Verfahren zur Durchführung von Servicemaßnahmen an einer Energieumwandlungsanlage und Energieumwandlungsanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Servicemaßnahmen an einer Energieumwandlungsanlage und eine Energieumwandlungsanlage .

An Gasturbinen in Energieumwandlungsanlagen gibt es verschie- dene Anforderungen.

Dies können Maschinen zur Grundlastversorgung sein oder zum Ausgleich von Lastwechseln, insbesondere aufgrund von erneu- erbaren Energien, deren Input ins Stromnetz variieren kann. Anforderungen können verschiedene Standorte, Kühlmöglichkei- ten, Brennstoffe usw. sein.

Darüber hinaus gibt es auch verschiedene Anforderungen an die gewünschten Serviceintervalle oder an Modifikationen und Ver- besserungen aufgrund verschiedener Ausgangsmodelle.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Modifikationen aufzuzei- gen, die verschiedenen Einsatzbedingungen oder Anforderungen des Kunden entsprechen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Energieumwandlungsanlage gemäß Anspruch 10, bei dem eine entsprechende vorhandene Gasturbine bereitgestellt bzw. entsprechend modifiziert ist oder neu hergestellt wird.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden kön- nen, um weitere Vorteile zu erzielen. Es zeigen die

Figur 1 eine Gasturbine, Figur 2 eine Brennkammer, Figur 3 eine Turbinenlaufschaufel, Figur 4 eine Liste von Superlegierungen, Figur 5 eine Gasturbine im Querschnitt mit einem ver- besserten Lager,

Figur 6 einen Querschnitt einer Gasturbine mit verbes- serten Brennern,

Figur 7 ein Gehäuse eines Kompressors im Querschnitt mit einer Gasturbine,

Figur 8 einen Querschnitt einer Gasturbine mit jeweils einem Leit- und Laufschaufelbereich in den Stufen,

Figur 9 eine Turbinenschaufel mit Kühllöchern an den

Seitenflächen,

Figur 10 eine gekühlte Spitze einer Turbinenschaufel, Figur 11 einen Schaufeiträger einer hinteren Turbinen- stufen,

Figur 12 einen Übergang von Brennkammerstein zur Leit- schaufel,

Figur 13 eine Dichtungsanordnung eines Leitschaufelträ- gers, Figur 14 Brennkammersteine in einer Brennkammer mit

Spoilereffekt,

Figur 15 einen Brennkammerstein,

Figur 16, 17 jeweils einen Spalt zwischen zwei Brennkammer- steinen gemäß Figur 15,

Figur 18, 19 ein Gehäuse mit der Einbringung einer zusätz- lichen Dichtung,

Figur 20, 21 einen Brenner mit modifizierten Leitschaufeln des Swirlers,

Figur 22 ein veränderter Fuß einer Dampfturbine,

Figur 23 eine Vorrichtung zur Überwachung der Verbren- nungsdynamik,

Figur 24 zeigt eine Energieerzeugungsanlage.

Die Figuren und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbei- spiele der Erfindung dar.

Die Figur 1 zeigt beispielhaft eine Gasturbinen-Maschine 100 in einem Längsteilschnitt.

Die Gasturbinen-Maschine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 mit Turbinenlauf- schaufel 120 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.

Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Kompressor 105, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.

Die Ringbrennkammer 110 kommuniziert mit einem vorzugsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Tur- bine 108.

Jede Turbinenstufe 112: I, II, III, IV ist vorzugsweise aus zwei Schaufelringen gebildet.

In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufeireihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Laufschaufelreihe 125.

Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Gasturbinengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Laufschaufelreihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind.

An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator 5 (Fig. 24) oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt) .

Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Kompressor 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und ver- dichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Kompressors 105 be- reitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 in einer Brennkammer 110 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeits- mediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeits- maschine.

Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unter- liegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Brennkammer 110 aus- kleidenden Hitzeschildelementen am meisten thermisch be- lastet. Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, können diese mittels eines Kühlmittels gekühlt werden.

Ebenso können Substrate der Bauteile eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur) .

Als Material für die Bauteile, insbesondere für die Turbinen- schaufel 120, 130 und Bauteile der Brennkammer 110 werden beispielsweise eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Super- legierungen verwendet.

Solche Superlegierungen sind vorzugsweise aus der EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt bzw. in Figur 4 aufgelistet.

Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen

Korrosion aufweisen: MCrAIX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Tantal (Ta) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden oder Hafnium (Hf) oder Eisen (Fe) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1.

Auf der MCrAIX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, und besteht beispielsweise aus ZrO ₂ , Y ₂ O ₃ -ZrO ₂ , d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Ytt- riumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid und/oder Erbiumoxid und/oder Ytterbiumoxid.

Die Leitschaufel 130 weist einen dem Gasturbinengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dar- gestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.

Figur 2 zeigt eine Brennkammer 110 einer Gasturbine.

Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ring- brennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Um- fangsrichtung um eine Rotationsachse 102 herum angeordneten Brennern 107 in eine gemeinsame Brennkammer 110 münden, die Flammen 156 erzeugen. Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Rotationsachse 102 herum positioniert ist.

Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur eines Arbeitsmediums von etwa 1273K bis 1873K ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebs- parametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermög- lichen, ist die Brennkammerwand 153 der Brennkammer 110 auf ihrer dem Arbeitsmedium zugewandten Seite mit einer aus Hit- zeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen. Jedes Hitzeschildelement 155 aus einer Legierung ist arbeits- mediumseitig mit einer besonders hitzebeständigen Schutz- schicht (MCrAlX-Schicht und/oder keramische Beschichtung) ausgestattet oder ist aus hochtemperaturbeständigem Material (massive keramische Steine) gefertigt.

Diese Schutzschichten der metallischen Hitzeschildelemente 155 können ähnlich der Turbinenschaufeln sein, also bedeutet beispielsweise MCrAIX: M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium (Si) und/oder Tantal (Ta) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden oder Hafnium (Hf) und/oder Eisen (Fe) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1.

Auf der MCrAIX kann noch eine beispielsweise keramische Wär- medämmschicht vorhanden sein und besteht beispielsweise aus ZrO ₂ , Y ₂ O ₃ -ZrO ₂ , d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollstän- dig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Erbiumoxid, Ytterbiumoxid und/oder Hafniumoxid.

Viele Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphäri- sches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärme- dämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Kör- ner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Wiederaufarbeitung (Refurbishment ) bedeutet, dass Hitze- schildelemente 155 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrah- len) . Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse in dem Hitzeschildelement 155 repariert. Da- nach erfolgt eine Wiederbeschichtung der Hitzeschildelemente 155 und ein erneuter Einsatz der Hitzeschildelemente 155.

Aufgrund der hohen Temperaturen im Inneren der Brennkammer 110 kann zudem für die Hitzeschildelemente 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen sein. Die Hitze- schildelemente 155 sind dann beispielsweise hohl und weisen ggf. noch in den Brennkammerraum 154 mündende Kühllöcher (nicht dargestellt) auf.

Die Figur 3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschau- fel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.

Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampf- turbine oder ein Kompressor sein.

Die Schaufel 120, 130 weist entlang ihrer Längsachse auf- einander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.

Als Leitschaufel 130 kann sie an ihrer Schaufelspitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt) .

Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Turbinenscheibe 133 (Fig. 1) dient. Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausge- staltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwal- benschwanzfuß sind möglich.

Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schau- felblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Ab- strömkante 412 auf.

Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Berei- chen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise mas- sive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet.

Solche Superlegierungen sind vorzugsweise aus der EP 1 204 776 B1, EP 1 306 454, EP 1 319 729 A1, WO 99/67435 oder WO 00/44949 bzw. aus Figur 4 bekannt.

Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedever- fahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus ge- fertigt sein.

Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen wer- den als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb ho- hen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.

Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken er- folgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt.

Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur, d.h. kolumnar, und somit Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemei- nen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden, oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Ver- fahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristal- linen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachs- tum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngren- zen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichtemachen.

Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Rich- tung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korn- grenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefügen (directionally solidified structures) .

Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP 0 892 090 A1 bekannt.

Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen: insbesondere MCrAIX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Kobalt (Co) oder Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Tantal (Ta) und/oder zumindest ein Element der Sel- tenen Erden und/oder Hafnium (Hf) und/oder Eisen (Fe) . Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1, EP 0 786 017 B1, EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1.

Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dich- te .

Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer) .

Auf der MCrAIX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrO ₂ , Y ₂ O ₃ -ZrO ₂ , d.h. sie ist nicht, teil- weise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid

und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid und/oder Erbium- oxid und/oder Ytterbiumoxid.

Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht.

Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphäri- sches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärme- dämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Kör- ner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die

MCrAlX-Schicht.

Wiederaufarbeitung (Refurbishment ) bedeutet, dass Bauteile 120, 130 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschich- ten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen) . Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidations- schichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse im Bauteil 120, 130 repariert. Danach erfolgt eine Wie- derbeschichtung des Bauteils 120, 130 und ein erneuter Ein- satz des Bauteils 120, 130.

Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Kühllöcher 418 (gestrichelt angedeutet) auf .

Figur 24 zeigt beispielhaft eine Energieumwandlungsanlage 1 mit einer Anlage. Diese Anordnung gemäß Figur 24 kann in einer Energieumwandlungsanlage mehrfach vorhanden sein oder auch in abgewandelter Form.

Die Gasturbine 100 ist über ein Getriebe 4 oder eine Kupplung 4 mit einem Generator 5 zur Stromerzeugung gekoppelt.

Der Generator 5 ist ebenfalls mit einer Dampfturbine 6 über eine Kupplung 2 verbunden.

Dampfturbinen 6 sind dann vorhanden, wenn es sich um eine Kombikraftanlage handelt. Eine Energieumwandlungsanlage 1 kann auch nur eine Gasturbine 100 ohne Dampfturbine 6 aufwei- sen .

An die Dampfturbine 6, falls vorhanden, ist ein Kondenser 7 angeschlossen. Das Abgas aus der Gasturbine 100 strömt über einen Diffusor 8 in eine Wärmerückgewinnungsanlage 9 aus, bei der die heiße Abluft benutzt wird zur Dampferzeugung .

Ebenso ist ein Abluftkamin 10 vorhanden. Die Idee besteht darin, Servicemaßnahmen an einer Energieum- wandlungsanlage durchzuführen,

wobei die Energieumwandlungsanlage

zumindest folgende Maschinen aufweist:

zumindest eine Gasturbine,

zumindest einen Generator

und optional

zumindest eine Dampfturbine,

wobei Reparaturen an der zumindest einen Maschine ausgeführt werden,

insbesondere eine defekte Komponente oder defekte Komponenten der zumindest einen Maschine durch

entweder eine neue, gleiche Komponente oder neue, gleiche Komponenten ersetzt wird oder werden

und/oder

repariert wird oder werden,

und

wobei bei der Durchführung dieser Reparaturen

weitere Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Maschinen oder deren Komponenten

und/oder

weitere Maßnahmen zur Optimierung (Effizienz) von Maschinen oder deren Komponenten

durchgeführt werden.

Insbesondere umfassen die defekten Komponenten Turbinenschau- feln oder deren Beschichtungen

und/oder

Brenner oder Brennerkomponenten

und/oder

Kompressorschaufeln oder deren Beschichtungen

und/oder

Brennkammersteine.

Die defekten Komponenten können vorzugsweise nur Turbinen- schaufeln umfassen. Die defekten Komponenten können vorzugsweise nur Turbinen- schaufeln oder deren Beschichtungen

sowie Brenner oder Brennerkomponenten umfassen.

Als weitere Maßnahmen werden vorzugsweise nur Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung durchgeführt.

Als weitere Maßnahmen werden vorzugsweise nur Maßnahmen zur Optimierung durchgeführt.

Ebenso können vorzugsweise als weitere Maßnahmen Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Komponenten und Maßnahmen zur Optimierung von Komponenten durchgeführt werden.

Bei den Servicemaßnahmen wird vorzugsweise zumindest eine, insbesondere mindestens zwei gleiche,

oder

zumindest zwei verschiedene

Maßnahmen zur Lebensdauerverlängerung von Maschinen oder deren Komponenten aus der Gruppe:

Lager des Rotors, Brenner, Kompressorschaufel, Kompressorge- häuse, Turbinenschaufeln, Gasturbinengehäuse, Schaufelträger, Hitzeschilde oder Brennkammersteine, Dichtungen, Übergang Brennkammer - Turbine, Kühlung und/oder Überwachungseinrich- tungen,

ausgeführt werden.

Bei den Servicemaßnahmen wird vorzugsweise zumindest eine, insbesondere mindestens zwei gleiche

oder

zumindest zwei verschiedene

Maßnahmen zur Optimierung von Maschinen oder deren Komponen- ten aus der Gruppe:

Effizienzsteigerung, Kühlungsverbesserung,

Brenner, Kompressorschaufel, Kompressorgehäuse, Turbinen- schaufeln, Gasturbinengehäuse, Schaufeiträger, Hitzeschilde oder Brennkammersteine, Dichtungen und/oder Übergang Brenn- kammer - Turbine,

ausgeführt werden.

Die einzelnen Maßnahmen sind im Folgenden näher beschrieben, die beliebig, je nach Anforderung, miteinander kombiniert werden können:

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor

eine Brennkammer

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

und zumindest ein Rotorlager des Rotors am Anfang des Kom- pressors in einer Strömungsrichtung der Gasturbinen- Maschine gesehen,

wobei das Rotorlager ausgewechselt wird,

wobei das neue Rotorlager mindestens 5% länger ist oder dass ein neues, mindestens 370mm langes Rotorlager einge- baut wird,

insbesondere wobei das neue Rotorlager maximal 500mm lang ist,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

zumindest einen Brenner für die Brennkammer,

bei dem die Brennstoff zuführenden Mittel,

insbesondere Rohre,

zumindest teilweise, insbesondere vollständig,

innen mit einer Diffusionsbeschichtung versehen werden, insbesondere alitiert werden,

oder die Brennstoff zuführenden Mittel,

insbesondere Rohre mit einer Diffusionsbeschichtung im In- neren, insbesondere innenalitiert,

eingebaut werden,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei der Kompressor ein Kompressorgehäuse aufweist, das zweiteilig ausgebildet ist oder wird, und

insbesondere bei dem ein inneres Kompressorgehäuse als

Schaufeiträger aus einem ersten Material,

insbesondere aus Stahl eingebaut wird,

ganz insbesondere aus Stahlguss eingebaut wird,

und der äußere Kompressorgehäuse als Schaufeiträger ein vom ersten Material deutlich verschiedenes zweites Material, insbesondere Grauguss aufweist,

oder

bei dem das innere Kompressorgehäuse Grauguss aufweist oder durch Grauguss ersetzt wird,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, wobei hochtemperaturbeständigere Lauf- und Leitschaufeln, insbesondere in den Stufen (I, II),

eingebaut werden,

die insbesondere eine verbesserte Kühlung aufweisen, oder

bei dem die Lauf- oder Leitschaufeln im Heißgaskanal (111) eine gerichtet erstarrte Mikrostruktur in Form einer kolum- nar erstarrten Mikrostruktur aufweisen,

insbesondere nur die beiden ersten Stufen (I, II),

ganz insbesondere nur die erste Stufe (I),

oder bei dem eine segmentierte keramische Schicht auf der Basis von Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid (HGB) auf den Lauf- und Leitschaufeln vorhanden ist oder aufgebracht wird, oder bei dem die Lauf- und Leitschaufeln für das metallische Substrat eine einkristalline Mikrostruktur aufweisen, oder solche eingebaut werden,

insbesondere nur die ersten beiden Stufen (I, II),

oder

bei dem die keramische Beschichtung teilstabilisiertes Ytt- rium-stabilisiertes Zirkonoxid aufweist,

mit einer Porosität von 12±4%,

oder

mit einer TBC ohne Segmentierung auf den Leit- oder Lauf- schaufeln,

oder

bei dem eine Schaufelspitze in einer Vertiefung einen trep- penförmigen Absatz aufweist,

der sich direkt an einen Steg der Saugseite anschließt und somit zusätzliches Material in der Vertiefung darstellt, wobei durch den Absatz eine Kühlluftbohrung aus dem Inneren der Laufschaufel heraus verläuft,

um die Schaufelspitze besser zu kühlen,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, bei dem die Lauf- und Leitschaufeln eingebaut werden, insbesondere in den Stufen (I, II),

die Kühllöcher an den Seitenflächen der Schaufelplattformen aufweisen, • Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, wobei Laufschaufeln eingebaut werden,

wobei die Schaufelspitze der Laufschaufeln insbesondere der Stufen (I, II) gekühlt wird,

insbesondere durch Kühllöcher in der Schaufelspitze,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, wobei Laufschaufeln der Stufe (IV) eingebaut werden, die nicht gekühlt werden,

insbesondere die Leitschaufeln der Stufe (III) auch nicht gekühlt werden,

• Verfahren zur Veränderung einer Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

bei der in Strömungsrichtung gesehen ein vorderes Plenum und ein hinteres Plenum außerhalb des Heißgaskanals vorhan- den ist,

die technisch bedingt verschiedene Drücke aufweisen, wobei das vordere Plenum in Strömungsrichtung hinter der

Laufschaufel der Stufe (III) und über der Leitschaufel der

Stufe (IV) vorhanden ist und

entweder

Kanäle,

die in der Mitte der Stufe (IV) zwischen Leit- und Lauf- schaufel vorhanden waren und vorher verwendet wurden, um die Turbinenleit- und -laufschaufeln der Stufe (IV) zu kühlen oder

um Kühlluft zuzuführen verschlossen werden, und

ein neuer langer Kanal aus dem hinteren Plenum in dem

Schaufeiträger nachträglich eingebracht wird

oder

ein neuer Schaufeiträger bereitgestellt und eingebaut wird, der nur noch einen solchen Kanal aufweist,

• Verfahren zur Veränderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen oder Hitzeschilden, einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei ein Spalt zwischen einem Hitzeschild und Leitschaufel der Stufe (I) des Motors eine Rundung am strömungsseitigen Ende des Hitzeschilds und die gegenüberliegende Rundung der Leitschaufel der Stufe (I) gleich ausgeführt wird,

um einen Überhang oder eine Hinterschneidung im Hitzeschild zu vermeiden,

in der sich Schmutz ansammeln könnte oder Erosion sich aus- bildet,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei ein Leitschaufeiträger mit einer Dichtungsanordnung aus Elementen eingebaut oder modifiziert wird,

die zu einem geringeren Kühlluftverbrauch führt,

wobei die einzelnen Elemente des Leitschaufelträgers einen

Spalt aufweisen,

der Labyrinth- oder S-förmig ausgebildet ist,

wobei das in Strömungsrichtung vordere Element eine erste Nase aufweist und das zweite in Strömungsrichtung hintere Element eine darüber ausgebildete zweite Nase aufweist, so dass ein S-förmiger Spalt gebildet wird, wodurch die Öffnung des Spaltes im Heißgaskanal in Strö- mungsrichtung gesehen hinten liegt,

• Verfahren zur Änderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Hitzeschilden oder Brennkammersteinen, einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei Brennkammersteine eingebaut werden, die so ausgebil- det sind,

dass sie einen Spoilereffekt generieren,

• Verfahren zur Veränderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen,

einen Heißgaskanal mit einem Rotor,

wobei Brennkammersteine eingebaut werden,

die auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Brennkam- mersteins zwei voneinander getrennte Vertiefungen aufneh- men,

die zum Eingriff eine mechanische Umklammerung von der Rückseite des Brennkammersteins dienen,

• Verfahren zur Veränderung einer Gasturbinen-Maschine,

die zumindest aufweist:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen,

ein Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

ein Gehäuseteil für den Heißgaskanal,

wobei in die Kontakt fläche eine Vertiefung für eine Dich- tung eingelegt wird und das Gehäuse wieder verschlossen wird, • Verfahren zur Veränderung einer Gasturbinen-Maschine, die zumindest aufweist

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen und Brennern, einen Heißgaskanal mit einem Rotor,

wobei veränderte Leitschaufeln in den Swirler des Brenners eingebaut werden,

die gegenüber den früheren Leitschaufeln einen geringeren Öffnungswinkel haben,

sowie eine Abströmkante bezogen auf die Längsachse des Schaufelblatts verdreht ist,

• Verfahren zur Veränderung einer Gasturbinen-Maschine, die zumindest aufweist

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei nachträglich ein System zur Überwachung der Ver- brennungsdynamik und Verbrennungsbeschleunigungen von der Brennkammer und Brenner installiert wird, um Verbrennungs- instabilitäten zu reduzieren oder zu vermeiden,

• Verfahren zur Veränderung einer Dampfturbine,

die mit einer Gasturbine unmittelbar verbunden ist, wobei die Dampfturbine Turbinenschaufeln aufweist, wobei die Turbinenschaufel einen Fuß mit Vertiefungen auf- weist,

wobei die Vertiefungen gegenüber den zuvor eingebauten und auszuwechselnden Turbinenschaufeln einen größeren Radius aufweisen. Folgende Maschinentypen werden damit vorzugsweise erzielt:

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

und zumindest ein Rotorlager des Rotors am Anfang des Kom- pressors in einer Strömungsrichtung der Gasturbinen- Maschine gesehen,

wobei das Rotorlager mindestens 370mm lang ist,

insbesondere maximal 500mm lang ist,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

zumindest einen Brenner für die Brennkammer,

bei dem die Brennstoff zuführenden Mittel,

insbesondere Rohre,

zumindest teilweise, insbesondere vollständig,

innen eine Diffusionsbeschichtung aufweisen,

insbesondere alitiert sind,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei der Kompressor ein Kompressorgehäuse aufweist, das zweiteilig ausgebildet ist und

ein inneres Kompressorgehäuse als Schaufelträger aufweist, der ein erstes Material aufweist,

insbesondere Stahl,

ganz insbesondere Stahlguss aufweist,

und ein äußerer Kompressorgehäuse als Schaufelträger ein vom ersten Material deutlich verschiedenes zweites Material aufweist,

insbesondere Grauguss aufweist, oder bei dem das innere Kompressorgehäuse als Schaufelträger Grauguss aufweist oder durch Grauguss ersetzt wird,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, wobei die Turbinenlauf- und Leitschaufeln,

insbesondere der Stufen (I, II),

hochtemperaturbeständiger sind,

insbesondere eine verbesserte Kühlung aufweisen, oder bei dem die Lauf- oder Leitschaufeln im Heißgaskanal eine gerichtet erstarrte Mikrostruktur in Form einer kolumnar erstarrten Mikrostruktur aufweisen,

insbesondere nur die beiden ersten Stufen (I, II), ganz insbesondere nur die erste Stufe (I), oder bei dem eine segmentierte keramische Schicht auf der Basis von Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid auf den Lauf- und Leitschaufeln vorhanden ist oder aufgebracht wird, oder bei dem die Lauf- und Leitschaufeln für das metallische Substrat eine einkristalline Mikrostruktur aufweisen, oder solche eingebaut werden, insbesondere nur die ersten beiden Stufen (I, II), oder bei dem die keramische Beschichtung teilstabilisiertes Ytt- rium-stabilisiertes Zirkonoxid aufweist,

mit einer Porosität von 12±4%, oder mit einer TBC ohne Segmentierung auf den Leit- oder Lauf- schaufeln, oder bei dem eine Schaufelspitze in einer Vertiefung einen trep- penförmigen Absatz aufweist,

der sich direkt an einen Stege der Saugseite anschließt und somit zusätzliches Material in der Vertiefung darstellt, wobei durch den Absatz eine Kühlluftbohrung aus dem Inneren der Laufschaufel heraus verläuft,

um die Schaufelspitze besser zu kühlen,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, bei dem die Lauf- und Leitschaufeln,

insbesondere der Stufen (I, II),

Kühllöcher an den Seitenflächen der Schaufelplattformen aufweisen, • Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, wobei die Schaufelspitze insbesondere der Stufen (I, II) gekühlt wird,

insbesondere durch Kühllöcher in der Schaufelspitze,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

mit Stufen (I, II, III, IV) von Lauf- und Leitschaufeln, wobei die Laufschaufel der Stufe (IV) nicht gekühlt werden muss ,

insbesondere die Leitschaufel der Stufe (III) nicht gekühlt wird,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

bei der in Strömungsrichtung gesehen ein vorderes Plenum und ein hinteres Plenum außerhalb des Heißgaskanals vorhan- den ist,

die technisch bedingt verschiedene Drücke aufweisen, wobei das vordere Plenum in Strömungsrichtung hinter der Laufschaufel der Stufe (III) und über der Leitschaufel der Stufe (IV) vorhanden ist und

ein langer Kanal aus dem hinteren Plenum in dem Schaufel- träger vorhanden ist,

der die Stufe (III) aus dem hinteren Plenum kühlt, oder Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen oder Hitzeschilden, einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor

aufweisend ein Spalt zwischen einem Hitzeschild und Leit- schaufel der Stufe (I) des Rotors,

wobei eine Rundung am strömungsseitigen Ende des Hit- zeschilds und die gegenüberliegende Rundung der Leitschau- fel der Stufe (I) gleich ausgeführt sind,

um einen Überhang oder eine Hinterschneidung im Hitzeschild zu vermeiden,

in der sich Schmutz ansammeln könnte oder Erosion sich aus- bildet,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor

einen Leitschaufelträger mit einer Dichtungsanordnung aus

Elementen,

die zu einem geringeren Kühlluftverbrauch führt,

wobei die einzelnen Elemente des Leitschaufelträgers einen

Spalt aufweisen,

der Labyrinth- oder S-förmig ausgebildet ist,

wobei das in Strömungsrichtung vordere Element eine erste Nase aufweist und das zweite in Strömungsrichtung hintere Element eine darüber ausgebildete zweite Nase aufweist, so dass ein S-förmiger Spalt gebildet wird,

wodurch die Öffnung des Spaltes im Heißgaskanal in Strö- mungsrichtung gesehen hinten liegt, • Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Hitzeschilden oder Brennkammersteinen, einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei die Brennkammer am strömungsseitigen Ende der Hitze- schilde oder Brennkammersteine so ausgebildet sind,

dass sie einen Spoilereffekt generieren,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei auf zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Brenn- kammersteins zwei voneinander getrennte Vertiefungen ausge- bildet sind,

die zum Eingriff eine mechanische Umklammerung von der Rückseite des Brennkammersteins dienen,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen,

ein Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

ein oberes und unteres Gehäuseteil für den Heißgaskanal, wobei Gehäuseteile auf der Kontakt fläche insbesondere im

Bereich der Leitschaufelvertiefungen eine Vertiefung mit einer Dichtung aufweisen,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend:

einen Kompressor,

eine Brennkammer mit Brennkammersteinen,

ein Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei die Brennkammer ein Brenner angeordnet ist,

der einen Swirler mit Leitschaufeln aufweist,

wobei der Öffnungswinkel der Leitschaufel verringert ist und das Schaufelblatt der Leitschaufel entlang der Ab- strömkante des Schaufelblattes ist,

• Gasturbinen-Maschine,

zumindest aufweisend

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal mit einem beschaufelten Rotor,

wobei ein System installiert ist, das die Verbren- nungsdynamik und Beschleunigungen ausgehend von der Ver- brennung und der Brennkammer überwacht,

• Gasturbinen-Maschine in einer GuD-Anlage,

zumindest aufweisend

einen Kompressor,

eine Brennkammer,

einen Heißgaskanal,

mit einem beschaufelten Rotor und

eine Dampfturbine,

wobei ein Abgas der Gasturbinen-Maschine mittelbar für die Dampferzeugung in einer Dampfturbine verwendet wird, wobei die Dampfturbine Schaufeln aufweist mit einem Schau- felfuß,

wobei die Vertiefungen einen größeren Radius aufweisen.

Diese Maßnahmen bzw. Modelle werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert und klassifiziert bzgl. ihrer In- tention.

Lebensdauer

Die Figur 5 zeigt wie Figur 1 eine Gasturbinen-Maschine 100 mit dem Kompressor 105 und Rotor 103 im Querschnitt.

In dem Ansauggehäuse 104 wird Luft 135 in den Kompressor 105 gepumpt, der ein Kompressorgehäuse 19 aufweist.

Für eine längere Lebensdauer der Gasturbinen-Maschine 100 weist ein Rotorlager 31 des Rotors 103 in der Strömungsrich- tung 11 der Gasturbinen-Maschine 100 am Anfang des Kompres- sors 105 und nahe des Ansauggehäuses 104 jedoch eine Länge von mindestens 370mm und insbesondere maximal eine Länge von 500mm auf oder wird im Upgrade- oder Revisionsfall um mindes- tens 5% länger ausgestaltet, um eine geringere Flächen- pressung zu erzielen.

So muss im Servicefall oder bei einem der nächsten Service- intervalle nicht oder gar nicht mehr das eingebaute Lager ge- tauscht werden oder es kann bis zum Lebensende der Gasturbi- nen-Maschine 100 benutzt werden.

Ebenso kann es im Rahmen einer sehr großen Servicemaßnahme getauscht werden, wenn der Wechsel eines Lagers nur einen kleinen zeitlichen Aufwand bedeutet und insbesondere parallel stattfinden kann bzw. sogar dadurch erleichtert wird. Ver- gleichbares gilt für ein Lager des Rotors 103 im Bereich des Abgasgehäuses 109 (Fig. 24) .

Lebensdauer

In Figur 6 ist der Brenner 107' einer Gasturbinenmaschine 100 ausgehend von Figur 1, 5 oder 7, 8, 12 oder 14 verändert.

Die korrodierenden Eigenschaften der Brennmittel, wie insbe- sondere von Gas oder Öl, das verbrannt wird, können lokal va- riieren .

Ebenso gilt dies, wenn Erdöl oder andere Brennstoffe verwen- det werden.

Das Brennersystem mit dem Brenner 107 (Fig. 1) ist den höchs- ten Temperaturen ausgesetzt. Zur längeren Lebensdauer werden die brennstoffzuführenden Mittel wie Rohre, insbesondere auch des Brenners 107', ins- besondere von Gas, zumindest teilweise, insbesondere voll- ständig innen mit einer Diffusionsbeschichtung versehen, ins- besondere alitiert, das heißt hier wird dann eine Innenali- tierung (oder Chromierung, ...) verwendet.

Die Innenbeschichtung kann auch mit den Mitteln im eingebau- ten Zustand durchgeführt werden.

Dies erhöht die Lebensdauer aufgrund einer verringerten Kor- rosion, aber auch die Effizienz.

So kann die Lebensdauer des Brenners 107' den jeweiligen Ein- sat zbedingungen individuell angepasst werden.

Mit Brennkammern 111 sind bekannte Systeme wie Ringbrennkam- mern oder CAN' s gemeint.

Lebensdauer / Effi zienz

Figur 7 zeigt eine ähnliche Anordnung eines Querschnitts einer Gasturbinenmaschine 100 gemäß Figur 1, 5, 6, 8, 12, 14 oder 24, aber mit einem jetzt zweiteiligen Kompressorgehäuse 19, das im Endbereich des Kompressors 105 ein innenliegendes Kompressorgehäuse 19'' und ein äußeres Kompressorgehäuse 19' aufweist.

Die Materialien der Kompressorgehäuse 19', 19'', insbesondere wenn sie einteilig sind, sind in der Regel aus demselben ers- ten Material, insbesondere aus Grauguss. Für eine verbesserte Modifikation wird das innere Kompressorgehäuse 19'' als Leit- schaufelträger aus einem deutlich verschiedenen zweiten Mate- rial, insbesondere aus einem Stahlguss hergestellt.

Verschieden bei erstem und zweitem Material bedeutet, dass sich zumindest ein Legierungselement im Gewichtsanteil um 10% unterscheidet und/oder zumindest ein weiteres Legierungsele- ment vorhanden ist oder weniger vorhanden ist und/oder ein anderes Herstellungsverfahren angewandt wurde bzw. eine an- dere, unterscheidbare Mikrostruktur aufweist.

Lebensdauer / Effi zienz

Figur 8 zeigt insbesondere den Heißgaskanal 111 mit seinen Stufen I, II, III und insbesondere auch Stufe IV.

Die Stufen I und II sind im Vergleich zu den Stufen III und IV den höheren thermischen Belastungen ausgesetzt. Hier wer- den entsprechende Modifikationen des Substratmaterials, ins- besondere in Form von gerichtet erstarrten Legierungen (SX, DS) oder zusätzlicher bzw. verbesserter Kühlung, insbesondere der Schaufelspitze 415 eingesetzt.

Eine solche Schaufel 120, 130 weist vorzugsweise eine gerich- tet erstarrte Struktur SX, DS in Form einer kolumnar erstarr- ten Mikrostruktur auf, wie insbesondere Legierungen mit dem Zusatz DS in Figur 4.

Ein weiterer Typ einer Schaufel 120, 130 weist im Substrat eine einkristalline Mikrostruktur auf wie Legierung in Figur 4 mit Zusatz SX oder CMSX .... Insbesondere weist nur die erste Stufe I eine DS-Struktur auf und ganz insbesondere nur die Leitschaufel von Stufe I .

Insbesondere weisen die Schaufeln 120 ,130 Kühllöcher an den Seitenflächen der Schaufelplattform 403 auf, wobei insbeson- dere auch die Schaufelspitzen 415 gekühlt werden.

Eine keramische Beschichtung (TBC) auf der Basis von teilsta- bilisiertem YSZ (Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid) weist eine Porosität von 12±4% auf.

Ein weiterer Typ einer Schaufel 120, 130 weist eine segmen- tierte TBC auf der Basis von Yttrium-stabilisiertem Zirkon- oxid auf. Ein weiterer Typ einer Schaufel 120, 130 besteht aus einer gerichtet erstarrten Struktur DS im Substrat, d.h. in Form einer kolumnaren Mikrostruktur und mit einer TBC auf der Ba- sis YSZ ohne Segmentierung.

Lebensdauer

Figur 9 zeigt eine Turbinenschaufel 120, 130, insbesondere ausgehend von Figur 3, bei der jedoch an den Seitenflächen 404 der Schaufelplatt form 403 Kühllöcher 399 vorhanden sind. Die Kühllöcher 399 an den Seitenflächen 404 können bedarfs- entsprechend an einer, zwei, drei oder allen vier Seitenflä- chen 404 einfach oder mehrfach vorhanden sein. Optional kön- nen auch auf der Schaufelspitze 415 Kühllöcher 405 vorhanden sein (nur schematisch dargestellt) . Auch sind in bekannter Weise Kühlluftlöcher 418 auf dem Schaufelblatt 406 vorhanden.

Die Ausrichtung und Anordnung der Kühlluftlöcher 399, 405,

418 sind nur schematisch. Ebenso können die Kühllöcher 399, 405, 418, 501 (Fig. 10) unter einem von 90° verschiedenen Winkel zur Seitenfläche 404 der Schaufelplattform 403 verlau- fen und/oder einen Diffusor aufweisen.

Durch die Kühlung durch Kühlluft, die dem Kompressor entnom- men wird, sinkt die Effizienz, die dadurch ggf. teilweise durch den Kühleffekt kompensiert wird.

Lebensdauer

Figur 10 zeigt eine Schaufelspitze 415, 500 einer Turbinen- laufschaufel 120, insbesondere der Stufen I, II.

Die Schaufelspitze 500 weist zwei außen verlaufende Stege 503, 505 auf, die im Querschnitt gesehen eine Vertiefung 504 umschließen. Die ursprüngliche Vertiefung 504 ist gestrichelt angedeutet und im Querschnitt rechtwinklig ausgebildet. Erfindungsgemäß weist die Schaufelspitze 500 in der Vertie- fung 504 einen treppenförmigen Absatz 507 auf, der sich di- rekt an den Steg 505 der Saugseite anschließt und somit erst mal zusätzliches Material in der Vertiefung 504 darstellt. Jedoch verläuft durch den Absatz 507 jetzt ein Kühlluftloch 501 aus dem Inneren der Laufschaufel 120 heraus, um die

Schaufelspitze 500 besser zu kühlen.

Das Kühlluftloch 501 ist vorzugsweise an der Längsachse 121 der Turbinenschaufel 120 ausgerichtet.

Effi zienz

Die Figur 11 zeigt einen Schaufelträger 5W mit modifizierter Kühlluft Zuführung .

Die Stufe IV ist im Bereich dieses Schaufelträgers 5W befes- tigt .

In Strömungsrichtung 11 gesehen gibt es ein vorderes Plenum 54 und ein hinteres Plenum 57 außerhalb des Heißgaskanals 111, die 54, 57 technisch bedingt verschiedene Drücke aufwei- sen. Das vordere Plenum 54 ist in Strömungsrichtung 11 gese- hen vorzugsweise hinter der Laufschaufel der Stufe III und im Bereich über der Leitschaufel IV vorhanden.

Es sind zwei Kanäle 53 im Schaufelträger 5W in der Figur 11 dargestellt, die in älteren Modellen verwendet wurden, um die Turbinenleit- und -laufschaufein der Stufe IV zu kühlen oder generell, um Kühlluft zuzuführen. Die zwei Kanäle 53 waren im Bereich der Stufe IV zwischen Leit- 401 und Laufschaufel 402 der Stufe V vorhanden und verliefen fast senkrecht oder nur unter spitzem Winkel zur Rotationsachse 102. Diese zwei Kanä- le 53 werden geschlossen, falls vorhanden und es wird ein neuer langer Kanal 60 ausgehend von dem hinteren Plenum 57 in dem Schaufelträger 50 nachträglich eingebracht oder es wird ein neuer Schaufelträger 50 bereitgestellt, der nur noch einen solchen Kanal 60 aufweist. Der Kanal 60 verläuft unge- fähr parallel zur Innenfläche des Heißgaskanals 111.

Aufgrund des geringeren Drucks wird weniger Kühlluft der Leitschaufel 401 zuführt. Die Zuführung des neuen Kanals 60 liegt in axialer Strömungsrichtung durch die Gasturbine hin- ter der Laufschaufel 402 und nicht zwischen Leit- und Lauf- schaufel der Stufe IV. Es wird weniger Kühlluft verbraucht, was zu einem höheren Wirkungsgrad führt.

Lebensdauer / Effi zienz

Figur 12 zeigt den Übergang von einem letzten Hitzeschild 155 oder Brennkammerstein 155 der Brennkammer 110 zu einer Leit- schaufel 130 der Stufe I. Es ist zu erkennen, dass zwischen Hitzeschild 155 und Leitschaufel 130 ein Spalt 64 vorhanden ist.

Die Rundung 72 am strömungsseitigen Ende des Hitzeschilds / Brennkammersteins 155 und die gegenüberliegende Rundung 75 der Leitschaufel 130 der Stufe I sind gleich ausgeführt. Es soll ein Überhang oder eine Hinterschneidung im Hitzeschild / Brennkammerstein 155 vermieden werden, in der sich Schmutz ansammeln könnte oder Erosion sich ausbildet.

Effi zienz

Figur 13 zeigt eine Dichtungsanordnung 79 eines Leitschaufel- trägers 50 (Fig. 11), die zu einem geringeren Kühlluftver- brauch führt.

Die einzelnen Elemente 81, 83 des Leitschaufelträgers 79 wei- sen einen Spalt 80 auf, der hier labyrinth- oder s-förmig ausgebildet ist. Der geringere Kühlluftverbrauch wird dadurch erreicht, dass das in Strömungsrichtung 11 vordere Element 81 eine erste Nase 82 aufweist und das in Strömungsrichtung 11 hintere zweite Element 83 in eine darüber ausgebildete zweite Nase 85 aufweist, so dass ein S-förmiger Spalt 80 gebildet wird und die Nase 82 des vorderen Elements 81 Teil des Heiß- gaskanals 111 bildet.

Somit liegt die Öffnung des Spaltes im Heißgaskanal 111 in Strömungsrichtung gesehen hinten.

Effi zienz

Figur 14 zeigt eine Brennkammer 110 mit Brennkammersteinen 601, 604, 610, die zu einem Spoilereffekt führen.

Die Brennkammersteine 601, 602 bzw. 603, 605 sind in Strö- mungsrichtung 11 gesehen in Reihe und in Umfangsrichtung an- geordnet .

In Strömungsrichtung 11 gesehen sind am Ende veränderte

Brennkammersteine 603, 605; 604 vorhanden, wobei in Umfangs- richtung um die Rotationsachse 102 weitere solcher Brennkam- mersteine angeordnet sind.

Die veränderten Brennkammersteine 603, 604, 605, vorzugsweise aus Vollkeramik, vorzugsweise in den beiden in Strömungsrich- tung 11 gesehen letzten Reihen der Brennkammer 110 vor dem Eintritt oder Übertritt zu den Leitschaufeln 130 oder erste Laufschaufelreihe 120 der Stufe I, sind in Strömungsrichtung 11 ansteigend dicker ausgebildet, so dass sich ein Spoiler- effekt ergibt. Nahe der Rotornarbe ist vorzugsweise nur ein Brennkammerstein 604 spoilerförmig ausgebildet, wohingegen weiter radial entfernt am äußeren Ende der Brennkammer 110 zumindest die vorletzte und letzte Reihe der Brennkammer- steine 603, 605 zusammen gesehen einen graduellen Anstieg der

Dicke in Strömungsrichtung aufweisen.

Dies soll aber nicht einschränkend sein.

Durch diesen Spoilereffekt kommt es zur verringerten Erosion und auch zur Verengung des Heißgasstromes, was auch zur Erhö- hung des Wirkungsgrades führt. Lebensdauer / Effi zienz

Figur 15 zeigt einen Brennkammerstein 155 mit einer Seiten- fläche 35, wohingegen Figuren 16, 17 Schnittdarstellungen der

Figur 15 sind.

Figur 15 zeigt die Seitenfläche 35 eines Brennkammersteins 155, wie in einer Brennkammer 110 verwendet wird, wobei eine Seitenfläche 35 zwei längliche Vertiefungen 40, 40' vorhanden ist, in der eine Halterung von der Rückseite eingreift und eine entsprechende durchgehende Öffnung 42 auf die Rückseite 43 des Brennkammersteins 155, die der Oberseite 44 gegenüber- liegt .

Auf der Rückseite 43 des Brennkammersteins 155 ist entlang der Seitenfläche mit den Vertiefungen 40 eine Hinterschnei- dung 41 vorhanden.

In Figur 16 ist ein Schnitt durch zwei aneinander gestellte Brennkammersteine gemäß Figur 15 entlang der durchgehenden Öffnung 42', 42'' dargestellt, wohingegen in Figur 17 ein Spalt zwischen zwei Brennkammersteinen 155 gemäß Figur 15 außerhalb der Öffnung 42 bzw. längliche Vertiefung 40 darge- stellt ist.

Dies führt zu einem reduzierten Kühlmittelverbrauch, weil der Kühlaufwand geringer ist.

Lebensdauer / Effi zienz

Figur 18 zeigt ein unteres Turbinengehäuseteil 550 mit den Leitschaufelvertiefungen 553 und Kanal 557 in der Kontakt- fläche 600 für die andere, obere Gehäusehälfte.

In dieser Kontaktfläche 600 wird eine oder mehrere zusätzli- che Vertiefungen 630 und eine Dichtung eingebracht, um Lecka- gen in diesem Bereich zu verringern (Fig. 19) . Effi zienz

Figur 20 zeigt einen Brenner 70, der einen Swirler aufweist, bei dem Luft und Brennstoff miteinander vermischt werden.

Zwei verschiedene Leitschaufeln 73', 73'' des Swirlers sind in der Figur 21 gezeigt und zeigen in einem anderen, verän- derten flacheren Winkel (73') von der ersten Position zu einer zweiten Position und/oder eine Torsion der Leitschaufel 73'' entlang einer Abströmkante, um eine besser Verwirbelung zu erreichen.

Bei der Leitschaufel 73' ist gestrichelt angedeutet die ur- sprüngliche Position der Leitschaufel des Swirlers, wohin- gegen die gestrichelte Linie bei der Leitschaufel 73'' an- zeigt, wie sie entlang ihrer Längsachse, die parallel zur An- strömkante verläuft, tordiert ist.

Lebensdauer / Effi zienz

Gasturbinen können alleine betrieben werden, um einen Genera- tor zu betreiben, aber oft auch in der Kombination mit Dampf- turbinen in einer GuD-Anlage.

Durch die höhere Leistung, die die Gasturbine erzeugt, muss auch die Leistungsfähigkeit einer Dampfturbine 6 angepasst werden. Dies geschieht insbesondere dadurch, wie in Figur 22 dargestellt, dass ein Schaufelfuß einer Turbinenlaufschaufel 883 in den insbesondere drei Vertiefungen 886', 886'', 886''' des Tannenbaumfußes 880 einen größeren Radius erhält als vor- her. Lebensdauer

Die Verbrennungsstabilität und die Dynamik haben auch einen sehr hohen Einfluss auf die Lebensdauer des Systems, so dass hier ein Kontrollsystem 90 installiert wird, welches die Ver- brennungsdynamik und Beschleunigung registriert (Fig 23) .

Service-Maßnahmen

Einige der Maßnahmen beim Service können zusammen durchge- führt werden, weil die Maßnahmen zusammen einfacher und ggf. parallel durchgeführt werden können.

Einige Maßnahmen können dem Betreiber der Anlage kostenlos angeboten und eingesetzt werden, um ein nächstes Service- intervall länger ausfallen zu lassen oder sogar zu übersprin- gen oder um Kosten beim Betrieb durch Wirkungsgradsteige- rung/höhere Effizienz zu reduzieren, an die der Serviceanbie- ter beteiligt wird.

Dabei spielen Überlegungen zur Verlängerung der Lebensdauer, Effizienz, höhere Temperaturen und Kühlmittelverbrauch eine Rolle.

Bei Servicemaßnahmen einer Energieerzeugungsanlage 1, die zu- mindest eine Gasturbine 100, einen Generator 5 und optional eine Dampfturbine 6 mit entsprechenden jeweiligen Hilfsaggre- gaten aufweist, werden oft Serviceverträge abgeschlossen, die den Betreiber der Energieumwandlungsanlage einen Servicewar- tungsvertrag angeboten wird, der beinhaltet, dass eine be- stimmte Laufleistung (Lebensdauer) bei bestimmten Leistungs- merkmalen mit vorgegebenen Serviceintervallen garantiert wird .

Dies bedeutet für den Serviceanbieter, dass er nicht nur re- pariert (Refurbishment ) , was gerade repariert werden muss, weil es nicht mehr benutzt werden kann oder nur noch kurz- fristig, so dass er sich auch Gedanken macht, Maßnahmen bei einem Service durchzuführen, die es erlauben, den Zeitraum bis zum nächsten Serviceintervall oder bis zum übernächsten Serviceintervall zu verlängern.

Zum Beispiel können bei dem Austausch von Turbinenschaufeln auch neue Brenner eingesetzt werden, die eine Alitierung auf- weisen, so dass eine Servicemaßnahmen der Brennerkomponenten beim nächsten oder übernächsten Intervall nicht notwendig sind. So werden Stillstandszeiten vermieden.

Ebenso kann bei einer Servicemaßnahme eine Lebensdauerverlän- gerung durchgeführt werden oder eine Servicemaßnahme vorge- zogen werden, so dass die nächste Servicemaßnahme deutlich verkürzt wird, weil Maßnahmen beim Lagerausbau, Turbinen- schaufelausbau, Austausch von Brennkammersteinen, Veränderun- gen am Gehäuse usw. unterschiedliche Wartungszeiten beinhal- ten.

Dies ergibt sich auch dadurch, dass gewisse Maßnahmen paral- lel zueinander durchgeführt werden können.

Das flexible Refurbishment umfasst erweitere Fernüberwa- chungs- und -diagnosefunktionen als Teil des Omnivise Digital Services-Port folios sowie Ersatzteillieferungen, die plan- mäßige Wartung sowie Leistungsgarantien während des Betriebs- zeitraums der Anlage. Mit seinem hohen Wirkungsgrad im Teil- lastbetrieb und seiner hohen Betriebsflexibilität wird das Gas- und Dampf-Kombikraftwerk mitsamt den zugehörigen Ser- vices im Rahmen dieses flexiblen Refurbishment als Ergänzung zu den fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen in der Re- gion fungieren.

Der Schutz der Investitionen des Kraftwerkbetriebs durch erstklassigen Service für rotierende Maschinen ist der

Schlüssel zur Philosophie eines erfolgreichen Serviceanbie- ters.

Der langfristige, flexible Service geht noch einen Schritt weiter und bietet ein Wartungsprogramm, das auf spezielle Be- dürfnisse und Anforderungen individuell zugeschnitten ist. Ganz gleich, ob der Kraftwerksbetreiber seine Produktion ma- ximieren möchten, indem er die Zeit zwischen den Inspektionen verlängern, ob die Inspektionen während der planmäßigen

Stillstandzeiten der Anlage erfolgen sollen, ob die Lebens- zykluskosten durch einen zustandsabhängigen Austausch von Komponenten optimiert werden sollen oder ob frei von vorge- gebenen Inspektionsterminen gearbeitet werden soll: Das lang- fristige flexible Refurbishment kann sich an Bedürfnisse an- passen.