Bei einer Turbine, insbesondere bei einer Gasturbine eines Turbosatzes eines Kraftwerks zur Energieerzeugung, wird ein Heißgas durch die Turbine geführt, wodurch eine Welle mit darauf angeordneten Laufschaufeln angetrieben wird. Diese Welle ist zur Erzeugung von Energie in der Regel mit einem Generator verbunden. Die Laufschaufeln erstrecken sich radial nach außen. In der entgegengesetzten Richtung, also radial von außen nach innen, sind feststehende Leitschaufeln ange- ordnet. In Langsrichtung 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. meh- rere der Leitschaufeln sind in Umfangsrichtung der Turbine nebeneinander angeordnet. Die einzelnen Leitschaufelkränze sind in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet. Der Strömungsweg des Heißgases durch die Turbine wird im Folgen- den als Gasraum bezeichnet.

Die Leitschaufeln umfassen jeweils ein sich radial in den Gasraum erstreckendes Schaufelblatt, welches an einer Fuß- platte angebracht ist, über die die Leitschaufel an einem so- genannten Leitschaufeltrager befestigt ist. Die einzelnen Fußplatte der Leitschaufeln bilden eine im Wesentlichen ge- schlossene Flache und begrenzen den Gasraum nach außen. Um zwischen den einzelnen Fußplatte möglichst geringe Leckage- spalte zu erreichen, sind zwischen den einzelnen Fußplatte in der Regel Abdichtungen vorgesehen.

Bei einer herkömmlichen Abdichtungsvariante wird insbesondere bei in Umfangsrichtung zueinander benachbarten Fußplatte der

Fußplattenrandbereich verdickt ausgeführt, wobei in der Ver- dickung eine stirnseitige Nut eingearbeitet ist. Zum Abdich- ten wird in gegenüberliegende Nuten benachbarter Fußplatte ein gemeinsames Dichtblech eingebracht.

Die massive Ausbildung des Randbereichs, in dem die Nut fur das Dichtblech angeordnet ist, ist im Hinblick auf die ther- mische Belastung der Fußplatte problematisch. Aufgrund der hohen Temperaturen in der Turbine werden die Fußplatte oubli- cherweise mit einem Kühlmittel gekühlt. Für den massiven Randbereich mussen dabei spezielle Kuhlmaßnahmen getroffen werden, um keine zu großen thermischen Spannungen zwischen dem massiven Randbereich und dem eher dünnen Plattenbereich der Fußplatte entstehen zu lassen.

Dieses Problem wird verschärft, wenn zur Kühlung ein ge- schlossener Kühlkreis, beispielsweise ein geschlossener Dampfkuhlkreis, vorgesehen ist. Denn dann entfällt die Mog- lichkeit, durch den massiven Randbereich Kühlbohrungen zu führen, durch die beispielsweise Kühlluft strömen kann. Bei einem geschlossenen Kühlkreislauf müssen solche Bohrungen vielmehr als Sacklöcher ausgeführt werden, wobei hierbei der Kühleffekt naturgemäß gering ist, da das Kühlmedium kaum das Sackloch in ausreichendem Maße durchströmen wird.

Eine weitere Abdichtungsvariante besteht darin, die Nuten und das Dichtblech von der gasraumseitigen Heißgasseite zuruckzu- setzen, und in den massiven Randbereich unterhalb des Dicht- elements einen Hinterschnitt einzubringen. Auch hier besteht wiederum das Problem, diesen Hinterschnitt in ausreichendem Maße mit dem Kühlmittel zu durchströmen. Eine dritte Abdich- tungsvariante, wonach in den Körper der Fußplatte selbst Kühlkanäle eingebracht werden, ist herstellungstechnisch auf- wendig. Insbesondere wird dabei das Problem aufgeworfen, dass zur Ausbildung der Kühlkanäle beim Gießen der Fußplatte ein Kern mit eingegossen werden muss, welcher über Abstandshalter positioniert wird. Der Kern sowie die Abstandshalter werden

nach dem Gießen durch geeignete Maßnahmen entfernt, so dass die dadurch gebildeten Hohlräume als Kühlkanäle herangezogen werden können. Allerdings besteht über den von den Abstands- haltern geschaffenen Hohlraum eine Verbindung der Kühlkanäle nach außen, so daß ein geschlossener Kühlkreislauf nur schwer zu verwirklichen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Turbine die Abdichtung zwischen benachbarten Leitschaufeln für eine einfache Kühlung geeignet auszubilden.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Tur- bine, insbesondere durch eine Gasturbine, mit einem Gasraum und mit einer Anzahl von Leitschaufeln, die jeweils eine Fuß- platte und ein sich von der Fußplatte radial in den Gasraum erstreckendes Schaufelblatt aufweisen, wobei zwischen den Fußplatte benachbarter Leitschaufeln jeweils ein Dichtele- ment mit einem Aufnahmebereich vorgesehen ist, in den die Fußplatte hineinreichen.

Die grundlegende Idee dieser Ausgestaltung ist in der Umkeh- rung des herkömmlichen Dichtprinzips zu sehen, bei dem ein Dichtblech in entsprechende Nuten der Fußplatte eingebracht ist. Dies erfordert nämlich zwangsläufig eine Verstärkung des Randes der Fußplatte im Nutbereich, was letztendlich zu den Problemen bei der Kühlung führt. In Umkehrung dieses Dicht- prinzips wird nunmehr nicht das Dichtblech in die Fußplatte eingelegt, sondern die Fußplatte werden in das Dichtelement eingebracht. Damit entfällt die Notwendigkeit einer Verstär- kung des Randbereichs der Fußplatte. Die Kuhlbarkeit ist so- mit vereinfacht und die Fußplatte wird in allen Bereichen ho- mogen gekühlt, so dass keine thermischen Spannungen auftre- ten.

In einer bevorzugten Ausbildung ist das Dichtelement im Quer- schnitt gesehen H-formig mit zwei über einen Querschenkel verbundene Längsschenkeln ausgebildet, wobei zwischen den

Längsschenkeln zwei vom Querschenkel getrennte Aufnahmeberei- che gebildet sind, in die jeweils die Fußplatte benachbarter Leitschaufeln hineinreichen. Das Dichtelement überdeckt also mit seinen beiden Längsschenkeln die benachbarten Fußplatte teilweise, so dass zusätzlich zu der Dichteigenschaft die Fußplatte vom Dichtelement gehalten werden.

Aufgrund von montagetechnischen Anforderungen beim Herstellen der Turbine ist das Dichtelement vorzugsweise zwischen in Turbinenumfangsrichtung benachbarten Leitschaufeln angeord- net.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Fußplatte jeweils einen vom Gasraum insbesondere radial nach außen ab- gebogenen Seitenrand auf, wobei zwischen zwei Seitenrandern benachbarter Leitschaufeln das Dichtelement angeordnet ist.

Dadurch wird die effektive Dichthöhe der Abdichtung erhöht, ohne dass die Plattenstärke der Fußplatte erhöht ist. Die beiden abgebogenen Seitenränder der Fußplatte liegen hierbei insbesondere an dem Querschenkel des H-formig ausgebildeten Dichtelements an.

Um eine homogene Kühlung zu erzielen und damit Wärmespannun- gen zu vermeiden, weist der Seitenrand eine im Wesentlichen gleiche Materialstärke wie die restliche Fußplatte auf.

Um ein Überstehen des Dichtelements in den Gasraum zu verhin- dern, hat die zum Gasraum gerichtete Vorderseite der Fuß- platte im Bereich des Dichtelements eine vom Gasraum zuruck- gesetzte Auflagefläche, auf der das Dichtelement aufliegt.

Vorzugsweise schließt das Dichtelement dabei bündig mit der Fußplatte ab.

In einer zweckdienlichen Ausgestaltung ist zwischen dem Dich- telement und den Fußplatte zur Kühlung des Dichtelements ein Strömungsweg in Form eines Leckagespalts für Luft vorhanden.

Es wird also keine absolute Dichtheit angestrebt, um die

thermische Belastung im Bereich des Dichtelements und an den Seitenrändern der Fußplatte gering zu halten. In der Regel wird der Außenraum um den Gasraum in einer Turbine auf einem höheren Druck gehalten als der Gasraum, so dass über den Le- ckagespalt Luft von außen in den Gasraum eintritt und der Austritt von Heißgas aus dem Gasraum vermieden ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung ist im vom Gas- raum abgewandten rückwärtigen Bereich der Fußplatten, also im Außenraum, ein von einem Kühlmittel durchströmbares geschlos- senes Kühlsystem angeordnet. Das Kühlmittel ist hierbei ins- besondere Dampf. Alternativ wird als Kühlmittel auch eine Flüssigkeit, wie Wasser, oder ein anderes Gas, wie Luft oder Wasserstoff, herangezogen. Ein solches geschlossenes Kuhlsy- stem ermöglicht eine effektive, zielgerichtete und homogene Kühlung der Fußplatte und der gesamten Leitschaufeln.

Bevorzugt ist dabei die vom Gasraum abgewandte Rückseite der Fußplatte vom Kühlmittel insbesondere unmittelbar überström- bar, so dass zwischen dem Kühlmittel und der Fußplatte ein direkter Wärmeaustausch stattfindet.

Um eine effektive Kühlung der Fußplatte zu erreichen, ist ein Zustromkanal fur das Kühlmittel zwischen einem äußeren Leitblech und einem Prallblech gebildet, wobei das Prallblech zwischen dem äußeren Leitblech und der Fußplatte angeordnet ist und Strömungsöffnungen zur Fußplatte hin aufweist, und wobei zwischen dem Prallblech und der Fußplatte ein Rück- strömkanal für das Kühlmedium gebildet ist. Damit ist in ein- facher Weise ein geschlossenes Kühlsystem verwirklicht, wel- ches eine hohe Kühlwirkung aufweist. Im Betrieb wird das Kühlmittel über den Zustromkanal zugeführt und über die ins- besondere düsenartig ausgestalteten Strömungsöffnungen im Prallblech auf die Fußplatte mit hoher Geschwindigkeit ge- lenkt, so dass zwischen dem Kühlmittel und der Fußplatte ein intensiver Wärmeaustausch erfolgt. Anschließend wird das er- warmte Kühlmittel im Rückströmkanal abgeführt.

Vorzugsweise ist das Prallblech an der Fußplatte über ein Stützelement abgestützt, so dass das Prallblech in einem de- finierten Abstand von der Fußplatte gehalten ist.

Für eine einfache Befestigung ist das Prallblech vorzugsweise am abgebogenen Seitenrand der Fußplatte und das Leitblech insbesondere am Prallblech befestigt.

Um eine einfache Montage der Fußplatte und zugleich eine gute Abdichtung der Fußplatte sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung zwischen benachbarten Turbinenstufen zu erreichen, ist vorzugsweise für die Abdichtung in Umfangs- richtung das beschriebene Dichtelement und fur die Abdichtung in Axialrichtung ein weiteres Dichtelement vorgesehen. In Ab- hangigkeit der Richtung werden also insbesondere aus montage- technischen Gründen unterschiedlich ausgebildete Dichtele- mente eingesetzt.

Das weitere Dichtelement verbindet die Fußplatte vorzugs- weise an ihren dem Gasraum abgewandten Rückseiten klammerar- tig miteinander. Der wesentliche Vorteil ist hierbei in der klammerartigen Ausgestaltung des weiteren Dichtelements zu sehen, welches die beiden Fußplatte überspannt. Das weitere Dichtelement ist dabei insbesondere in mehreren Richtungen elastisch ausgebildet, so dass es bei thermischen Dehnungen den Fußplatte folgt ohne einen Spalt freizugeben. Die Ab- dichtung durch das weitere Dichtelement ist daher von ther- mischen Dehnungen weitgehend unbeeinflusst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark schematischen Darstellungen : FIG 1 eine Turbinenanlage, FIG 2 den Abdichtbereich zwischen zwei in Umfangsrichtung der Turbine benachbarten Fußplatte in einer her- kommlichen Ausführung,

FIG 3 den Abdichtbereich in einer erfindungsgemäßen Aus- gestaltung, und FIG 4 eine insbesondere fur in Axialrichtung der Turbi- nenanlage nebeneinander angeordneten Fußplatte vorgesehene 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 Langs-oder Axialrichtung 8 der Turbinenanlage 2 nach der Brennkammer 4 angeordnet ist. Die Turbine 6 ist in einem Teilbereich aufgeschnitten dargestellt, so dass ein Blick in den Gasraum 12 der Turbine 6 ermöglicht ist. Als Gasraum 12 wird der Strömungsweg eines Heißgases HG durch die Turbine 6 bezeichnet.

Im Betrieb wird der Brennkammer 4 über eine Gaszuführung 14 ein Brenngas BG zugeführt, welches in der Brennkammer 4 ver- brannt wird und das erwähnte Heißgas HG bildet. Das Heiß- gas 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 angeordnet sind. Die Welle 22 ist mit einem Generator 24 zur Erzeugung von elektrischer Energie verbun- den.

Die Laufschaufeln 20 erstrecken sich von der Welle 22 radial nach außen. Die Leitschaufeln 18 weisen eine Fußplatte 21 und ein daran befestigtes Schaufelblatt 23 auf. Die Leitschau- feln 20 sind über ihre Fußplatte 21 jeweils an einem soge- nannten Leitschaufelträger 26 außen an der Turbine 6 befe- stigt und erstrecken sich radial in den Gasraum 12. In Langs- richtung 8 gesehen greifen die Leitschaufeln 18 und die Lauf- schaufeln 20 zahnartig ineinander ein. Mehrere der Laufschau- feln 20 sowie der Leitschaufeln 18 sind dabei jeweils zu ei- nem Kranz zusammengefasst, wobei jeder Leitschaufelkranz eine

Turbinenstufe reprasentiert. Im Ausführungsbeispiel der FIG 1 ist die zweite Turbinenstufe 28 und die dritte Turbinen- stufe 30 beispielhaft dargestellt.

Die Fußplatte 21 der einzelnen Leitschaufeln 18 grenzen so- wohl in Axialrichtung 8 als auch in Umfangsrichtung 32 der Turbine 6 aneinander an und begrenzen den Gasraum 12 nach au- ßen.

Die einander benachbarten Fußplatte 21 sind zueinander abge- dichtet, um Leckagespalte 34 zwischen ihnen möglichst gering zu halten.

Gemäß einer herkömmlichen Abdichtungsvariante fur zwei in Um- fangsrichtung 32 nebeneinander angeordneten Fußplatte 21 weisen diese nach FIG 2 einen verdickten Randbereich 36 auf.

In die Stirnseiten 38 der Randbereiche 36 benachbarter Fuß- platten 21 sind gegenüberliegende Nuten 40 eingearbeitet, in die ein gemeinsames Dichtblech 42 eingelegt ist. Dieses Dichtprinzip, wonach die Fußplatte 21 ein Dichtelement in Form eines Dichtblechs 42 aufnehmen, erfordert zwangsläufig den verstärkten Randbereich 36. In der Regel weist dieser Randbereich 36 eine um den Faktor 3 bis um den Faktor 5 hö- here Dicke Dl als die Dicke D2 der verbleibenden Fußplatte 21 auf.

Diese unterschiedliche Materialstarke im Randbereich 36 und in der restlichen Fußplatte 21 fuhren zu Problemen im Hin- blick auf eine gleichmaßige und homogene Kühlung der Fußplat- ten 21, so dass die Gefahr von Wärmespannungen besteht.

Um dieses Problem zu vermeiden ist gemäß der vorgeschlagenen bevorzugten Ausführung nach FIG 3 das herkömmliche Dichtprin- zip umgekehrt, so dass nunmehr die Fußplatte 21 in ein Dichtelement 44 hineinreichen. Das Dichtelement 44 ist im Querschnitt gesehen H-förmig ausgebildet und weist zwei Längsschenkel 46 auf, die über einen Querschenkel 48 mitein-

ander verbunden sind. Das Dichtelement 44 ist daher nach Art eines"Doppel-T-Trågers"ausgebildet. Zwischen den beiden Längsschenkeln 46 sind zwei vom Querschenkel 48 getrennte Aufnahmebereiche 50 gebildet, in die die Fußplatte 21 hin- einreichen. Alternativ zu der H-formigen Ausbildung ist das Dichtelement 44 T-förmig ausgebildet, also mit lediglich ei- nem Längsschenkel 46. Bei einem derartigen Dichtelement 44 sind die gebildeten Aufnahmeräume offen.

Die zum Gasraum 12 hin orientierte Vorderseiten 52 der Fuß- platten 21 weisen im Bereich des Dichtelements 44 jeweils eine vom Gasraum 12 zurückgesetzte Auflagefläche 54 auf, auf der der eine Längsschenkel 56 des Dichtelements 44 aufliegt.

Die Fußplatte 21 ist hierzu im Bereich des Dichtelements 44 stufenförmig ausgebildet. Die Endbereiche der Fußplatte 21, die sich an die Stufe anschließen, sind etwa senkrecht vom Gasraum 12 nach außen abgebogen und bilden jeweils einen ab- gebogenen oder sich radial erstreckenden Seitenrand 56. Die Seitenränder 56 der benachbarten Fußplatte 21 schmiegen sich unmittelbar an den Querschenkel 48 an. Dadurch ist eine Erho- hung der Dichthöhe H erreicht, ohne dass die Fußplatte 21 im Dichtungsbereich verstärkt ausgeführt ist. Zwischen dem Dichtelement 44 und zumindest einer der Fußplatte 21 ist ein als Leckagespalt ausgebildeter Strömungsweg 58 gebildet, so dass von dem Gasraum 12 abgewandten Außenraum 60 beispiels- weise Luft über den Strömungsweg 58 in den Gasraum 12 strömen kann und damit den Dichtungsbereich, also das Dichtelement 44 sowie die Seitenränder 56 kühlt.

Zur Kühlung der Fußplatte 21 ist insbesondere ein geschlos- senes Kühlsystem 62 vorgesehen, welches als Kühlmittel bevor- zugt Dampf verwendet und das in FIG 3 ausschnittsweise darge- stellt ist. Dieses geschlossene Kühlsystem 62 weist einen Zuströmkanal 64 und einen Rückströmkanal 66 auf. Der Zustrom- kanal 64 ist zwischen einem äußeren Leitblech 68 und einem Prallblech 70 gebildet, welches zwischen dem Leitblech 68 und der Fußplatte 21 angeordnet ist. Das Prallblech 70 weist

Strömungsöffnungen 72 auf, die nach Art von Düsen ausgebildet sind, so dass das über den Zustromkanal 64 zugeführte Kühl- mittel entlang der dargestellten Pfeile in den Ruckstromka- nal 66 übertritt. Aufgrund der düsenartigen Wirkungsweise der Strömungsöffnungen 72 wird das Kühlmittel mit hoher Geschwin- digkeit gegen die Rückseite 74 der Fußplatte 21 gelenkt, so dass ein effektiver Wärmeübertrag zwischen dem Kühlmittel und der Fußplatte 21 verwirklicht ist. Um eine gleichmäßige Wir- kung des Kühlsystems 62 zu erzielen, ist das Prallblech 70 uber Stützelemente 76, beispielsweise in Form von Schweiß- punkten oder Schweißstegen, gegen die Fußplatte 21 abgestützt und beabstandet gehalten. Das Prallblech 70 ist am Seiten- rand 56 der Fußplatte 21 direkt befestigt, insbesondere ange- schweiß, und das Leitblech 68 ist am Prallblech 70 befes- tigt.

Aus montage-und kuhltechnischen Gründen ist die in FIG 3 dargestellte Dichtungsanordnung insbesondere fur zwei in Um- fangsrichtung 32 benachbarte Leitschaufeln 18 vorgesehen. Die dargestellten Zuströmkanäle 64 und Rückströmkanäle 66 erstre- cken sich demnach in Axialrichtung 8 der Turbine 6. Über das H-förmige Dichtungselement 44 werden also die Fußplatte 21 eines Leitschaufelkranzes zueinander abgedichtet. Aus monta- getechnischen Gründen ist diese Abdichtung für in Axialrich- tung 8 benachbarten Fußplatte 21 aufeinanderfolgender Turbi- nenstufen 28,30 weniger geeignet, wenn auch prinzipiell mog- lich.

Für die Abdichtung von sich in Axialrichtung 8 aneinander an- schließende Fußplatte 21 ist gemäß FIG 4 vorzugsweise ein weiteres Dichtelement 80 vorgesehen, welches die Fußplat- ten 21 an ihren Rückseiten 74 klammerartig miteinander ver- bindet. Das weitere Dichtelement 80 ist dabei in Nuten 82 eingebracht und befestigt, die sich im Wesentlichen radial von der Rückseite 74 in die Fußplatte 21 hineinerstrecken.

Das weitere Dichtelement 80 ist, wie in FIG 4 dargestellt, beispielsweise U-formig mit zwei über einen Bogen 84 verbun-

dene Schenkel 86 ausgestaltet. Alternativ hierzu ist das wei- tere Dichtelement 80 mit einer gewellten Struktur nach Art eines Faltenbalgs versehen. Die langgestreckte U-formige Aus- gestaltung oder auch die Ausgestaltung mit der gewellten Struktur bewirkt, dass das weitere Dichtelement 80 elastisch ist und eine allseitige Beweglichkeit der Fußplatte 21 auf- grund einer thermischen Ausdehnung ermöglicht. In FIG 4 sind weiterhin Verhakungselemente 88 dargestellt, die an den Ruck- seiten 74 angeordnet sind, und mit denen die Leitschaufeln 18 in den Leitschaufeltrager 26 (vgl. FIG 1) eingehakt werden.