Hf), in particular 1.0% - 2.0%. In particular, they consist of this.
  • the rotor blade Bl preferably has a directional structure. It is therefore not only cast, but simply allowed to solidify in a directionally controlled manner using known temperature control.
  • the turbine blades 25 of the first two stages I, II and at least the unsteady turbine blades V3 have a ceramic coating, i.e. the turbine blades V4, B4, optionally B3 have no ceramic coating (apart from the TGO of the MCrAlY).
  • V3, B3, V4, B4 have no ceramic coating
  • a first ceramic coating of the first two stages VI, Bl, V2, B2 and optionally the turbine blades V3 of the third stage III) can have the same ceramic coating.
  • This is then preferably a segmented, in particular dense ( ⁇ 10%), segmented ceramic layer, preferably based on zirconium oxide.
  • the unsteady turbine blades B3, optionally the stationary turbine blades V3 of the third stage then preferably have a different, second ceramic coating than the turbine blades of the previous stages VI, Bl, V2, B2, opt. V3.
  • This is then preferably a highly porous ceramic layer with a porosity > 12%, in particular > 18%.
  • this porous layer comprises zirconium oxide, in particular in the form of partially stabilized zirconium oxide (PSZ).
  • PSZ partially stabilized zirconium oxide
  • the gas turbine 1 preferably has an additional blow-off pipe 30 (“blow off line”).
  • This blow-off pipe 30 removes compressed air from the compressor 4, in particular at the level of the fifth or sixth stage of the compressor 4, and is preferably only required when starting up the gas turbine 1. It connects the compressor 4 to an exhaust housing 33.
  • the gas turbine 1 preferably already has two vent pipes and, after the conversion or as a new part, three vent pipes 30.
  • Figure 2 shows a compressor blade 40 of the improved compressor 4.
  • the compressor blade 40 has a platform 41 in a known manner.
  • the blade tip 43 is preferably flat and has a preferably single leading edge 44 extending from the blade tip 43 .
  • the blade tip 43 of the improved compressor blade 40 has a leading edge 44 which does not run along the edge of the blade contour, but which preferably extends centrally along the blade tip 43 and in particular over the entire length of the blade tip 43. This also results from the improved design of the compressor 4.
  • Figure 3 shows a combustion chamber 50 of the combustion region 7.
  • the highly compressed air from the compressor 4 is mixed with the fuel and burned.
  • a burner system 51 is available for this purpose.
  • the generated hot gas then flows into the hot gas part 10 .
  • the combustion chamber 50 has a tiling 8 and is therefore preferably at least largely, in particular completely, provided with ceramic heat shields 52, which preferably consist of solid ceramic.
  • At least two different, preferably three different materials are used for the all-ceramics.
  • the ceramic heat shields 52 in the front area i.e. starting at the burner system 51, have a first material K1
  • ceramic heat shields 54 near the outflow area have a third, erosion-resistant material K3 for the solid ceramic.
  • a second ceramic material K2 is preferably used for the tiling 8 for middle ceramic heat shields 53.
  • the microstructure is clearly distinguishable and/or the chemical composition differs in at least one component by at least 10%, in particular by at least 20%, or at least one chemical element is contained more or less in the ceramic composition.
  • the first ceramic material K1 for the ceramic heat shields 52 in the front region preferably comprises a mixture of corundum and mullite in a ratio of 40:60 to 60:40, in particular half.
  • the second ceramic material K2 for the ceramic heat shields 53 in the middle region preferably has less mullite.
  • the proportion of mullite is preferably 15% - 25%.
  • the third ceramic material K3 preferably contains hardly any mullite or the proportion is ⁇ 5%.
  • the third ceramic material for the ceramic heat shields near the outflow area preferably contains only corundum, with proportions of 1 % ⁇ spinel ⁇ 8 %.
  • the tiling 8 is constructed in several rows of heat shield elements, viewed in the direction of flow.
  • the end of the combustion chamber 50 or the inlet bowl has a tiling 8 with metallic heat shields 55.
  • the metallic heat shields 55 have a metal substrate and a ceramic thermal barrier coating system consisting of a metallic bonding layer (MCrAlY) and a ceramic protective layer, as is known from turbine blades.
  • the combustion chamber 50 has therefore also been adapted to the preferably improved conditions of the compressor 4 and has at least two different types/material selection for the tiling 8.
  • Figure 4 shows an exhaust housing 33 which has struts 63 for an outer ring channel. Since the exhaust gas exhibits a different outflow behavior due to the preferably improved compressor, the struts 63 are adapted during modernization (Fig. 5). This is done by cutting off a front part, in particular the front half of the hollow structure of the struts 63, and replacing it with a new profile which reduces the curvature.
  • Figure 6 shows a rotor 2 which is completely assembled and has the improved or adapted components at least according to Figures 1, 2, 3, 4 and/or 5.
  • the rotor 2 already has in particular the improved compressor disks 16 with the rotor blades of the compressor 4 or the improved compressor blades 40 or the ceramic heat shield elements 53, 55, 56 as part of a tiling 8 of the combustion chamber 50 or the improved turbine disks or the improved turbine blades 25 and optionally already the adapted exhaust housing 33.
  • Such a rotor 2 can be installed quickly and easily, so that the existing rotor does not have to be unstacked, restacked and rebladed on site.
  • Gas turbine 1 comprising at least: a rotor 2, a combustion region 7 as part of the rotor 2, a compressor 4 upstream of the combustion region 7 as part of the rotor 2 and a hot gas part 10 downstream of the combustion region 7 as part of the rotor 2, wherein the compressor 4 has compressor disks for compressor blades, wherein the hot gas part 10 has turbine disks for turbine blades 25, optionally at least one compressor disk 16 of the compressor 4 has a different material than the other compressor disks 13 and/or optionally at least one turbine disk 23 of the hot gas part 10 has a different material than the other turbine disks 22.
  • Gas turbine according to claim 1 which has a compressor 4 with at least twelve compressor stages, in particular a compressor 4 with fifteen compressor stages, wherein at least the last compressor stage, in particular the last two compressor stages, have a different material for the compressor disks 16 than the front compressor disks 13.
  • Gas turbine according to claim 4 wherein the second steel comprises (in wt.
  • Gas turbine according to one or more of claims 1, 7, 8 or 9, which has four stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, wherein a stage I, II, III, IV consists of stationary turbine blades VI, V2, V3, V4 and unstationary turbine blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades VI, Bl, V2, B2 of the first two stages I, II and in particular the stationary turbine blades V3 of the third stage III, very particularly the stationary turbine blades V3 and the unstationary turbine blades B3 of the third stage III, have a different material than that of the unstationary turbine blades B3 of the third stage III or at least the turbine blades V4, B4 of the fourth stage IV, optionally wherein the first unstationary turbine blades Bl have an SX or columnar structure.
  • the turbine blades V4, B4 of the fourth stage IV optionally also the unsteady turbine blades B3 and/or stationary turbine blades V3 of the third stage III, comprise a nickel-based alloy (in wt%): cobalt (Co), in particular 9.0% - 10%, chromium (Cr), in particular 13.0% - 15.0%, tungsten (W), in particular 3.5% - 4.5%, molybdenum (Mo), in particular 3.7% - 4.3%, aluminum (Al), in particular 2.8% - 3.2%, Titanium (Ti), in particular 4.8% - 5.5%, boron (B), in particular 0.01% - 0.2%, zirconium (Zr), in particular 0.02% - 0.10%, carbon (C), in particular 0.15% - 0.40%, preferably no tantalum (Ta), preferably no hafnium (Hf), preferably no niobium (Nb).
  • Co nickel-based alloy
  • Co cobalt
  • Cr chromium
  • W
  • Gas turbine according to claim 11, wherein the material for at least the turbine blades VI, Bl, V2, B2 of the front stages I, II, in contrast to the material of the turbine blades B4, V4, optionally also in contrast to the turbine blades B3, V3 of the third stage III, on the other hand comprises tantalum (Ta) and/or hafnium (Hf).
  • Gas turbine according to one or more of claims 1, 10, 11 or 12, which has at least three stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, in particular which has four stages I, II, III, IV in the hot gas part 10, wherein a stage I, II, III, IV consists of stationary turbine blades VI, V2, V3, V4 and unstationary turbine blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades VI, Bl, V2, B2 of the front stages, optionally the turbine blades V3, B3 of the third stage, have a nickel-based alloy (in wt%): cobalt (Co), in particular 9.0% - 10.5%, chromium (Cr), in particular 8.0% - 9.5%, tungsten (W), in particular 9.0% - 10.5%, molybdenum (Mo), in particular 0.2% - 1.0%, Aluminium (Al), in particular 5.0% - 6.0%, Titanium (Ti), in particular 0.5% - 1.5%, Tantalum (Ta), in particular 2.5% - 3.5%,
  • Carbon (C) especially 0.05% - 0.16%
  • stage I, II, III, IV consists of stationary turbine blades VI, V2, V3, V4 and unstationary turbine blades Bl, B2, B3, B4, wherein the turbine blades VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4, B4 of all stages I, II, III, IV have a metallic oxidation protection layer, preferably a metallic NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY, NiCoCrAlYTaSi, NiCoCrAlYTaHf, NiCoCrAlYTaSiHf or NiCoCrAlYTa layer, very preferably all turbine blades 25 have the same metallic layer.
  • III have a ceramic coating, in particular the first three stages I, II, III have a ceramic coating.
  • Gas turbine according to one or more of the preceding claims in which improved compressor blades 40 are present in at least one compressor stage of the compressor 4, the improved compressor blades 40 being characterized in that a rubbing edge 44 does not run along the edge of the blade contour of the blade 43, but is preferably arranged centrally on the blade tip 43, and in particular runs over the entire length of the blade tip 43.
  • Gas turbine according to one or more of the preceding claims which has a combustion chamber 50, which has a tiling 8, which has 8 fully ceramic tiles 52, 53, 54 and metallic heat shield elements 55.
  • Gas turbine according to claim 19 in which, viewed in the flow direction of the hot gas in the combustion chamber 50, there is a first ceramic material K1 for fully ceramic tiles 52, then preferably a second ceramic material K2 for fully ceramic tiles 53, then a third ceramic material K3 for fully ceramic tiles 53 and then preferably at the end the metallic heat shields 55 are present.
  • Gas turbine according to claim 20 wherein the first ceramic material K1 comprises a mixture of corundum and mullite in a ratio of 40:60 to 60:40, in particular a half mixture, wherein the optional second ceramic material K2 comprises a proportion of mullite of 15%-25%, wherein the third ceramic material K3 comprises hardly any mullite, in particular the proportion is less than 5%.
  • Gas turbine according to one or more of the preceding claims which comprises three discharge pipes 30 which can conduct compressed air from the compressor 4 into an exhaust casing 33.
  • Method for modifying a gas turbine in which an existing gas turbine is modified such that it has at least one feature of one or more of the preceding claims 1 to 21.
  • Method according to claim 23 in which the installed, completely assembled rotor of an existing gas turbine is replaced by a new, completely assembled rotor 2 with at least one feature of one or more of the preceding claims of the gas turbine 1 to 21.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine (1), zumindest aufwei- send: einen Rotor (2), einen Verbrennungsbereich (7), einen dem Verbrennungsbereich (7) vorgelagerten Kompressor (4) als Teil des Rotors (2) und einen dem Verbrennungsbereich (7) nachgelagerten Heißgasteil (10) als Teil des Rotors (2), wo - bei der Kompressor (4) Kompressorscheiben für Kompressor- schaufeln aufweist, wobei der Heißgasteil (10) Turbinenschei- ben für Turbinenschaufeln aufweist, wobei zumindest eine Kom- pressorscheibe des Kompressors (4) ein anderes Material auf- weist als die übrigen Kompressorscheiben und/oder zumindest eine Turbinenscheibe des Heißgasteils (10) ein anderes Mate- rial aufweist als die übrigen Turbinenscheiben.

Description

Gasturbine und Verfahren zur Verbesserung einer Gasturbine
Die Erfindung betri f ft eine verbesserte Gasturbine und ein Verfahren zur Verbesserung einer Gasturbine .
Es ist die beständige Aufgabe des Fachmanns den Wirkungsgrad und Lebensdauer einer Gasturbine zu erhöhen .
Dabei kann ein Kompressor, ein Verbrennungsbereich sowie der Heißgasteil verbessert werden .
Eine Möglichkeit ist es , den Kompressionsgrad der Luft durch einen verbesserten Kompressor zu erhöhen .
Dies hat j edoch Auswirkungen auf alle Komponenten der Gasturbine .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Veränderungen auf zuzeigen, die diese Auswirkungen eines verbesserten Kompressors auf die Gasturbine auf zunehmen und anzugleichen .
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Gasturbine gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 23 .
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet , die beliebig benannter kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen .
Es zeigen
Figur 1 schematisch eine Gasturbine ,
Figur 2 eine Kompressorschaufel ,
Figur 3 eine Brennkammer,
Figur 4 , 5 ein Abgasgehäuse sowie
Figur 6 einen montierten Rotor .
Die Beschreibung und Figuren stellen nur Aus führungsbeispiele der Erfindung dar .
Die Aufgabe wird gelöst durch eine
Gasturbine 1 , zumindest aufweisend : einen Rotor 2, einen Verbrennungsbereich 7, einen dem Verbrennungsbereich 7 vorgelagerten Kompressor 4 als Teil des Rotors 2 und einen dem Verbrennungsbereich 7 nachgelagerten Heißgasteil 10 als Teil des Rotors 2, wobei der Kompressor 4 Kompressorscheiben 13, 16 für Kompressorschaufeln 40 aufweist, wobei der Heißgasteil 10 Turbinenscheiben 22, 23 für Turbinenschaufeln 25 aufweist, wobei zumindest eine Kompressorscheibe 16 des Kompressors 4 ein anderes Material aufweist als die übrigen Kompressorscheiben 13 und/ oder zumindest eine Turbinenscheibe 23 des Heißgasteils 10 ein anderes Material aufweist als die übrigen Turbinenscheiben 22.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine einen Kompressor 4 mit zumindest zwölf Kompressorstufen aufweist, insbesondere einen Kompressor 4 mit fünfzehn Kompressorstufen aufweist, wobei zumindest die letzte Kompressorstufe, insbesondere die beiden letzten Kompressorstufen, für die Kompressorscheiben 16 ein anderes Material aufweisen als die vorderen Kompressorscheiben 13.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, wobei die vorderen Kompressorscheiben 13 oder wobei zumindest die vier Kompressorscheiben 13 direkt vor der entweder letzten oder der vorletzten und letzten Kompressorscheibe 16 einen ersten Stahl aufweisen mit (in Gew.%) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.20% < C < 0.35%, Chrom (Gr) , insbesondere 1.0% < Gr < 2.5%,
Molybdän (Mo) , insbesondere 0.20% < Mo < 0.55%
Vanadium (V) , insbesondere 0.03% < V < 0.20%, Nickel (Ni) , insbesondere 3.0% < Ni < 4.4%, wobei Anteile von Silizium (Si) , Mangan (Mn) , Phosphor (P) , Schwefel (S) , Arsen (As) , Antimon (Sb) und/oder Zinn (Sn) möglichst klein zu halten sind, insbesondere der erste Stahl daraus besteht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, bei dem entweder die letzte oder die vorletzte und letzte Kompressorscheibe 16 einen zweiten Stahl aufweisen und im Vergleich zum ersten Stahl der anderen Kompressorscheiben 13 einen niedrigen Anteil an Kohlenstoff (C) , einen deutlich höheren Anteil, insbesondere mindestens 100% höheren, Anteil an Chrom (Cr) , einen höheren Anteil an Molybdän (Mo) sowie die bewusste Zugabe von Niob (Nb) , Wolfram (W) , Stickstoff (N) und Mangan (Mn) aufweist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, wobei der zweite Stahl aufweist (in Gew.%) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.08% < C < 0.19%, Chrom (Cr) , insbesondere 9.5% < Cr < 11.0%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.80% < Mo < 1.5%, Vanadium (V) , insbesondere 0.10% < V < 0.30%, Nickel (Ni) , insbesondere 0.4% < Ni < 1.2%, Wolfram (W) , insbesondere 0.7% < W < 1.3%, Mangan (Mn) , insbesondere 0.02% < Mn < 0.70%, Stickstoff (N) , insbesondere 0.035% < N < 0.070% Niob (Nb) , insbesondere 0.02% < Nb 0.08%, insbesondere der zweite Stahl daraus besteht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine zwischen Kompressor 4 und Heißgasteil 10 Drehmomentscheiben 19 aufweist, wobei die zumindest eine Drehmomentscheibe 19, insbesondere wobei alle Drehmomentscheiben 19, dasselbe Material wie die letzte Kompressorscheibe 16 des Kompressors 4 aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine im Heißgasteil 10 mindestens 3 Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei zumindest die ersten beiden Turbinenscheiben 22 der Stufen I, II, III, IV, insbesondere die ersten drei Turbinenscheiben 22 der Stufen I, II, III, IV das gleiche Material aufweisen und verschieden sind von dem Material der Turbinenscheibe 23 entweder der dritten und vierten Stufe III, IV. oder der letzten, vierten Stufe IV, je nachdem welche Stufen der Stufen I, II und optional III das gleiche Material aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine im Heißgasteil 10 mindestens 3 Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei alle Turbinenscheiben 22, 23 der Stufen I, II, III, IV das gleiche Material aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, bei der zumindest die vorderen Turbinenscheiben 22 das gleiche Material aufweisen wie das Material der Drehmomentschei- ben 19.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 und instationären Turbinenschaufeln Bl, B2, B3, B4 besteht, wobei die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2 der ersten beiden Stufen I, II und insbesondere die stationäre Turbinenschaufeln V3 der dritten Stufe III, ganz insbesondere die stationären Turbinenschaufeln V3 und die instationären Turbinenschaufeln B3 der dritten Stufe III, ein anderes Material aufweisen als die der instationären Turbinenschaufeln B3 der dritten Stufe
III oder zumindest der Turbinenschaufeln V4, B4 der vierten Stufe IV, je nach Materialauswahl der ersten Stufen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine für die ersten, instationären Turbinenschaufeln Bl eine SX- oder säulenartige Struktur aufweist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, wobei die Turbinenschaufeln V4, B4 der vierten Stufe IV, optional auch die instationären Turbinenschaufeln B3 und/oder stationären Turbinenschaufeln V3 der dritten Stufe III, eine Nickelbasierte Legierung aufweisen (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10%, Chrom (Cr) , insbesondere 13.0% - 15.0%, Wolfram (W) , insbesondere 3.5% - 4.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 3.7% - 4.3%, Aluminium (Al) , insbesondere 2.8% - 3.2%, Titan (Ti) , insbesondere 4.8% - 5.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.2%, Zirkon (Zr) , insbesondere 0.02% - 0.10%, Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.15% - 0.40%, vorzugsweise kein Tantal (Ta) , vorzugsweise kein Hafnium (Hf) , vorzugsweise kein Niob (Nb) . insbesondere daraus besteht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, wobei das Material für zumindest die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2 der vorderen Stufen I, II im Gegensatz zu dem Material der Turbinenschaufeln B4, V4, optional auch im Gegensatz zu den Turbinenschaufeln B3, V3 der dritten Stufe III, hingegen Tantal (Ta) und/oder Hafnium (Hf) aufweist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine im Heißgasteil 10 zumindest drei Stufen I, IT, III, IV aufweist, insbesondere die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 und instationären Turbinenschaufeln Bl, B2, B3, B4 besteht, wobei die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2 der vorderen Stufen, optional die Turbinenschaufeln V3, B3 der dritten Stufe, eine Nickelbasierte Legierung aufweisen (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10.5%, Chrom (Cr) , insbesondere 8.0% - 9.5%, Wolfram (W) , insbesondere 9.0% - 10.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.2% - 1.0%, Aluminium (Al) , insbesondere 5.0% - 6.0%, Titan (Ti) , insbesondere 0.5% - 1.5%, Tantal (Ta) , insbesondere 2.5% - 3.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.25%, Zirkon (Zr) , insbesondere 0.004% - 0.06%, Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.05% - 0.16%, Hafnium (Hf) , insbesondere 1.0% - 2.0%, insbesondere daraus besteht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine im Heißgasteil 10 zumindest drei Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 und instationären Turbinenschaufeln Bl, B2, B3, B4 besteht, wobei die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4, B4 aller Stufen I, II, III, IV eine metallische Oxidations- Schutzschicht aufweisen, vorzugsweise eine metallische NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY, NiCoCrAlYTaSi, NiCoCrAlYTaHf , NiCoCrAlYTaSiHf oder NiCoCrA- lYTa Schicht aufweisen, ganz vorzugsweise alle Turbinenschaufeln 25 die gleiche metallische Schicht aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine, im Heißgasteil 10 zumindest drei Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus instationären Bl, B2, B3, B4 und stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 besteht, wobei nur die Turbinenschaufeln der ersten Stufen I, II, III eine keramische Beschichtung aufweisen, insbesondere der ersten drei Stufen I, II, III eine keramische Beschichtung aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, bei dem eine keramische Beschichtung der Turbinenschaufeln der beiden ersten Stufen I, II: VI, Bl, V2, B2 und optional der Turbinenschaufeln V3, B3 der dritten Stufe III dieselbe keramische Beschichtung aufweisen, insbesondere eine segmentierte, insbesondere dichte (< 10%) , keramische Schicht mit Zirkonoxid als Basis aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, wenn die Gasturbine bei dem eine keramische Beschichtung der Turbinenschaufeln V3, B3 der dritten Stufe III eine hochporöse, eine keramische Schicht mit einer Porosität größer 12%, insbesondere größer 18%, aufweisen, vorzugsweise mit Zirkonoxid als Matrix.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es, bei der zumindest in einer Kompressorstufe des Kompressors 4 verbesserte Kompressorschaufeln 40 vorhanden sind, wobei sich die verbesserten Kompressorschaufeln 40 dadurch aus zeichnen, dass eine Anstrei f kante 44 nicht am Rand der Schaufelblattkontur des Schaufelblatts 43 verläuft , sondern vorzugsweise mittig auf der Schaufelspitze 43 angeordnet ist , und insbesondere über die gesamte Länge der Schaufelspitze 43 verläuft .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es , bei dem nur eine Kompressorstufe des Kompressors 4 , insbesondere eine Kompressorstufe zwischen dem vierten und achten Kompressorstufe des Kompressors 4 , die verbesserte Kompressorschaufel 40 nach Anspruch 18 aufweist .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es , wenn die Gasturbine , die eine Brennkammer 50 aufweist , die 50 eine Verkachelung 8 aufweist , die 8 vollkeramische Kacheln 52 , 53 , 54 und metallische Hitzeschildelemente 55 aufweist .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es , bei dem in Strömungsrichtung des Heißgases in der Brennkammer 50 gesehen ein erstes keramisches Material Kl für vollkeramischen Kacheln 52 , dann vorzugsweise ein zweites keramisches Material K2 für vollkeramischen Kacheln 53 , dann ein drittes keramisches Material K3 für vollkeramischen Kacheln 53 aufweisen und dann vorzugsweise am Ende die metallischen Hitzeschilde 55 vorhanden sind, d . h . es können nur ein erstes und drittes Material verwendet werden . Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Gasturbine ist es , wobei das erste keramische Material Kl eine Mischung aus Ko- round und Mullit im Verhältnis 40 : 60 bis 60 : 40 aufweist , insbesondere eine häl ftig Mischung aufweist , wobei das optionale zweite keramische Material K2 einen Anteil von Mullit von 15%-25% aufweist , wobei das dritte keramische Material K3 kaum Mullit aufweist , insbesondere der Anteil kleiner 5% beträgt .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es , wenn die Gasturbine , die drei Abblassrohre 30 aufweist , die komprimierte Luft aus dem Kompressor 4 in ein Abgasgehäuse 33 leiten können .
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Modi fi zierung einer Gasturbine ist es , dass sie zumindest ein Merkmal einer oder mehrerer der obigen Merkmale aufweist .
Weiterhin vorteilhaft ist das Verfahren, bei dem der eingebaute , komplett montierte Rotor einer bestehenden Gasturbine durch einen neuen, komplett montierten Rotor ( 2 ) mit zumindest einem Merkmal einer oder mehrerer der vorherigen Merkmale ausgetauscht wird .
Weiterhin vorteilhaft ist das Verfahren, bei dem ein weiteres Abblassrohr 30 , das Luft aus dem Kompressor 4 in ein Abgasgehäuse 33 leitet , installiert wird .
Weiterhin vorteilhaft ist das Verfahren, bei dem die Gasturbine 1 ein Abgasgehäuse 33 mit einem ringförmigen Ablasskanal 65 aufweist , in dem Streben 63 vorhanden sind, die verändert werden dadurch, dass ein vorderer Bereich der Streben 63 herausgelöst wird und durch ein neues verändertes Profil ersetzt wird, das weniger Krümmung aufweist . Eine Gasturbine 1 weist zumindest auf : einen Rotor 2 , einen Kompressor 4 , einen nachgelagerten Verbrennungsbereich 7 , einen nachgelagerten Heißgasteil 10 .
Der Kompressor 4 weist Kompressorscheiben 13 , 16 für die verschiedenen Kompressorstufen mit j eweiligen Kompressorschaufeln auf .
Eine Gasturbine 1 weist zumindest zwöl f Kompressorstufen, insbesondere fünf zehn Kompressorstufen, für den Kompressor 4 auf .
Jede Stufe eines Kompressors 4 besteht aus Leit- und Laufschaufeln in entsprechenden Kompressorscheiben 13 , 16 .
Das Design des Kompressors 4 ist so entwickelt und eingestellt , dass sich die thermische , mechanische Belastung zumindest der letzten Kompressorstufe , insbesondere der letzten beiden Kompressorstufen im Kompressor 4 erhöht .
Zumindest die letzte Kompressorscheibe 16 des Kompressors 4 weist daher vorzugsweise ein anderes Material auf als die übrigen, vorderen Kompressorscheiben 13 oder als die zumindest vier Kompressorscheiben 13 bis zur vorletzten und/oder letzten Kompressorscheibe 16 .
Vorzugsweise weisen die beiden letzten Kompressorscheiben 16 des Kompressors 4 ein anderes Material auf als die übrigen, vorderen Kompressorscheiben 13 oder als die zumindest vier Kompressorscheiben 13 bis zur vorletzten und/oder letzten Kompressorscheibe 16 .
Erreicht wird durch das andere Material eine erhöhte Festigkeit insbesondere bei höheren Temperaturen . Dies geschieht durch Modi fikation der Legierung und/oder Wärmebehandlung . Verschieden oder anders bedeutet hier beim Stahl oder allgemein, dass zumindest ein Legierungselement mehr oder weniger vorhanden ist, oder dass ein Anteil eines Legierungselements mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, höher oder niedriger enthalten ist.
Stahl ist immer zumindest eine Eisen-Kohlenstoff Legierung.
Es werden also bewusst verschiedene Materialien für die Kompressorscheiben 13, 16 verwendet, wobei die letzte Kompressorscheibe 16 oder die beiden letzten Kompressorscheiben 16 eine höhere Zugfestigkeit aufweisen, die vorzugsweise um 50MPa oder ganz vorzugweise um lOOMPa höher liegt als die der vorderen Kompressorscheiben 13.
Beispiele mit 15 Stufen ( a) , b) ) beim Kompressor 4 oder mit 13 Stufen ( c) , d) ) beim Kompressor 4: a)
15. Kompressorscheibe: 2. Stahl
11. - 14. Kompressorscheibe 1. Stahl
1. - 10. Kompressorscheibe 1. Stahl oder verschieden vom 1. und 2. Stahl . b)
14., 15. Kompressorscheibe: 2. Stahl
10. - 13. Kompressorscheibe 1. Stahl
1. - 9. Kompressorscheibe 1. Stahl oder verschieden vom 1. und 2. Stahl . c)
13. Kompressorscheibe: 2. Stahl
9. - 12. Kompressorscheibe 1. Stahl
1. - 8. Kompressorscheibe 1. Stahl oder verschieden vom 1. und 2. Stahl . d)
12., 13. Kompressorscheibe: 2. Stahl 9. - 11. Kompressorscheibe 1. Stahl
1. - 8. Kompressorscheibe 1. Stahl oder verschieden vom 1. und 2. Stahl .
Das Material für die vorderen Kompressorscheiben 13 oder zumindest die vier Kompressorscheiben 13 bis zur vorletzten und/oder letzten Kompressorscheiben 16 weist vorzugsweise einen ersten Stahl (NiCrMoV) auf mit (in Gew.%) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.20% < C < 0.35% Chrom (Cr) , insbesondere 1.0% < Cr < 2.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.20% < Mo < 0.55% sowie Vanadium (V) , insbesondere 0.03% < V < 0.20% als auch Nickel (Ni) , insbesondere 3.0% < Ni < 4.4%.
Die Anteile von Silizium (Si) , Mangan (Mn) , Phosphor (P) , Schwefel (S) , Arsen (As) , Antimon (Sb) , Zinn (Sn) sind möglichst klein zu halten.
Insbesondere besteht der 1. Stahl daraus. Die Zugfestigkeit liegt bei 810MPa - 960MPa.
Der zweite Stahl ist von dem ersten Stahl verschieden und weist vorzugsweise im Vergleich zum ersten Stahl einen niedrigen Anteil an Kohlenstoff (C) , einen deutlich höheren Anteil, insbesondere mindestens 100% höheren Anteil, an Chrom (Cr) , einen höheren Anteil an Molybdän (Mo) sowie die bewusste Zugabe von Niob (Nb) , Wolfram (W) , Stickstoff (N) und Mangan (Mn) auf.
Erreicht wird durch das andere Material eine erhöhte Festigkeit insbesondere bei höheren Temperaturen. Dies geschieht durch Modifikation der Legierung.
Die zumindest letzte Kompressorscheibe 16 sowie die Drehmomentscheiben 19 weist den zweiten Stahl (CrMoWVNbN) auf (in Gew . % ) :
Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.08% < C < 0.19%
Chrom (Cr) , insbesondere 9.5% < Cr < 11.0%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.80% < Mo < 1.5%, Vanadium (V) , insbesondere 0.10% < V < 0.30%, Nickel (Ni) , insbesondere 0.4% < Ni < 1.2%, Wolfram (W) , insbesondere 0.7% < W < 1.3%, Mangan (Mn) , insbesondere 0.2% < Mn < 0.7%, Stickstoff (N) , insbesondere 0.035% < N < 0.07% Niob (Nb) , insbesondere 0.02% < Nb 0.08%.
Insbesondere besteht der zweite Stahl daraus.
Verschieden oder anders bedeutet hier beim Stahl oder allgemein, dass zumindest ein Legierungselement mehr oder weniger vorhanden ist, oder dass ein Anteil eines Legierungselements mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, höher oder niedriger ist.
Im Verbrennungsbereich 7, also zwischen Kompressor 4 und Heißgasteil 10 sind Drehmomentscheiben 19 („torque disc") vorhanden, die den Teil des Rotors 2 für den Kompressor 4 mit dem Heißgasteil 10 verbinden.
Vorzugsweise werden drei Drehmomentscheiben 19 verwendet.
Vorzugsweise wird für die, insbesondere alle Drehmomentschei- ben 19, dasselbe Material verwendet wie für die letzte Kompressorscheibe 16 oder die beiden letzten Kompressorscheiben 16.
Die zumindest letzte Kompressorscheibe 16 sowie die Drehmomentscheiben 19 weist daher vorzugsweise ebenso den zweiten Stahl (CrMoWVNbN) auf.
Der Heißgasteil 10 weist zumindest drei Stufen, vorzugsweise vier Stufen I, II, III, IV auf.
Jede Stufe I, II, III, IV des Heißgasteils 10 besteht aus Turbinenschaufeln 25, stationären Leit- V und instationären Lauf schaufeln B.
Die Turbinenschaufeln 25 sind in vorderen Turbinenscheiben 22 und einer hinteren oder hinteren Turbinenscheiben 23 angeord- net .
Die Turbinenscheiben 22 zumindest für die ersten beiden Turbinenstufen, insbesondere für die ersten drei Turbinenstufen, weisen das gleiche Material auf und sind vorzugsweise verschieden von dem Material der Turbinenscheibe der vierten Stufe , um den erhöhten thermischen Belastungen gerecht zu werden .
Das Material für die Drehmomentscheiben 19 wird vorzugsweise auch für die erste , ersten zwei oder drei vorderen Turbinenscheiben 22 verwendet werden .
Das Material für die erste , ersten zwei oder drei vorderen Turbinenscheiben 22 ist vorzugsweise verschieden von dem Material der hinteren Stufe I I I , IV .
Das Material für die hinteren Turbinenscheiben 23 der Stufe I I I , IV oder nur für die hintere Turbinenscheibe 23 der Stufe IV weist vorzugsweise den ersten Stahl auf , weist aber durch eine unterschiedliche Wärmebehandlung eine höhere Festigkeitsklasse auf .
Anders oder verschieden bedeutet hier beim Stahl , bei nickelbasierten Superlegierungen oder allgemein, dass zumindest ein Legierungselement mehr oder weniger vorhanden ist , oder dass ein Anteil eines Legierungselements mindestens 10% , insbesondere mindestens 20% , höher oder niedriger ist .
Ebenso vorzugsweise können die vorderen Turbinenscheiben 22 das gleiche Material wie die hintere oder hinteren Turbinenscheiben 23 aufweisen .
Ebenso ist es daher möglich für die Kompressorscheiben 16 , die Drehmomentscheiben und alle Turbinenscheiben 22 , 23 das gleiche Material , insbesondere den zweiten Stahl zu verwenden . Im Heißgasteil 10 weist die Gasturbine zumindest drei Stufen, insbesondere vier Stufen I, II, III, IV auf, wobei eine Stufe stationäre Leitschauf ein VI, V2, V3, V4 und instationäre Lauf schaufeln Bl, B2, B3, B4 aufweist, wobei die Turbinenschaufeln 25 der ersten beiden Stufen VI, Bl, V2, B2 und optional auch die stationären Turbinenschaufeln V3 oder stationären Turbinenschaufeln V3 und nichtstationären Turbinenschaufeln B3 der dritten Stufe III ein anderes Guss-Material aufweisen als die der Turbinenschaufeln der dritten III und vierten Stufe IV oder als die der instationären Turbinenschaufeln B3 der dritten Stufe und als die der Turbinenschaufeln der vierten Stufe IV: V4, B4.
Beispiele sind a) VI, Bl, V2, B2 weisen ein anderes Material auf als V3, B3, V4, B4, wobei VI, Bl, V2, B2 dasselbe Material aufweisen und V3, B3, V4, B4 vorzugsweise dasselbe Material aufweisen, b) VI, Bl, V2, B2, V3 weisen ein anderes Material auf als B3, V4, B4, wobei VI, Bl, V2, B2, V3 dasselbe Material aufweisen und B3, V4, B4 vorzugsweise dasselbe Material aufweisen, c) VI, Bl, V2, B2, V3, B3 ein anderes Material auf als V4, B4 wobei VI, Bl, V2, B2, V3, B3 dasselbe Material aufweisen und V4, B4 vorzugsweise dasselbe Material aufweisen.
Die Auslegung hängt u.a., aber nicht nur ab von den Einsatzbedingungen der Gasturbine 1 oder dem Design des Kompressors 4.
Anderes Material bedeutet, dass das Material sich deutlich unterscheidet im Gehalt an Kohlenstoff (C) , Chrom (Gr) , Molybdän (Mo) , Titan (Ti) , die mindestens 20% niedriger sind, sowie Wolfram (W) und Aluminium (Al) auf, deren Anteile mindestens 50% größer sind, sowie weist das Material der vorderen Stufen zusätzlich Tantal (Ta) als auch Hafnium (Hf) auf.
Die Turbinenschaufeln V4, B4, ggfs. B3, V3 weisen eine Nickelbasierte Legierung auf (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10% Chrom (Cr) , insbesondere 13.0% - 15.0% Wolfram (W) , insbesondere 3.5% - 4.5% Molybdän (Mo) , insbesondere 3.7% - 4.3% Aluminium (Al) , insbesondere 2.8% - 3.2% Titan (Ti) , insbesondere 4.8% - 5.5% Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.2% Zirkon (Zr) , insbesondere 0.02% - 0.10% Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.15% - 0.40%, vorzugsweise kein Tantal (Ta) , vorzugsweise kein Hafnium (Hf) , vorzugsweise kein Niob (Nb) . Insbesondere bestehen sie daraus.
Das Material zumindest für die vorderen Stufen VI, Bl, V2, B2 weist im Gegensatz zu dem Material für B4, V4, B3, V3 hingegen Tantal (Ta) , Hafnium (Hf) auf.
Die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2, ggfs. B3, V3 weisen eine Nickelbasierte Legierung auf (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10.5% Chrom (Cr) , insbesondere 8.0% - 9.5% Wolfram (W) , insbesondere 9.0% - 10.5% Molybdän (Mo) , insbesondere 0.2% - 1.0% Aluminium (Al) , insbesondere 5.0% - 6.0% Titan (Ti) , insbesondere 0.5% - 1.5%, Tantal (Ta) , insbesondere 2.5% - 3.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.25% Zirkon (Zr) , insbesondere 0.004% - 0.06% Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.05% - 0.16%, Hafnium (Hf) , insbesondere 1.0% - 2.0%. Insbesondere bestehen sie daraus. Die Laufschaufel Bl weist vorzugsweise eine gerichtete Struktur auf. Sie wird also nicht nur gegossen, sondern lediglich durch bekannte Temperaturführung gerichtet erstarren gelassen .
So weist sie dann eine einkristalline (SX) oder kolumnare (säulenartig) Struktur auf.
Dies kann mit dem gleichen Material erfolgen wie für das Material der Turbinenschaufeln VI, V2 oder B2
Dabei weisen die Turbinenschaufeln 25 VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4, B4 vorzugsweise aller vorhandenen Stufen I, II, III, IV eine Oxidationsschutzschicht auf.
Dies ist vorzugsweise eine metallische NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY, NiCoCrAlYTaSi, NiCoCrAlYTaHf, NiCoCrAlYTaSiHf oder NiCoCrAlYTa (=MCrAlY) Schicht.
Die Turbinenschaufeln 25 der zumindest ersten beiden Stufen
I, II) des Heißgasteil 10 weisen eine keramische Beschichtung auf, d.h. die Turbinenschaufeln V3, B3, V4, B4 weisen keine keramische Beschichtung auf (abgesehen von der TGO der NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY NiCoCrAlYTaSi , NiCoCrAlYTaHf , NiCoCrA- lYTaSiHf oder NiCoCrAlYTa) .
Vorzugsweise weisen die Turbinenschaufeln 25 der ersten zwei Stufen I, II sowie zumindest die instationären Turbinenschaufeln V3 eine keramische Beschichtung auf, d.h. die Turbinenschaufeln V4, B4, optional B3 weisen keine keramische Beschichtung auf (abgesehen von der TGO der MCrAlY) .
Beispiele sind
• VI, Bl, V2, B2, V3 weisen eine keramische Beschichtung und B3, V4, B4 weisen keine keramische Beschichtung auf
• VI, Bl, V2, B2 weisen eine keramische Beschichtung und
V3, B3, V4, B4 weisen keine keramische Beschichtung auf
• VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4 weisen eine keramische Beschichtung und B4 weist keine keramische Beschichtung auf • VI, Bl, V2, B2, V3, B3 weisen eine keramische Beschichtung und V4, B4 weisen keine keramische Beschichtung auf .
Ebenso vorzugsweise kann eine erste keramische Beschichtung der ersten beiden Stufen VI, Bl, V2, B2 und optional die Turbinenschaufeln V3 der dritten Stufe III) die gleiche keramische Beschichtung aufweisen.
Dies ist dann vorzugsweise eine segmentierte, insbesondere dichte ( < 10%) , segmentierte keramische Schicht, vorzugsweise auf Zirkonoxidbasis .
Die instationären Turbinenschaufeln B3, optional die stationären Turbinenschaufel V3 der dritten Stufe weisen dann vorzugsweise eine andere, zweite keramische Beschichtung auf als die Turbinenschaufeln der vorherigen Stufen VI, Bl, V2, B2, opt . V3.
Dies ist dann vorzugsweise eine hochporöse keramische Schicht mit einer Porosität > 12%, insbesondere > 18%.
Vorzugsweise weist diese poröse Schicht Zirkonoxid, insbesondere in Form von teilstabilisiertem Zirkonoxid (PSZ) auf.
Die Gasturbine 1 weist gemäß Figur 1 vorzugsweise ein zusätzliches Abblassrohr 30 („blow off line") auf. Dieses Abblasrohr 30 entnimmt komprimierte Luft auf dem Kompressor 4, insbesondere auf der Höhe der fünften oder sechsten Stufe des Kompressors 4, und wird vorzugsweise nur beim Anfahren der Gasturbine 1 benötigt. Sie verbindet den Kompressor 4 mit einem Abgasgehäuse 33.
Die Gasturbine 1 weist vorzugsweise bereits zwei Abblassrohre auf und nach dem Umbau oder als Neuteil drei Abblasrohre 30.
In Figur 2 ist eine Kompressorschaufel 40 des verbesserten Kompressors 4 dargestellt.
Die Kompressorschaufel 40 weist in bekannter Weise eine Plattform 41 auf.
Von der Plattform 41 der Kompressorschaufel 40 erstreckt sich das Schaufelblatt 42 bis zu einer Schaufelspitze 43 .
Die Schaufelspitze 43 ist vorzugsweise eben und weist darauf eine , vorzugsweise einzige Anströmkante 44 auf , die sich von der Schaufelspitze 43 erstreckt .
Die Schaufelspitze 43 der verbesserten Kompressorschaufel 40 weist eine Anströmkante 44 auf , die nicht am Rand der Schaufelblattkontur entlang läuft , sondern die sich vorzugsweise mittig entlang der Schaufelspitze 43 erstreckt und dies insbesondere über die gesamte Länge der Schaufelspitze 43 . Dies ergibt sich auch aus dem verbesserten Design des Kompressors 4 .
Vorzugsweise nur eine Kompressorstufe des Kompressors 4 , insbesondere eine Kompressorstufe zwischen dem vierten und achten Kompressorstufe des Kompressors 4 weist die verbesserte Kompressorschaufel 40 auf .
Figur 3 zeigt eine Brennkammer 50 des Verbrennungsbereichs 7 . In der Brennkammer 50 wird die hochkomprimierte Luft aus dem Kompressor 4 mit dem Brennstof f vermischt und verbrannt .
Dafür ist ein Brennersystem 51 vorhanden .
Das erzeugte Heißgas strömt dann in den Heißgasteil 10 .
Die Brennkammer 50 weist eine Verkachelung 8 auf und ist daher vorzugsweise zumindest größtenteils , insbesondere vollständig mit keramischen Hitzeschilden 52 versehen, die vorzugsweise aus Vollkeramik bestehen .
Es werden vorzugsweise zumindest zwei verschiedene , vorzugsweise drei verschiedene Materialien für die Vollkeramiken verwendet .
Die keramischen Hitzeschilde 52 im vorderen Bereich, also beginnend an den Brennersystem 51 , weisen ein erstes Material Kl auf , wohingegen nahe des Ausströmbereichs keramische Hitzeschilde 54 ein drittes , erosionsbeständiges Material K3 für die Vollkeramik aufweisen . Dazwischen wird vorzugsweise ein zweites keramisches Material K2 für die Verkachelung 8 für mittlere keramische Hitzeschilde 53 verwendet .
Verschieden bedeutet hier bei den vollkeramischen Hitzeschilden, dass die Mikrostruktur deutlich unterscheidbar ist und/oder die chemische Zusammensetzung sich in zumindest einem Bestandteil um mindestens 10% , insbesondere um mindestens 20% unterscheidet oder mindestens ein chemisches Element mehr oder weniger in der keramischen Zusammensetzung enthalten ist .
Das erste keramische Material Kl für die keramischen Hitzeschilde 52 im vorderen Bereich weist vorzugsweise eine Mischung aus Koround und Mullit auf im Verhältnis 40 : 60 bis 60 : 40 , insbesondere häl ftig .
Das zweite keramische Material K2 für die keramischen Hitzeschilde 53 im mittleren Bereich weist vorzugsweise weniger Mullit auf . Der Anteil von Mullit liegt vorzugsweise bei 15%- 25% .
Das dritte keramische Material K3 weist vorzugsweise kaum Mullit auf bzw . liegt der Anteil < 5% .
Das dritte keramische Material für die keramischen Hitzeschilde nahe des Ausströmbereichs weist vorzugweise nur Koround auf , mit Anteilen von 1 % < Spinel < 8 % .
Die Verkachelung 8 ist in Strömungsrichtung gesehen in mehreren Reihen von Hitzeschildelementen auf gebaut .
Beispiele für Materialauswahl der Keramiken Kl , K2 , K3 von Brennkammern mit verschiedener Anzahl von Reihen . a) 1 . Reihe : Kl
2 . Reihe : K2
3 . Reihe : K3 b) 1. Reihe: Kl
2. Reihe: K3
3. Reihe: K3 c) 1. Reihe: Kl
2. Reihe: K2
3. Reihe: K3
4. Reihe: K3 d) 1. Reihe: Kl
2. Reihe: K2
3. Reihe: K2
4. Reihe: K3 e) 1. Reihe: Kl
2. Reihe: Kl
3. Reihe: K2
4. Reihe: K3 f) 1. Reihe: Kl
2. Reihe: Kl
3. Reihe: K2
4. Reihe: K3
5. Reihe: K3 g) 1. Reihe: Kl
2. Reihe: K2
3. Reihe: K2
4. Reihe: K3
5. Reihe: K3
Das Ende der Brennkammer 50 bzw. die Einlauf schale weist eine Verkachelung 8 mit metallischen Hitzeschilden 55 aus.
Die metallischen Hitzeschilde 55 weisen ein Metallsubstrat und ein keramisches Wärmedämmschichtsystem aus metallischer Haftvermittlerschicht (MCrAlY) und keramischer Schutzschicht auf, wie es von Turbinenschaufeln bekannt ist. Die Brennkammer 50 wurde also ebenfalls den vorzugsweise verbesserten Bedingungen des Kompressors 4 angepasst und weist zumindest zwei verschiedene Arten/Materialauswahl für die Verkachelung 8 auf .
Figur 4 zeigt ein Abgasgehäuse 33 , das für einen äußeren Ringkanal Streben 63 aufweist . Da das Abgas durch den vorzugsweise verbesserten Kompressor ein anderes Ausströmverhalten zeigt , werden die Streben 63 werden bei der Modernisierung angepasst ( Fig . 5 ) . Dies geschieht dadurch, dass ein vorderer Teil , insbesondere die vordere Häl fte der Hohlstruktur der Streben 63 abgeschnitten wird und durch ein neues Profil ersetzt wird, das die Krümmung verringert
Die Figur 6 zeigt einen Rotor 2 , der komplett montiert ist und die verbesserten oder angepassten Komponenten zumindest gemäß Figuren 1 , 2 , 3 , 4 und/oder 5 aufweist .
Somit weist der Rotor 2 bereits insbesondere die verbesserten Kompressorscheiben 16 mit den mit den Lauf schaufeln des Kompressors 4 oder die verbesserten Kompressorschaufeln 40 oder die keramischen Hitzeschildelemente 53 , 55 , 56 als ein Teil einer Verkachelung 8 der Brennkammer 50 oder die verbesserten Turbinenscheiben oder die verbesserten Turbinenschaufeln 25 und optional bereits das angepasste Abgasgehäuse 33 auf .
Ein solcher Rotor 2 ist einfach und schnell eingebaut , so dass der vorhandene Rotor vor Ort nicht entstapelt , neu gestapelt und beschaufelt werden muss .
Das reduziert deutlich die Stillstands zeit für den Anlagenbetreiber .
Auch ohne eine vorangehende Verbesserung des Kompressors können die einzelnen Merkmale zur Verbesserung einer Gasturbine genutzt werden, da die einzelnen Merkmale separat Vorteile bieten und auch nachrüstbar sind, d . h . : Gasturbine 1 , zumindest aufweisend : einen Rotor 2 , einen Verbrennungsbereich 7 als Teil des Rotors 2 , einen dem Verbrennungsbereich 7 vorgelagerten Kompressor 4 als Teil des Rotors 2 und einen dem Verbrennungsbereich 7 nachgelagerten Heißgasteil 10 als Teil des Rotors 2 , wobei der Kompressor 4 Kompressorscheiben für Kompressorschaufeln aufweist , wobei der Heißgasteil 10 Turbinenscheiben für Turbinenschaufeln 25 aufweist , optional zumindest eine Kompressorscheibe 16 des Kompressors 4 ein anderes Material aufweist als die übrigen Kompressorscheiben 13 und/ oder optional zumindest eine Turbinenscheibe 23 des Heißgasteils 10 ein anderes Material aufweist als die übrigen Turbinenscheiben 22 . Gasturbine nach Anspruch 1 , die einen Kompressor 4 mit zumindest zwöl f Kompressorstufen aufweist , insbesondere einen Kompressor 4 mit fünf zehn Kompressorstufen aufweist , wobei zumindest die letzte Kompressorstufe , insbesondere die beiden letzten Kompressorstufen, für die Kompressorscheiben 16 ein anderes Material aufweisen als die vorderen Kompressorscheiben 13 . Gasturbine nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2 , wobei die vorderen Kompressorscheiben 13 oder wobei zumindest die vier Kompressorscheiben 13 direkt vor der entweder letzten oder der vorletzten und letzten Kompressorscheibe 16 einen ersten Stahl aufweisen mit ( in Gew . % ) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.20% < C < 0.35%, Chrom (Cr) , insbesondere 1.0% < Cr < 2.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.20% < Mo < 0.55%, Vanadium (V) , insbesondere 0.03% < V < 0.20%, Nickel (Ni) , insbesondere 3.0% < Ni < 4.4%, wobei Anteile von Silizium (Si) , Mangan (Mn) , Phosphor (P) , Schwefel (S) , Arsen (As) , Antimon (Sb) und/oder Zinn (Sn) möglichst klein zu halten sind, insbesondere der erste Stahl daraus besteht. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem entweder die letzte oder die vorletzte und letzte Kompressorscheibe 16 einen zweiten Stahl aufweisen und im Vergleich zum ersten Stahl der anderen Kompressorscheiben 13 einen niedrigen Anteil an Kohlenstoff (C) , einen deutlich höheren Anteil, insbesondere mindestens 100% höheren, Anteil an Chrom (Cr) , einen höheren Anteil an Molybdän (Mo) sowie die bewusste Zugabe von Niob (Nb) , Wolfram (W) , Stickstoff (N) und Mangan (Mn) aufweist. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei der zweite Stahl aufweist (in Gew.%) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.08% < C < 0.19%, Chrom (Cr) , insbesondere 9.5% < Cr < 11.0%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.80% < Mo < 1.5%, Vanadium (V) , insbesondere 0.10% < V < 0.30%, Nickel (Ni) , insbesondere 0.4% < Ni < 1.2%, Wolfram (W) , insbesondere 0.7% < W < 1.3%, Mangan (Mn) , insbesondere 0.02% < Mn < 0.70%, Stickstoff (N) , insbesondere 0.035% < N < 0.070% Niob (Nb) , insbesondere 0.02% < Nb 0.08%, insbesondere der zweite Stahl daraus besteht. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, die zwischen Kompressor 4 und Heißgasteil 10 Drehmomentscheiben 19 aufweist, wobei die zumindest eine Drehmomentscheibe 19, insbesondere wobei alle Drehmomentscheiben 19, dasselbe Material wie die letzte Kompressorscheibe 16 des Kompressors 4 aufweisen. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, die im Heißgasteil 10 mindestens 3 Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei zumindest die ersten beiden Turbinenscheiben 22 der Stufen I, II, III, IV, insbesondere die ersten drei Turbinenscheiben 22 der Stufen I, II, III, IV das gleiche Material aufweisen und verschieden sind von dem Material der Turbinenscheibe 23 entweder der dritten und vierten Stufe III, IV oder der vierten Stufe IV. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, die im Heißgasteil 10 mindestens 3 Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei alle Turbinenscheiben 22, 23 der Stufen I, II, III, IV das gleiche Material aufweisen. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 6, 7 oder 8, bei der zumindest die vorderen Turbinenscheiben 22 das gleiche Material aufweisen wie das Material der Drehmo- mentscheiben 19. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 7, 8 oder 9, die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 und instationären Turbinenschaufeln Bl, B2, B3, B4 besteht, wobei die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2 der ersten beiden Stufen I, II und insbesondere die stationäre Turbinenschaufeln V3 der dritten Stufe III, ganz insbesondere die stationären Turbinenschaufeln V3 und die instationären Turbinenschaufeln B3 der dritten Stufe III, ein anderes Material aufweisen als die der instationären Turbinenschaufeln B3 der dritten Stufe III oder zumindest der Turbinenschaufeln V4, B4 der vierten Stufe IV, optional wobei die ersten instationären Turbinenschaufel Bl eine SX- oder säulenartige Struktur aufweisen. Gasturbine nach Anspruch 10, wobei die Turbinenschaufeln V4, B4 der vierten Stufe IV, optional auch die instationären Turbinenschaufeln B3 und/oder stationären Turbinenschaufeln V3 der dritten Stufe III, eine nickelbasierte Legierung aufweisen (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10%, Chrom (Cr) , insbesondere 13.0% - 15.0%, Wolfram (W) , insbesondere 3.5% - 4.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 3.7% - 4.3%, Aluminium (Al) , insbesondere 2.8% - 3.2%, Titan (Ti) , insbesondere 4.8% - 5.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.2%, Zirkon (Zr) , insbesondere 0.02% - 0.10%, Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.15% - 0.40%, vorzugsweise kein Tantal (Ta) , vorzugsweise kein Hafnium (Hf) , vorzugsweise kein Niob (Nb) . insbesondere daraus besteht. Gasturbine nach Anspruch 11, wobei das Material für zumindest die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2 der vorderen Stufen I, II im Gegensatz zu dem Material der Turbinenschaufeln B4, V4, optional auch im Gegensatz zu den Turbinenschaufeln B3, V3 der dritten Stufe III, hingegen Tantal (Ta) und/oder Hafnium (Hf) aufweist. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 10, 11 oder 12, die im Heißgasteil 10 zumindest drei Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 und instationären Turbinenschaufeln Bl, B2, B3, B4 besteht, wobei die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2 der vorderen Stufen, optional die Turbinenschaufeln V3, B3 der dritten Stufe, eine Nickelbasierte Legierung aufweisen (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10.5%, Chrom (Cr) , insbesondere 8.0% - 9.5%, Wolfram (W) , insbesondere 9.0% - 10.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.2% - 1.0%, Aluminium (Al) , insbesondere 5.0% - 6.0%, Titan (Ti) , insbesondere 0.5% - 1.5%, Tantal (Ta) , insbesondere 2.5% - 3.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.25%,
Zirkon (Zr) , insbesondere 0.004% - 0.06%,
Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.05% - 0.16%,
Hafnium (Hf) , insbesondere 1.0% - 2.0%, insbesondere daraus besteht. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,
10, 11, 12 oder 13, die im Heißgasteil 10 zumindest drei Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 und instationären Turbinenschaufeln Bl, B2, B3, B4 besteht, wobei die Turbinenschaufeln VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4, B4 aller Stufen I, II, III, IV eine metallische Oxidationsschutzschicht aufweisen, vorzugsweise eine metallische NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY, NiCoCrAlYTaSi, NiCoCrAlYTaHf , NiCoCrAlYTaSiHf oder NiCoCrAlYTa Schicht aufweisen, ganz vorzugsweise alle Turbinenschaufeln 25 die gleiche metallische Schicht aufweisen. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 10 bis 14, die im Heißgasteil 10 zumindest drei Stufen I, II, III, IV aufweist, insbesondere die im Heißgasteil 10 vier Stufen I, II, III, IV aufweist, wobei eine Stufe I, II, III, IV aus instationären Bl, B2, B3, B4 und stationären Turbinenschaufeln VI, V2, V3, V4 besteht, wobei nur die Turbinenschaufeln der ersten Stufen I,
11, III eine keramische Beschichtung aufweisen, insbesondere der ersten drei Stufen I, II, III eine keramische Beschichtung aufweisen. Gasturbine nach Anspruch 15, bei dem eine keramische Beschichtung der Turbinenschaufeln der beiden ersten Stufen I, II: VI, Bl, V2, B2 und optional der Turbinenschaufeln V3, B3 der dritten Stufe III dieselbe keramische Beschichtung aufweisen, insbesondere eine segmentierte, insbesondere dichte (< 10%) , keramische Schicht mit Zirkonoxid als Basis aufweisen, und die in Turbinenschaufeln V3,B3 der dritten Stufe III eine hochporöse, eine keramische Schicht mit einer Porosität größer 12%, insbesondere größer 18%, aufweisen, vorzugsweise mit Zirkonoxid als Matrix. Gasturbine nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei der zumindest in einer Kompressorstufe des Kompressors 4 verbesserte Kompressorschaufeln 40 vorhanden sind, wobei sich die verbesserten Kompressorschaufeln 40 dadurch auszeichnen, dass eine Anstreif kante 44 nicht am Rand der Schaufelblattkontur des Schaufelblatts 43 verläuft, sondern vorzugsweise mittig auf der Schaufelspitze 43 angeordnet ist, und insbesondere über die gesamte Länge der Schaufelspitze 43 verläuft. Gasturbine nach Anspruch 18, bei dem nur eine Kompressorstufe des Kompressors 4, insbesondere eine Kompressorstufe zwischen dem vierten und achten Kompressorstufe des Kompressors 4, die verbesserte Kompressorschaufel 40 nach Anspruch 18 aufweist . Gasturbine nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, die eine Brennkammer 50 aufweist , die 50 eine Verkachelung 8 aufweist , die 8 vollkeramische Kacheln 52 , 53 , 54 und metallische Hitzeschildelemente 55 aufweist . Gasturbine nach Anspruch 19 , bei dem in Strömungsrichtung des Heißgases in der Brennkammer 50 gesehen ein erstes keramisches Material Kl für vollkeramischen Kacheln 52 , dann vorzugsweise ein zweites keramisches Material K2 für vollkeramischen Kacheln 53 , dann ein drittes keramisches Material K3 für vollkeramischen Kacheln 53 aufweisen und dann vorzugsweise am Ende die metallischen Hitzeschilde 55 vorhanden sind . Gasturbine nach Anspruch 20 , wobei das erste keramische Material Kl eine Mischung aus Koround und Mullit im Verhältnis 40 : 60 bis 60 : 40 aufweist , insbesondere eine häl ftige Mischung aufweist , wobei das optionale zweite keramische Material K2 einen Anteil von Mullit von 15%-25% aufweist , wobei das dritte keramische Material K3 kaum Mullit aufweist , insbesondere der Anteil kleiner 5% beträgt . Gasturbine nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche , die drei Abblassrohre 30 aufweist , die komprimierte Luft aus dem Kompressor 4 in ein Abgasgehäuse 33 leiten können . Verfahren zum Verändern einer Gasturbine , bei dem eine bestehende Gasturbine so modi fi ziert wird, dass sie zumindest ein Merkmal einer oder mehrerer der vorherigen Ansprüche 1 bis 21 aufweist . Verfahren nach Anspruch 23 , bei dem der eingebaute , komplett montierte Rotor einer bestehenden Gasturbine durch einen neuen, komplett montierten Rotor 2 mit zumindest einem Merkmal einer oder mehrerer der vorherigen Ansprüche der Gasturbine 1 bis 21 ausgetauscht wird . Verfahren nach Anspruch 23 , bei dem ein weiteres Abblassrohr 30 , das Luft aus dem Kompressor 4 in ein Abgasgehäuse 33 leitet , installiert wird . Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 , 24 oder 25 , bei dem die Gasturbine 1 ein Abgasgehäuse 33 mit einem ringförmigen Ablasskanal 65 aufweist , in dem Streben 63 vorhanden sind, die verändert werden dadurch, dass ein vorderer Bereich der Streben 63 herausgelöst wird und durch ein neues verändertes Profil ersetzt wird, das weniger Krümmung aufweist .

Claims

Patentansprüche
1. Gasturbine (1) , zumindest aufweisend: einen Rotor ( 2 ) , einen Verbrennungsbereich (7) , einen dem Verbrennungsbereich (7) vorgelagerten Kompressor (4) als Teil des Rotors (2) und einen dem Verbrennungsbereich (7) nachgelagerten Heißgasteil (10) als Teil des Rotors (2) , wobei der Kompressor (4) Kompressorscheiben (13, 16) für Kompressorschaufeln (40) aufweist, wobei der Heißgasteil (10) Turbinenscheiben (22, 23) für Turbinenschaufeln (25) aufweist, wobei zumindest eine Kompressorscheibe (16) des Kompressors (4) ein anderes Material aufweist als die übrigen Kompressorscheiben (13) und/ oder zumindest eine Turbinenscheibe (23) des Heißgasteils (10) ein anderes Material aufweist als die übrigen Turbinenscheiben (22) .
2. Gasturbine nach Anspruch 1, die einen Kompressor (4) mit zumindest zwölf Kompressorstufen aufweist, insbesondere einen Kompressor (4) mit fünfzehn Kompressorstufen aufweist, wobei zumindest die letzte Kompressorstufe, insbesondere die beiden letzten Kompressorstufen, für die Kompressorscheiben (16) ein anderes Material aufweisen als die vorderen Kompressorscheiben (13) .
3. Gasturbine nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, wobei die vorderen Kompressorscheiben (13) oder wobei zumindest die vier Kompressorscheiben (13) direkt vor der entweder letzten oder vor der vorletzten und letzten Kompressorscheibe (16) einen ersten Stahl aufweisen mit (in Gew.%) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.20% < C < 0.35%, Chrom (Cr) , insbesondere 1.0% < Cr < 2.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.20% < Mo < 0.55%, Vanadium (V) , insbesondere 0.03% < V < 0.20%, Nickel (Ni ) , insbesondere 3.0% < Ni < 4.4%, wobei Anteile von Silizium (Si) , Mangan (Mn) , Phosphor (P) , Schwefel (S) , Arsen (As) , Antimon (Sb) und/oder Zinn (Sn) möglichst klein zu halten sind, insbesondere der erste Stahl daraus besteht.
4. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem entweder die letzte oder die vorletzte und die letzte Kompressorscheibe (16) einen zweiten Stahl aufweisen und im Vergleich zum ersten Stahl der anderen Kompressorscheiben (13) einen niedrigen Anteil an Kohlenstoff (C) , einen deutlich höheren Anteil, insbesondere mindestens 100% höheren, Anteil an Chrom (Cr) , einen höheren Anteil an Molybdän (Mo) sowie die bewusste Zugabe von Niob (Nb) , Wolfram (W) , Stickstoff (N) und Mangan (Mn) aufweist.
5. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei der zweite Stahl aufweist (in Gew.%) : Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.08% < C < 0.19%, Chrom (Cr) , insbesondere 9.5% < Cr < 11.0%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.80% < Mo < 1.5%, Vanadium (V) , insbesondere 0.10% < V < 0.30%, Nickel (Ni ) , insbesondere 0.4% < Ni < 1.2%, Wolfram (W) , insbesondere 0.7% < W < 1.3%, Mangan (Mn) , insbesondere 0.02% < Mn < 0.70%, Stickstoff (N) , insbesondere 0.035% < N < 0.070% Niob (Nb) , insbesondere 0.02% < Nb 0.08%, insbesondere der zweite Stahl daraus besteht.
6. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, die zwischen Kompressor (4) und Heißgasteil (10) Drehmomentscheiben (19) aufweist, wobei die zumindest eine Drehmomentscheibe (19) , insbesondere wobei alle Drehmomentscheiben (19) , dasselbe Material wie die letzte Kompressorscheibe (16) des Kompressors (4) aufweisen.
7. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, die im Heißgasteil (10) mindestens 3 Stufen (I, II, III, IV) aufweist, insbesondere im Heißgasteil (10) vier Stufen (I, II, III, IV) aufweist, wobei zumindest die ersten beiden Turbinenscheiben (22) der Stufen (I, II, III, IV) , insbesondere die ersten drei Turbinenscheiben (22) der Stufen (I, II, III, IV) das gleiche Material aufweisen und verschieden sind von dem Material der Turbinenscheibe entweder der dritten und vierten Stufe (III, IV) . oder der vierten Stufe (IV) .
8. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, die im Heißgasteil (10) mindestens 3 Stufen (I, II, III, IV) aufweist, insbesondere im Heißgasteil (10) vier Stufen (I, II, III, IV) aufweist, wobei alle Turbinenscheiben (22, 23) der Stufen (I, II, III, IV) das gleiche Material aufweisen.
9. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 6, 7 oder 8, bei der zumindest die vorderen Turbinenscheiben (22) das gleiche Material aufweisen wie das Material der Drehmoment scheiben (19) .
10. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 7, 8 oder 9, die im Heißgasteil (10) mindestens 3 Stufen (I, II, III) aufweist, insbesondere im Heißgasteil (10) vier Stufen (I, II, III, IV) aufweist, wobei eine Stufe (I, II, III, IV) aus stationären Turbinenschaufeln (VI, V2, V3, V4) und instationären Turbinenschaufeln (Bl, B2, B3, B4) besteht, wobei die Turbinenschaufeln (VI, Bl, V2, B2) der ersten beiden Stufen (I, II) und insbesondere die stationären Turbinenschaufeln (V3) der dritten Stufe (III) , ganz insbesondere und die stationären Turbinenschaufeln (V3) und die instationären Turbinenschaufeln (B3) der dritten Stufe (III) , ein anderes Material aufweisen als die der instationären Turbinenschaufeln (B3) der dritten Stufe (III) oder zumindest der Turbinenschaufeln (V4, B4) der vierten Stufe (IV) , optional wobei die ersten instationären Turbinenschaufel (Bl) eine SX- oder säulenartige Struktur aufweisen.
11. Gasturbine nach Anspruch 10, wobei die Turbinenschaufeln (V4, B4) der vierten Stufe (IV) , optional auch die instationären Turbinenschaufeln (B3) und/oder stationären Turbinenschaufeln (V3) der dritten Stufe (III) , eine Nickelbasierte Legierung aufweisen (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10%, Chrom (Cr) , insbesondere 13.0% - 15.0%, Wolfram (W) , insbesondere 3.5% - 4.5%, Molybdän (Mo) , , insbesondere 3.7% - 4.3%, Aluminium (Al) , insbesondere 2.8% - 3.2%, Titan (Ti) , insbesondere 4.8% - 5.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.2%, Zirkon ( Zr ) , insbesondere 0.02% - 0.10%, Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.15% - 0.40%, vorzugsweise kein Tantal (Ta) , vorzugsweise kein Hafnium (Hf) , vorzugsweise kein Niob (Nb) . insbesondere daraus besteht.
12. Gasturbine nach Anspruch 11, wobei das Material für zumindest die Turbinenschaufeln
(VI, Bl, V2, B2) der vorderen Stufen (I, II) im Gegensatz zu dem Material der Turbinenschaufeln (B4, V4) , optional auch im Gegensatz zu den Turbinenschaufeln (B3, V3) der dritten Stufe (III) , hingegen Tantal (Ta) und/oder Hafnium (Hf) aufweist.
13. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,
10, 11 oder 12, die im Heißgasteil (10) zumindest drei Stufen (I, II, III, IV) aufweist, insbesondere die im Heißgasteil (10) vier Stufen (I,
11, III, IV) aufweist, wobei eine Stufe (I, II, III, IV) aus stationären Turbinenschaufeln (VI, V2, V3, V4) und instationären Turbinenschaufeln (Bl, B2, B3, B4) besteht, wobei die Turbinenschaufeln (VI, Bl, V2, B2) der vorderen Stufen, optional die Turbinenschaufeln (V3, B3) der dritten Stufe, eine Nickelbasierte Legierung aufweisen (in Gew%) : Kobalt (Co) , insbesondere 9.0% - 10.5%, Chrom (Cr) , insbesondere 8.0% - 9.5%, Wolfram (W) , insbesondere 9.0% - 10.5%, Molybdän (Mo) , insbesondere 0.2% - 1.0%, Aluminium (Al) , insbesondere 5.0% - 6.0%, Titan (Ti) , insbesondere 0.5% - 1.5%, Tantal (Ta) , insbesondere 2.5% - 3.5%, Bor (B) , insbesondere 0.01% - 0.25%, Zirkon ( Zr ) , insbesondere 0.004% - 0.06%, Kohlenstoff (C) , insbesondere 0.05% - 0.16%, Hafnium (Hf) , insbesondere 1.0% - 2.0%, insbesondere daraus besteht.
14. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,
10, 11, 12 oder 13, die im Heißgasteil (10) zumindest drei Stufen (I, II, III) aufweist, insbesondere die im Heißgasteil (10) vier Stufen (I,
11, III, IV) aufweist, wobei eine Stufe (I, II, III, IV) aus stationären Turbinenschaufeln (VI, V2, V3, V4) und instationären Turbinenschaufeln (Bl, B2, B3, B4) besteht, wobei die Turbinenschaufeln (VI, Bl, V2, B2, V3, B3, V4, B4) aller Stufen (I, II, III, IV) eine metallische Oxidations schütz schicht aufweisen, vorzugsweise eine metallische NiCoCrAlYRe, NiCoCrAlY, NiCoCrAlYTaSi, NiCoCrAlYTaHf , NiCoCrAlYTaSiHf oder NiCoCrAlYTa Schicht aufweisen, ganz vorzugsweise alle Turbinenschaufeln (25) die gleiche metallische Schicht aufweisen.
15. Gasturbine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 10 bis 14, die im Heißgasteil (10) zumindest drei Stufen (I, II, III) aufweist, insbesondere die im Heißgasteil (10) vier Stufen (I, II, III, IV) aufweist, wobei eine Stufe (I, II, III, IV) aus instationären
(Bl, B2, B3, B4) und stationären Turbinenschaufeln (VI, V2, V3, V4) besteht, wobei nur die Turbinenschaufeln der vorderen Stufen (I, II, III) eine keramische Beschichtung aufweisen, insbesondere nur die Turbinenschaufeln der ersten drei Stufen (I, II, III) eine keramische Beschichtung aufweisen.
16. Gasturbine nach Anspruch 15, bei dem eine keramische Beschichtung der Turbinenschaufeln der beiden ersten Stufen (I, II: VI, Bl, V2, B2) und optional der Turbinenschaufeln (V3 , B3) der dritten Stufe (III) dieselbe keramische Beschichtung aufweisen, insbesondere eine segmentierte, insbesondere dichte (< 10%) , keramische Schicht mit Zirkonoxid als Basis aufweisen, und/oder die in Turbinenschaufeln (V3 , B3) der dritten Stufe (III) eine hochporöse, eine keramische Schicht mit einer Porosität größer 12%, insbesondere größer 18%, aufweisen, vorzugsweise mit Zirkonoxid als Matrix.
17. Gasturbine nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei der zumindest in einer Kompressorstufe des Kompressors (4) verbesserte Kompressorschaufeln (40) vorhanden sind, wobei sich die verbesserten Kompressorschaufeln (40) dadurch auszeichnen, dass eine Anstreif kante (44) nicht am Rand der Schaufelblattkontur des Schaufelblatts (43) verläuft, sondern die Anstreif kante (44) vorzugsweise mittig auf der Schaufelspitze (43) angeordnet ist, und insbesondere über die gesamte Länge der Schaufelspitze (43) verläuft.
18. Gasturbine nach Anspruch 18, bei dem nur eine Kompressorstufe des Kompressors (4) , insbesondere eine Kompressorstufe zwischen dem vierten und achten Kompressorstufe des Kompressors (4) , die verbesserte Kompressorschaufel (40) nach Anspruch
18 aufweist.
19. Gasturbine nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, die eine Brennkammer (50) aufweist, die (50) eine Verkachelung (8) aus Kacheln in Reihen angeordnet aufweist, die (8) vollkeramische Kacheln (52, 53, 54) und metallische Hitzeschildelemente (55) aufweist.
20. Gasturbine nach Anspruch 19, bei dem in Strömungsrichtung des Heißgases in der Brennkammer (50) gesehen ein erstes keramisches Material (Kl) für vollkeramischen Kacheln (52) , dann vorzugsweise ein zweites keramisches Material (K2) für vollkeramischen Kacheln (53) , dann ein drittes keramisches Material (K3) für vollkeramischen Kacheln (53) aufweisen und dann vorzugsweise am Ende die metallischen Hitzeschilde (55) vorhanden sind.
21. Gasturbine nach Anspruch 20, wobei das erste keramische Material (Kl) eine Mischung aus Koround und Mullit im Verhältnis 40:60 bis 60:40 aufweist, insbesondere eine hälftige Mischung aufweist, wobei das optionale zweite keramische Material (K2) einen Anteil von Mullit von 15%-25% aufweist, wobei das dritte keramische Material (K3) kaum Mullit aufweist, insbesondere der Anteil kleiner 5% beträgt.
22. Gasturbine nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, die drei Abblassrohre (30) aufweist, die komprimierte Luft aus dem Kompressor (4) in ein Ab- gasgehäuse (33) leiten können.
23. Verfahren zum Verändern einer Gasturbine, bei dem eine bestehende Gasturbine so modifiziert wird, dass sie zumindest ein Merkmal einer oder mehrerer der vorherigen Ansprüche 1 bis 21 aufweist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der eingebaute, komplett montierte Rotor einer bestehenden Gasturbine durch einen neuen, komplett montierten Rotor (2) mit zumindest einem Merkmal einer oder mehrerer der vorherigen Ansprüche der Gasturbine 1 bis 21 ausgetauscht wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, bei dem ein weiteres Abblassrohr (30) , das Luft aus dem Kompressor (4) in ein Abgasgehäuse (33) leitet, installiert wird.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23, 24 oder 25, bei dem die Gasturbine (1) ein Abgasgehäuse (33) mit einem ringförmigen Ablasskanal (65) aufweist, in dem Streben (63) vorhanden sind, die verändert werden dadurch, dass ein vorderer Bereich der Streben (63) herausgelöst wird und durch ein neues verändertes Profil ersetzt wird, das weniger Krümmung aufweist.
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