Mit in bisherigen Kraftwerksanlagen eingesetzten Gasturbinen kann derzeit ein Anlagenwirkungsgrad bis ca. 40% erreicht werden. Das Arbeitsmittel für die Gasturbine wird durch Ver- brennen eines Brennstoffs, z. B. Erdöl oder Erdgas, unter Zu- fuhr verdichteter Luft erzeugt, wobei die Arbeitsmitteltempe- ratur derzeit bei etwa 1200°C bis 1400°C liegt.

Demgegenüber kann mit bisher eingesetzten Dampfturbinen bei einer Frischdampftemperatur von ca. 540°C ein Anlagenwir- kungsgrad von ca. 38% bis 40% erreicht werden. Wie aus der WO 97/25521 bekannt, können zur Erhöhung des Frischdampfzu- standes mit einer angestrebten Frischdampftemperatur von 600°C und einem angestrebten Frischdampfdruck von 270 bar und damit zur Steigerung des Wirkungsgrades einer Dampfturbine deren Turbinenwelle und insbesondere die Schaufelfü e von Laufschaufeln mittels Kühldampf gekühlt werden.

Mit einer kombinierten Gas-und Dampfturbinenanlage, bei der die im entspannten Arbeitsmittel aus der Gasturbine enthalte- ne Wärme zur Erzeugung von Dampf für die in einen Wasser- Dampf-Kreislauf geschaltete Dampfturbine genutzt wird, wird derzeit bei einer Frischdampftemperatur von ca. 540°C und ei- nem Frischdampfdruck von z. B. 120bar ein Anlagenwirkungsgrad von etwa 55% bis 60% erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbine, ins- besondere eine Gas-oder Dampfturbine, konstruktiv derart weiterzubilden, dass deren Wirkungsgrad erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemä gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dazu sind zumindest einige der Leit-und/- oder Laufschaufeln der Turbine mit einer Vielzahl von Mikro- löchern versehen.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass der Wirkungsgrad sowohl einer Gasturbine als auch einer Dampftur- bine insbesondere dadurch begrenzt wird, dass die Strömung des Arbeitsmediums entlang der Schaufeloberfläche nicht immer ideal laminar ist. Insbesondere in der oberflächennahen Grenzschicht bilden sich Wirbel und somit eine turbulente Strömung des Arbeitsmediums aus, die zu einer Umwandlung der kinetischen Energie des Arbeitsmediums in Wärme führen. Ein nicht unerheblicher Anteil an in einer derartigen Turbine auftretenden Strömungsverluste ist auf diesen Effekt zurück- zuführen.

Die Erfindung liegt nun die Überlegung zugrunde, dass derar- tige Wirbel oder turbulente Strömungen an der Schaufelober- fläche dadurch vermieden oder zumindest verringert werden können, wenn an der oberflächennahen Grenzschicht ein Teil des Arbeitsmediums abgesaugt und dadurch an der Schaufelober- fläche eine laminare Strömung des Arbeitsmediums praktisch erzwungen wird. Durch diese Ma nahme kann der Wirkungsgrad der Turbine um einige Prozentpunkte erhöht werden.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind sowohl die mit Mikrolöchern versehenen Leitschaufeln als auch die mit Mikro- löchern versehenen Laufschaufeln hohl ausgeführt. Ein Teil des an der Schaufeloberfläche vorbeiströmenden Arbeitsmediums wird somit von der Schaufeloberfläche in den Innenraum der hohlen Schaufel abgesaugt. Die Leitschaufeln stehen dabei zweckmä igerweise mit einem äu eren, vorzugsweise im oder am Turbinengehäuse vorgesehenen Absaugkanal in Verbindung, wäh- rend der Innenraum der hohlen Laufschaufeln mit dem Innenraum einer hohl ausgeführten Turbinenwelle in Verbindung steht.

Der zur Absaugung erforderliche Unterdruck wird vorteilhaf- terweise dadurch erzeugt, dass die Mikrolöcher mit einem Tur- binenteil in Verbindung stehen, welches von Arbeitsmittel vergleichsweise niedrigen Arbeitsmitteldruck umströmt wird.

Ein dazu erforderliches Druckgefälle ist aufgrund der in der Turbine stattfindenden Entspannung des Arbeitsmittels zwi- schen Turbineneintritt und Turbinenaustritt bereits vorhanden und somit zur Absaugung verfügbar.

Insbesondere bei massiv, d. h. nicht hohl ausgeführten Turbi- nenschaufeln sind die Mikrolöcher als Durchgangslöcher ausge- bildet, die auf der der Arbeitsmittelströmung zugewandten Oberflächenseite der Turbinenschaufel in diese eintreten und auf der gegenüberliegenden Schaufelrückseite austreten. Bei dieser Ausgestaltung der Turbinenschaufeln mit Mikrolöchern wird das Druckgefälle zwischen Vorder-und Rückseite der Tur- binenschaufel für die Absaugung genutzt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson- dere darin, dass durch eine Perforierung der Schaufeloberflä- che von Leit-und/oder Laufschaufeln einer Turbine mit einer Vielzahl von Mikrolöchern durch Wirbelbildung im oberflächen- nahen Schaufelbereich Strömungsverluste besonders gering ge- halten werden. Dadurch verbleibt die kinetische Energie im Arbeitsmittel selbst oder in der sich bewegenden Schaufel.

Dies wiederum führt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades um einige Prozentpunkte, so dass eine Turbine vergleichbarer Leistung gegenüber einer herkömmlichen Turbine kleiner gebaut werden kann.

Die erforderliche Absaugung von an-der jeweiligen Turbinen- schaufel entlang strömendem Arbeitsmittel wird vorzugsweise dadurch erzeugt, dass die Mikrolöcher eine Verbindung zu ei- nem Turbinenteil aufweisen, das von Arbeitsmittel vergleichs- weise niedrigen Drucks umströmt wird. Dadurch kann ein Zu- satzaggregat zur Absaugung eingespart werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen : FIG 1 eine mit Mikrolöchern versehene hohle Turbinenschau- fel, FIG 2 schematisch eine mit einer Anzahl derartiger Turbi- nenschaufeln versehene Turbine mit einem äu eren Ab- saugkanal und mit einer hohlen Turbinenwelle, und FIG 3 in einer Darstellung gemä FIG 2 eine dampfgekühlte Dampfturbine mit mit Durchgangslöchern versehenen Turbinenschaufeln.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in FIG 1 dargestellte Turbinenschaufel 1 mit einem bana- nenartig gekrümmten Schaufelblatt 2 und einem hammerkopfar- tigen Schaufelfu 3 ist hohl ausgeführt. Der Innenraum 4 des Schaufelblatts 2 und der Innenraum 5 des Schaufelfu es 3 ste- hen miteinander in Verbindung.

Die Turbinenschaufel 1 ist im Bereich des Schaufelblattes 2 mit einer Vielzahl von Mikrolöchern 6 versehen, die an der Schaufeloberfläche 7 eintreten und in den Innenraum 4 münden.

Über die Mikrolöcher wird beim Betrieb der Turbine ein Anteil mm des an deren Schaufeloberfläche 7 entlangströmenden Ar- beitsmittels oder Arbeitsmediums M in Richtung des Pfeils 8 in den Innenraum 4 der Turbinenschaufel 1 abgesaugt und strömt in Richtung des Pfeils 9 über den Innenraum 5 des Schaufelfu es 3 aus der Turbinenschaufel 1 ab.

Bei der in FIG 2 dargestellten Turbine 10 sind eine Anzahl von derartigen, mit Mikrolöchern 6 versehenen Turbinenschau- fel 1 als Leitschaufeln la und als Laufschaufeln 1b einge- setzt. Die Leitschaufeln la sind dabei in nicht näher darge- stellter Art und Weise über den jeweiligen Schaufelfu 3 im

Turbinengehäuse 11 verankert, während die Laufschaufeln lb an einer hohl ausgeführten Turbinenwelle 12 befestigt sind. Die Innenräume 4,5 der Leitschaufeln la stehen dabei mit einem im Au enbereich des Turbinengehäuse 11 vorgesehenen Absaugkanal 13 in Verbindung. Analog stehen die Innenräume 4,5 der Lauf- schaufeln lb mit einem ebenfalls als Absaugkanal dienenden Hohlraum 14 der Turbinenwelle 12 in Verbindung.

Der über die Mikrolöcher 6 der Leitschaufeln la in den Abzug- kanal 13 strömende Anteil mM des Arbeitsmediums M wird vor- zugsweise der Turbine 10 wieder zugeführt und dazu in deren Arbeitsraum 15 eingeleitet. Zu diesem Zweck steht der Absaug- kanal 13 über eine Anzahl von Öffnungen 16 mit dem Arbeits- raum 15 an einer Stelle in Verbindung, an der der Druck pi des Arbeitsmediums M kleiner ist als der Druck P2 des Ar- beitsmittels M im Bereich dessen Eintritts über die Mikrolö- cher 6 in die entsprechenden Leitschaufeln la.

Die Absaugung des Anteils mM des Arbeitsmittels M über die Mikrolöcher 6 der Laufschaufeln lb erfolgt analog, indem die- ser Anteil mM des Arbeitsmediums M über die entsprechenden Leitschaufeln lb und durch die Turbinenwelle 14 an entsprech- ender Stelle in den Arbeitsraum 15 der Turbine 10 eingeleitet wird. Dazu weist die Turbinenwelle 14 ebenfalls entsprechende Öffnungen 17 im Bereich vergleichsweise niedrigen Medi- umsdrucks pi auf.

FIG 3 zeigt eine mittels Kühldampf KD gekühlte Dampfturbine 10, der eingangsseitig Frischdampf FD mit einer Frischdampf- temperatur TFD von z. B. 600°C bis 1000°C zugeführt wird. Zur Kühlung der Leit-und Laufschaufeln la, lb zumindest der ers- ten Leit-bzw. Laufschaufelreihen wird einerseits über das Turbinengehäuse 11 den hohlen Leitschaufeln la und anderer- seits über die hohle Turbinenwelle 14 den Laufschaufeln lb der Kühldampf KD zugeführt. Der die Turbinenschaufeln la, lb durchströmende Kühldampf KD tritt über entsprechende Öffnun- gen in den Turbinenschaufeln la, lb in den Arbeitsraum 15 der

Dampfturbine 10 aus und vermischt sich dort mit dem sich entlang der Schaufelreihen entspannenden Frischdampf FD. Die- ser verlä t die Turbine 10 als Abdampf AD.

An die dampfgekühlten Turbinenschaufeln la, lb schlie en sich in Strömungsrichtung 18 des Frischdampfs FD entlang der Tur- binenwelle 14 weitere Schaufelreihen mit Leit-und Laufschau- feln la bzw. lb an, die wiederum mit Mikrolöchern 6 versehen sind. Die Mikrolöcher sind bei dieser Ausführungsform zweck- mä igerweise in Form von Durchgangslöchern 6 ausgeführt, die die Turbinenschaufeln la, lb durchsetzen. Der Durchtritt eines Anteils mM des Frischdampfes FD durch diese Durchgangslöcher 6 wird aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem auf der Zu- strömseite der entsprechenden Turbinenschaufeln la, lb herr- schenden Dampfdruck p2 und dem auf der Abström-oder Rück- seite der entsprechenden Turbinenschaufel la, lb herrschenden Druck pi erzwungen.

Die Grö e der Mikrolöcher 6,6 liegt zweckmä igerweise im P. M- Bereich, wobei der Innendurchmesser d der Mikrolöcher 6,6 beispielsweise 0,05mm beträgt. Der Abstand a zwischen benach- barten Mikrolöchern 6,6 ist zweckmä igerweise kleiner al. s lmm. Die Anzahl der auf der jeweiligen Schaufeloberfläche 7 vorgesehenen Mikrolöcher 6,6 liegt je nach Grö e des jewei- ligen Schaufelblattes 2 in der Grö enordnung von 102 bis 105.