Unter einer Gasturbinenanlage wird im Folgenden eine Anlage verstanden, die eine Brennkammer und eine der Brennkammer nachgeordnete als Gasturbine bezeichnete Turbine umfasst. In der Brennkammer wird ein Brenngas in einem Gasraum verbrannt, und das dabei erzeugte Heißgas wird der Turbine zugefuhrt und durchströmt diese. Der Strömungsweg des Heißgases durch die Turbine wird im Folgenden ebenfalls als Gasraum bezeichnet.

Die Turbine weist feststehende Leitschaufeln, die sich von außen radial in den Gasraum erstrecken, sowie auf einer als Läufer bezeichneten Welle angebrachte Laufschaufeln auf, die sich vom Läufer radial nach außen erstrecken. In Längsrich- tung der Turbine betrachtet greifen die Leitschaufeln und die Laufschaufeln zahnartig ineinander ein. Die Turbine hat in der Regel mehrere Turbinenstufen, wobei in jeder Stufe ein Leitschaufelkranz angeordnet ist, d. h. mehrere der Leitschau- feln sind in Umfangsrichtung der Turbine nebeneinander ange- ordnet. Die einzelnen Leitschaufelkränze sind in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet. Sowohl bei der Brenn- kammer als auch bei der Turbine ist der Gasraum üblicherweise mit Plattenelementen verkleidet. Bei der Brennkammer sind dies Kacheln, und bei der Turbine sind die Plattenelemente durch sogenannte Fußplatte der einzelnen Leitschaufeln ge- bildet.

Der Gasbereich der Brennkammer sowie der Turbine soll mög- lichst dicht sein. Daher werden geringe Leckageverluste zwi- schen den einzelnen Plattenelementen angestrebt. Insbesondere sollen Leckageverluste zwischen zwei Turbinenstufen verhin- dert werden. Infolge der großen Temperaturspannen im Gasraum besteht das Problem, dass eine Abdichtung Dehnungen der ein-

zelnen Plattenelemente aufnehmen und überbrücken muss, ohne dass die Abdichtung wesentlich beeinträchtigt wird. Verstärkt wird dieses Problem dadurch, dass sowohl die Kacheln als auch die Fußplatte der Leitschaufel nicht an ihren Randbereichen zu benachbarten Plattenelementen befestigt sind, so dass die Plattenränder mehr oder wenig frei sind und eine Biegung in- folge einer thermischen Ausdehnung unterliegen. Die Kacheln sind beispielsweise in der Regel in ihrer Mitte befestigt und verbiegen sich bei thermischer Belastung etwa kugelförmig.

Eine Abdichtung muss daher-auch wegen der in Axialrichtung konischen Ausbildung der Brennkammer und der Turbine-sowohl eine axiale als auch eine radiale Beweglichkeit zulassen.

Im Bereich der Turbine sind bei einer herkömmlichen Abdich- tung die Fußplatte mit einer Nut an ihrer Stirnseite verse- hen, wobei in die Nuten zweier Fußplatte von Leitschaufeln benachbarter Turbinenstufen ein Dichtblech eingelegt ist. Bei den stirnseitigen Nuten wird die axial-radiale Beweglichkeit der Fußplatte dadurch erzielt, dass die Nuten schräge Sei- tenwände aufweisen. Derartige Nuten sind allerdings herstel- lungstechnisch sehr aufwendig. Zudem ist eine derartige Dich- tung relativ undicht, da ein unterschiedlich schnelles Wärme- ausdehnungsverhalten der Fußplatte und des sogenannten Tur- binenleitschaufeltragers, an dem sie befestigt sind, zu be- rücksichtigen ist. Beim Anfahren der Turbine dehnen sich nam- lich die Fußplatte schneller aus, so dass ein Leckagespalt zwischen den Fußplatte zunächst verschlossen wird. Der Le- ckagespalt öffnet sich wieder, wenn der Turbinenleitschaufel- träger sich der Temperatur entsprechend gedehnt hat.

Bei den Kacheln in der Brennkammer tritt zusatzlich das Pro- blem auf, dass aufgrund ihrer kugelförmigen Verbiegung ein solches Dichtblech unter Umstanden bis zum Versagen auf Sche- rung belastet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung zu ermöglichen, die die beschriebenen Nachteile überwindet.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Turbi- nenanlage, insbesondere Gasturbinenanlage, mit einem Gasraum, der nach außen über aneinander angrenzende Plattenelemente begrenzt ist, wobei jeweils ein Dichtelement einander benach- barten Plattenelementen zugeordnet ist und diese an ihren dem Gasraum abgewandten Rückseiten klammerartig miteinander ver- bindet.

Der wesentliche Vorteil ist hierbei in der klammerartigen Ausgestaltung des Dichtelements zu sehen. Das Dichtelement überspannt also die beiden Plattenelemente. Bei thermischen Dehnungen folgt das Dichtelement den Plattenelementen ohne einen Spalt freizugeben. Die Abdichtung durch das Dichtele- ment ist daher von thermischen Dehnungen weitgehend unbeein- flusst.

Um eine möglichst gute Abdichtung auch bei allseitigen ther- mischen Dehnungen zu gewährleisten, ermöglicht das Dichtele- ment vorzugsweise eine Beweglichkeit der Plattenelemente so- wohl in axialer als auch in radialer Richtung. Das Dichtele- ment ist daher sowohl in axialer als auch in radialer Rich- tung insbesondere elastisch ausgebildet. Unter axialer Rich- tung wird hierbei eine Ausdehnung in Längsrichtung der Tur- binenanlage und unter radialer Richtung eine Ausdehnung senk- recht zu der Längsachse verstanden.

Vorzugsweise weist das Dichtelement zwei Schenkel auf, die jeweils in eine Nut von einander benachbarten Plattenelemen- ten greifen. Dadurch ist eine herstellungstechnisch einfach zu verwirklichende Befestigung der Dichtelemente ermöglicht.

Vorzugsweise erstreckt sich die Nut von der Rückseite des je- weiligen Plattenelements in dieses im Wesentlichen radial hinein. Die Schenkel ragen also radial nach außen aus den Nu- ten. Diese Ausgestaltung der Nut ermöglicht eine einfache Herstellung und insbesondere eine hohe Genauigkeit beispiels- weise durch Schleifen oder Erodieren. Der Vorteil der Anord-

nung auf der Rückseite ist darin zu sehen, dass die Nut im Hinblick auf das Problem der thermischen Dehnungen keine spe- zielle Form aufweisen muss. Nut und Dichtelement können daher sehr genau aufeinander angepasst werden, so dass sehr geringe Leckagespalte erzielt werden.

Um bei der Montage der Plattenelemente in der Turbinenanlage ein einfaches Vorgehen zu ermöglichen, ist das Dichtelement bevorzugt mehrteilig aufgebaut.

Dabei überlappen sich vorzugsweise die Schenkel des mehrtei- ligen Dichtelements über eine gemeinsame Umfangslänge. Diese Umfangslänge ist dabei ausreichend groß bemessen, um Leckagen weitgehend zu vermeiden.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Dichtelement U-förmig ausgebildet, was sowohl herstellungstechnisch als auch monta- getechnisch einfach zu verwirklichen ist.

Um eine hohe Dehnbarkeit des Dichtelements zu erzielen, weist dieses zur Aufnahme von Dehnungen eine gewellte Struktur nach Art eines Faltenbalgs auf.

Zweckdienlicherweise weist das Dichtelement diese gewellte Struktur in mehreren Richtungen auf, so dass es Dehnungen in unterschiedliche Richtungen aufnehmen kann. Insbesondere ist das Dichtelement doppelt S-förmig ausgestaltet.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Dichtelement zwischen benachbarten Kacheln einer Brennkammer angeordnet. Damit wird eine sichere Abdichtung zwischen den Kacheln erreicht, selbst wenn diese sich aufgrund der thermischen Belastung kugelför- mig biegen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist das Dicht- element zwischen den Fußplatte benachbarter Leitschaufeln einer Turbine angeordnet, und zwar insbesondere zwischen den

Fußplatte von Leiterschaufeln benachbarter Turbinenstufen.

Die einzelnen Fußplatte sind demnach in Axial-oder Längs- richtung der Turbine über klammerartige Dichtelemente mitein- ander verbunden.

Um eine einfache Montage der Plattenelemente, insbesondere der Fußplatten, und zugleich eine gute Abdichtung der Plat- tenelemente sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrich- tung zwischen benachbarten Turbinenstufen zu erreichen, ist vorzugsweise für die Abdichtung in Axialrichtung das be- schriebene klammerartige Dichtelement und für die Abdichtung in Umfangsrichtung ein weiteres Dichtelement vorgesehen. In Abhangigkeit der Richtung werden also insbesondere aus monta- getechnischen Gründen unterschiedlich ausgebildete Dichtele- mente eingesetzt.

Das weitere Dichtelement weist dabei vorzugsweise einen Auf- nahmebereich auf, in den sich die Plattenelemente hineiner- strecken. Insbesondere ist das Dichtelement im Querschnitt gesehen H-förmig ausgebildet. Die grundlegende Idee dieser Ausgestaltung ist in der Umkehrung eines herkömmlichen Dicht- prinzips zu sehen, bei dem ein Dichtblech in entsprechende stirnseitige Nuten der Fußplatte eingebracht wird. Dies er- fordert nämlich in der Regel eine Verstärkung des Randes der Fußplatte im Nutbereich. Dies ist für eine gute Kühlung der Fußplatte problematisch, da aufgrund der unterschiedlichen Materialstärken eine gleichmäßige Kühlung nur schwer zu ver- wirklichen ist und Wärmespannungen auftreten können. In Um- kehrung dieses Dichtprinzips wird nunmehr nicht das Dicht- blech in die Fußplatte eingelegt, sondern die Fußplatte werden in das Dichtelement eingebracht. Damit entfällt die Notwendigkeit einer Verstärkung des Randbereichs der Fuß- platte. Die Kühlbarkeit ist somit vereinfacht und die Fuß- platte wird in allen Bereichen homogen gekuhlt, so dass keine thermischen Spannungen auftreten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in grob ver- einfachter Darstellung : FIG 1 eine Turbinenanlage mit Brennkammer und Turbine, FIG 2 u. 3 unterschiedliche herkömmliche Dichtungsvarian- ten, FIG 4 die erfindungsgemäße Dichtungsvariante, FIG 5-7 unterschiedliche Varianten eines Dichtungsele- ments, und FIG 8 eine insbesondere für in Umfangsrichtung neben- einander angeordneten Plattenelementen vorgese- hene Abdichtung.

Gemäß FIG 1 umfasst eine Turbinenanlage 2, insbesondere eine Gasturbinenanlage eines Turbosatzes für ein Kraftwerk zur Energieerzeugung, eine Brennkammer 4 und eine Turbine 6, die in Längs-oder Axialrichtung 8 der Turbinenanlage 2 nach der Brennkammmer 4 angeordnet ist. Sowohl die Brennkammer 4 als auch die Turbine 6 sind in einem Teilbereich aufgeschnitten dargestellt. Damit ist ein Blick in den Gasraum 10 der Brenn- kammer 4 und in den Gasraum 12 der Turbine 6 ermöglicht.

Im Betrieb wird der Brennkammer 4 über eine Gaszuführung 14 ein Brenngas BG zugeführt, welches im Gasraum 10 der Brenn- kammer 4 verbrannt wird und ein Heißgas HG bildet. Der Gas- raum 10 ist mit einer Vielzahl von als Plattenelemente ausge- bildete Kacheln 13 ausgekleidet. Das Heißgas HG strömt durch die Turbine 6 und verlässt diese als Kaltgas KG über eine Gasableitung 16. Das Heißgas HG wird in der Turbine 6 über Leitschaufeln 18 sowie Laufschaufeln 20 geführt. Dabei wird eine Welle 22 angetrieben, auf der die Laufschaufeln 20 ange- ordnet sind. Die Welle 22 ist mit einem Generator 24 verbun- den.

Die Laufschaufeln 20 erstrecken sich von der Welle 22 radial nach außen. Die Leitschaufeln 18 weisen eine Fußplatte 32 und

ein daran befestigtes Schaufelblatt 21 auf. Die Leitschaufeln 18 sind über ihre Fußplatte 32 jeweils außen an der Turbine 6 an einem sogenannten Leitschaufelträger 26 befestigt und erstrecken sich radial in den Gasraum 12. In Längsrichtung 8 gesehen greifen die Leitschaufeln 18 und die Laufschaufeln 20 zahnartig ineinander ein. Mehrere der Laufschaufeln 20 sowie der Leitschaufeln 18 sind dabei jeweils zu einem Kranz zusam- mengefasst, wobei jeder Leitschaufelkranz eine Turbinenstufe repräsentiert. Im Ausführungsbeispiel der FIG 1 ist die zweite Turbinenstufe 28 und die dritte Turbinenstufe 30 bei- spielhaft dargestellt.

Die Fußplatte 32 der einzelnen Leitschaufeln 18 sind ebenso wie die Kacheln 13 als Plattenelemente ausgebildet, die an- einander sowohl in Axialrichtung 8 als auch in Umfangsrich- tung 33 der Turbine 6 aneinander angrenzen und den Gasraum 12 begrenzen. Die mit einem Kreis in FIG 1 gekennzeichnete Stelle ist in den FIG 2 bis 4 vergrößert dargestellt. Die zu diesen Figuren beschriebene Dichtung zwischen zwei insbeson- dere in Längsrichtung 8 nebeneinander angeordneten Fußplatte 32 lässt sich sinngemäß auch als Abdichtung fur die Kacheln 13 der Brennkammer 4 übertragen.

Gemäß FIG 2 erfolgt bei der hierin dargestellten herkommli- chen Variante die Abdichtung ohne spezielles Dichtungselement allein aufgrund eines Überlapps einander benachbarter Fuß- platten 32. Im Überlappbereich sind die beiden Fußplatte 32 stufenförmig ausgebildet. Bei thermischer Beanspruchung und der damit verbundenen Dehnung verschieben sich die beiden Fußplatte 32 relativ zueinander in einer in Längsrichtung 8 und in Radialrichtung 36 überlagerten Bewegung. Dadurch vari- iert der zwischen den beiden Fußplatte 32 gebildete Leckage- spalt 38. Die Dichtwirkung hangt also maßgeblich vom Deh- nungsverhalten der Fußplatte 32 ab.

Die Fußplatte 32 gemäß den FIG 2 bis 4 weisen auf ihrer vom Gasraum 12 abgewandten Rückseite 39 jeweils ein Verhakungs-

element 40 auf, über die die Fußplatte 32 am Leitschaufel- träger 26 (vgl. FIG 1) gehalten sind. Jede Fußplatte 32 weist dabei typischerweise zwei Verhakungselemente 40 auf, die un- terschiedlich ausgestaltet sind und sowohl eine Beweglichkeit in Axialrichtung 8 als auch in Radialrichtung 36 ermöglichen.

Gemäß FIG 3 weist eine weitere herkömmliche Dichtungsanord- nung ein Dichtblech 41 auf, welches in Nuten 44 der benach- barten Fußplatte 32 eingelegt ist. Die Nuten 44 sind dabei in die Stirnseiten 46 der Fußplatte 32 eingearbeitet. Sie weisen einen Öffnungswinkel a von in etwa 15° auf, um eine Beweglichkeit der Fußplatte 32 in Radialrichtung 36 zu er- möglichen. Auch bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Dichtblech 41 und den Fußplatte 32 ein Leckagespalt 38 ge- bildet, der mit der Dehnung infolge der thermischen Belastung variiert. Diese Variation ist unter anderem dadurch bedingt, dass sich die Fußplatte 32 schneller ausdehnen als der Leit- schaufeltrager 26, an dem sie befestigt sind.

Insbesondere die Probleme der Temperaturabhangigkeit des Le- ckagespalts 38 tritt bei der neuartigen Ausgestaltung gemäß FIG 4 nicht auf. Danach sind im Bereich, in dem die beiden Fußplatte 32 aneinander angrenzen, in deren Rückseite 39 Nu- ten 44 eingearbeitet, die sich im Wesentlichen radial in die Fußplatte 32 erstrecken. Hervorzuheben ist, dass die Nuten 44 gemäß FIG 4 im Unterschied zu denen von FIG 3 parallele Seitenwände 50 aufweisen. Dies ermöglicht eine besonders ein- fache Herstellung der Nuten 44.

In die Nuten 44 ist ein U-förmiges Dichtelement 42A mit sei- nen beiden Schenkeln 52 eingebracht und insbesondere befe- stigt. Die Befestigung erfolgt beispielsweise durch Klemmwir- kung oder auch durch Schweißen. Das Dichtelement 42A ist ins- besondere als Blechelement ausgeführt. Seine Schenkel 52 er- strecken sich im Wesentlichen in radialer Richtung nach au- ßen, so dass der die beiden Schenkel 52 verbindende Bogen 54 von der Rückseite 39 beabstandet ist. Diese gestreckte Aus-

führung ermöglicht ein elastisches Verhalten des Dichtele- ments 42A, d. h. es folgt den thermischen Dehnungen der Fuß- platten 32. Die thermische Beweglichkeit der Fußplatte 32 wird also durch das Bieg-oder dehnbare Dichtelement 42A ge- währleistet. Die Beweglichkeit ist somit unabhängig von der speziellen Ausgestaltung der Nuten 44, so dass diese sehr passgenau an die Schenkel 52 angepasst werden können. Zwi- schen den Schenkel 52 und den Nuten 44 ist daher kein oder nur ein sehr geringer Leckagespalt 38 gebildet, der unabhän- gig von der thermischen Beanspruchung der Fußplatte 32 ist.

Alternative Ausführungsformen des Dichtelements 42A sind bei- spielhaft in den Figuren 5 bis 7 dargestellt. Gemäß FIG 5 ist ein Dichtelement 42B aus zwei separaten Schenkeln 52 ausge- bildet, die jeweils einen Bogen 54 aufweisen und sich über eine Umfangslänge L überlappen. Die mehrteilige Ausbildung des Dichtelements 42B vereinfacht die Montage, da beispiels- weise die einzelnen Schenkel 52 bereits vor der Montage der Leitschaufeln 18 einfach in die entsprechenden Nuten 44 der jeweiligen Fußplatte 32 befestigt werden und diese anschlie- ßend an dem Leitschaufelträger 26 angebracht werden. Die ge- meinsame Umfangslänge L ist dabei möglichst groß gewählt, um den zwischen ihnen gebildeten Leckagespalt 38 für alle Tempe- ratur-und Betriebszustände gering zu halten.

Bei einer alternativen mehrteiligen Ausbildung eines Dicht- elements 42C gemäß FIG 6 ist lediglich ein Schenkel 52A mit einem Bogen 54 versehen, wohingegen der zweite Schenkel 52B ein gerades Blechstück ist. Bei den mehrteilig ausgebildeten Dichtelementen 42B, 42C ist es von Vorteil, wenn die einzelnen Schenkel 52 im montierten Zustand gegeneinander gepresst wer- den und beispielsweise eine gewisse Federspannung aufweisen.

Gemäß FIG 7 ist ein Dichtelement 42D mit einer gewellten Struktur 58 versehen, die den einfach ausgestalteten Bogen 54 gemäß den Figuren 4 bis 6 ersetzt. Diese gewellte Struktur 58 erstreckt sich vorzugsweise in mehrere Richtungen, insbeson-

dere in den beiden Richtungen parallel zu den Fußplatte 32.

Zusätzlich können auch die Schenkel 52 gewellt sein. Das Dichtungselement 42D ist somit nach Art eines Faltenbalgs ausgebildet und ermöglicht selbst große thermische Dehnungen in mehreren Richtungen aufzunehmen, ohne dass der Leckage- spalt 38 vergrößert ist.

Die Dichtelemente 42A bis 42D verbinden aus montagetechni- schen Gründen vorzugsweise die Fußplatte 32 von Leitschau- feln 18 benachbarter Turbinenstufen 28,30. Um auch in Um- fangsrichtung 33 eine gute und einfach montierbare Dichtung zu erzielen, ist für in Umfangsrichtung 33 einander benach- barter Leitschaufeln 18 eines Leitschaufelkranzes ein weite- res Dichtelement 60 vorgesehen.

Das weitere Dichtelement 60 ist gemäß FIG 8 bevorzugt im Querschnitt gesehen H-förmig ausgebildet und weist zwei Längsschenkel 62 auf, die über einen Querschenkel 64 mitein- ander verbunden sind. Zwischen den beiden Längsschenkeln 62 sind zwei vom Querschenkel 64 getrennte Aufnahmebereiche 65 gebildet, in die die Fußplatte 32 hineinreichen. Die Seiten- ränder 66 der Fußplatte 32 sind etwa senkrecht vom Gas- raum 12 nach außen abgebogen und schmiegen sich unmittelbar an den Querschenkel 64 an.

Diese Ausgestaltung mit den Aufnahmebereichen 65 für die Fuß- platten 32 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine über die gesamte Fußplatte 32 homogene Materialstärke, so dass eine gleichmäßige Kühlung der Fußplatte 32 gewährleistet ist und Wärmespannungen in der Fußplatte 32 nicht auftreten.

Zur Kühlung der Fußplatte 32 ist insbesondere ein geschlos- senes Kühlsystem 68 mit Dampf als Kühlmittel vorgesehen, das in FIG 8 ausschnittsweise dargestellt ist. Dieses geschlos- sene Kühlsystem 68 weist einen Zuströmkanal 70 und einen Rückströmkanal 72 auf. Der Zustromkanal 70 ist zwischen einem äußeren Leitblech 74 und einem Prallblech 76 gebildet, wel-

ches zwischen Leitblech 74 und der Fußplatte 32 angeordnet ist. Das Prallblech 76 weist Strömungsöffnungen 78 auf, die nach Art von Düsen ausgebildet sind, so dass das über den Zu- strömkanal 70 zugeführte Kühlmittel entlang der dargestellten Pfeile in den Rückströmkanal 72 übertritt. Aufgrund der dü- senartigen Wirkungsweise der Strömungsöffnungen 78 wird das Kühlmittel mit hoher Geschwindigkeit gegen die Rückseite 80 der Fußplatte 32 gelenkt, so dass ein effektiver Wärmeüber- trag zwischen dem Kühlmittel und der Fußplatte 21 verwirk- licht ist.

Das Prallblech 76 ist über Stützelemente 82, beispielsweise in Form von Schweißpunkten oder Schweißstegen, gegen die Fuß- platte 32 abgestützt und beabstandet gehalten. Das Prall- blech 70 ist am Seitenrand 66 der Fußplatte 32 direkt befe- stigt, insbesondere angeschweißt, und das Leitblech 68 ist am Prallblech 70 befestigt.

Zwischen dem weiteren Dichtelement 60 und zumindest einem der Fußplatte 32 ist ein Strömungsweg 84 in Form eines Leckage- spalts gebildet, so dass von dem Gasraum 12 abgewandten Au- ßenraum 86 beispielsweise Luft über den Strömungsweg 84 in den Gasraum 12 strömen kann und damit den Dichtungsbereich, also das Dichtelement 60 sowie die Seitenränder 66 kühlt.