DE602005003510T2 - Gasturbine und Methode zur Kühlung und Abdichtung einer Gasturbine - Google Patents

Gasturbine und Methode zur Kühlung und Abdichtung einer Gasturbine Download PDF

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Shinichi Higuchi
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    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasturbine und ein Gasturbinenkühlungsverfahren.
  • Bei einer Gasturbine wird Luft durch einen Kompressor komprimiert und der komprimierten Luft Kraftstoff hinzugefügt, um ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird verbrannt, und resultierende Verbrennungsgase mit hoher Temperatur und hohem Druck werden verwendet, um die Turbine anzutreiben. Der thermische Wirkungsgrad einer Gesamtgasturbinenanlage kann erhöht werden, indem sie mit einer weiteren Anlage, wie etwa einer Dampfturbine, kombiniert wird. Indessen ist bei einer neueren Gasturbine ein Druckverhältnis der Verbrennungsgase in der Absicht erhöht worden, den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen, indem die Gasturbine allein verwendet wird. Aus diesem Grund ist der Differenzdruck an jedem Turbinenblatt, das in einem Gasweg in einem Turbinenabschnitt vorgesehen ist, im Vergleich zu demjenigen in der Vergangenheit erhöht worden. Dies führt zu der Notwendigkeit, die Menge an Abdichtungsluft zu reduzieren, die durch Lücken zwischen benachbarten Teilen austritt. Um beispielsweise zu verhindern, dass die Verbrennungsgase in das Innere eines Turbinenrotors strömen, muss verhindert werden, dass die Abdichtungsluft, die einem Radabstand auf der stromaufwärtigen Seite zugeführt wird, durch eine Lücke zwischen dem Turbinenrotor als Drehelement und einer Düsenschaufel als stationärem Element zu einem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite austritt. Zu diesem Zweck ist eine Membran mit einem unteren Abschnitt der Düsenschaufel in Eingriff.
  • Zum Zweck des Haltens der Luftdichtigkeit eines Hohlraums, der durch die Düsenschaufel und die Membran begrenzt ist, offenbart JP-B-62-37204 einen Aufbau, bei dem auf ein Fußende der Membran (d. h. einen Membranhaken) eine Vorspannung derart ausgeübt wird, dass der Membranhaken in Druckkontakt mit einem Düsenschaufelhaken kommt.
  • Wenn jedoch eine Vorspannung auf den Membranhaken ausgeübt wird, wie in JP-B-62-37204 offenbart, kann dies eine Materialverschlechterung verursachen. Insbesondere ändern sich die Temperaturen von Gasturbinenkomponenten in Abhängigkeit vom Betriebszustand von der normalen Raumtemperatur bis zu einem Niveau von 400–500°C, und eine derartige hohe Temperaturänderung erhöht die Möglichkeit, dass der Membranhaken einer übermäßigen Last unterworfen sein kann. Vom Gesichtspunkt des Vermeidens der Möglichkeit aus gesehen ist es erwünscht, dass keine Vorspannung auf den Membranhaken ausgeübt wird. Falls andererseits der Kontakt zwischen dem Membranhaken und dem Düsenschaufelhaken unzureichend ist, ergibt sich die Möglichkeit, dass der größte Teil der Abdichtungsluft in dem Hohlraum zu dem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite austreten kann, wo der Druck relativ niedrig ist.
  • US 2001/0007384 A1 offenbart eine Kombination aus einer Bürstendichtung und einem Labyrinthdichtungssegment für Rotationsmaschinen, wie etwa Dampf- und Gasturbinen. Eine Bürstendichtung umfasst gebogene Dichtungssegmente mit in Radialrichtung geschnittenen Enden, wobei Borsten in einem Winkel von ungefähr 45° relativ zu Radien der Segmente "gekantet" sind, was dreieckige Bereiche, die an ein Ende jedes Segments angrenzen, an den Segmentschnittstellen frei von Borsten lässt. Die Bürstendichtungen werden in herkömmliche Labyrinthdichtungen nachträglich eingebaut, wobei die Rückenplatte für die Borsten ein Labyrinthzahnprofil umfasst, das sich um volle 360° um die Dichtung herum, einschließlich jener Bereiche, wo die Borsten nicht vorhanden sind, erstreckt. Die Dichtungskapazität wird im Wesentlichen nicht verschlechtert, während signifikante Abdichtungsverbesserungen gegenüber herkömmlichen Labyrinthdichtungen geboten werden. Zusätzlich steht es den einzelnen Labyrinthdichtungssegmenten, wenn sie in Labyrinthdichtungen mit Radialbewegung nachträglich eingebaut werden, frei, sich während vorübergehenden Zuständen unabhängig voneinander radial zu bewegen.
  • In US 4 820 116 wird ein Gasturbinenkühlungssystem beschrieben, das Folgendes umfasst: ein Primärstufenrotorblattaggregat, das einen Kühlungsströmungsweg durch die Platten aufweist, einen Primärstufenrandaufbau, der die Primärstufenrotorblätter trägt, eine Primärstufenscheibe, die den Randaufbau trägt, ein Sekundärstufenstatorschaufelaggregat, das Kühlungsströmungswege durch die Schaufeln aufweist, eine Sekundärstufenzwischenlabyrinthdichtung, die um das Sekundärstufenstatorschaufelaggregat herum abdichtet, ein Sekundärstufenrotorblattaggregat und Statordüsen, die in dem Stator neben der Primärstufenscheibe angebracht sind, um einen durch diese hindurchgehenden Luftstrom in die Drehrichtung der Scheibe zu richten. Von dem Rotor geht Luft zu der Sekundärstufenschaufel durch Reaktionsdüsen hindurch, die eine Reaktionsstufe bewirken, welche Energie zu dem Rotor hinzufügt und die Luft kühlt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrads einer Gasturbine zu unterdrücken, die einer Leckage der Abdichtungsluft zuschreibbar ist, die dem Radabstand auf der stromaufwärtigen Seite von dort zu dem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite hin zugeführt wird.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe wird eine Gasturbine gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind mehrere Eingriffsabschnitte zwischen einer Abdichtungseinheit und einer Düsenschaufel nacheinander von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite hin in einer Strömungsrichtung von Verbrennungsgasen vorgesehen, und ein stromabwärtiger der mehreren Eingriffsabschnitte weist eine Kontaktschnittstelle auf, die in einer Richtung quer über eine Turbinendrehwelle ausgebildet ist.
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine unterdrückt werden, die einer Leckage der Abdichtungsluft zuschreibbar ist, die einem Radabstand auf der stromaufwärtigen Seite von dort zu einem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite zugeführt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Düsenschaufel und einer Membran;
  • 2 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Gastturbine gemäß einer Ausführungsform, die mit der Düsenschaufel und der Membran ausgestattet ist;
  • 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie A-A in 1;
  • 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie B-B in 1;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Eingriff zwischen einem Düsenschaufelhaken und einem Membranhaken in 1 zeigt;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Modifikation des Eingriffs zwischen dem Düsenschaufelhaken und dem Membranhaken zeigt;
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Modifikation des Eingriffs zwischen dem Düsenschaufelhaken und dem Membranhaken zeigt;
  • 8 ist eine Schnittansicht längs der Linie C-C in 1;
  • 9 ist eine Schnittansicht, die eine Modifikation des Membranhakens zeigt; und
  • 10 ist eine vergrößerte Ansicht des Membranhakens.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Der thermische Wirkungsgrad einer Gesamtgasturbinenanlage kann erhöht werden, indem sie mit einer weiteren Anlage, wie etwa einer Dampfturbine, kombiniert wird. Jedoch ist bei einer neueren Gasturbine das Druckverhältnis von Verbrennungsgasen mit der Absicht erhöht worden, den thermischen Wirkungsgrad zu erhöhen, indem die Gasturbine allein verwendet wird. Bei jener Gasturbine ist der Differenzdruck quer über jedes Turbinenblatt in einem Gasweg, d. h. in einem Gaskanal innerhalb der Turbine, im Vergleich zu demjenigen in der Vergangenheit erhöht worden. Demgemäß wird, falls Lücken zwischen benachbarten Teilen die gleichen wie in der Vergangenheit bleiben, die Menge der Abdichtungsluft, die durch die Lücken zwischen angrenzenden Teilen strömt, erhöht, so dass der thermische Wirkungsgrad der Gasturbine reduziert wird, wodurch der sich aus der Erhöhung des Druckverhältnisses der Verbrennungsgase ergebende Vorteil verringert wird. Mit anderen Worten ist es zur Erhö hung des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine, die ein größeres Druckverhältnis der Verbrennungsgase aufweist, erwünscht, die verschwenderische Leckage der Abdichtungsluft durch die Lücken zwischen angrenzenden Teilen zu beseitigen oder zu minimieren.
  • Im Allgemeinen beinhaltet eine Düsenschaufel in jeder der zweiten und nachfolgenden Stufen der Turbine eine Membran, die zwischen der Düsenschaufel und einer Rotorscheibe als Drehelement auf der Innenumfangsseite angeordnet ist. Dann wird eine Abdichtungsstruktur in einer Lücke zwischen der Membran als stationärem Element und der Rotorscheibe als dem Drehelement angeordnet, um dadurch zu verhindern, dass die Verbrennungsgase durch die Lücke umgeleitet werden. In diesem Zusammenhang wird die Abdichtungsluft von der Düsenschaufelseite zu einem Hohlraum innerhalb der als Abdichtungsmittel dienenden Membran zugeführt. Die Abdichtungsluft wird von dem Hohlraum innerhalb der Membran zu Radabständen auf den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten ausgestoßen. Bei nachstehend beschriebenen Ausführungsformen wird angenommen, dass die Seite, in welche die Verbrennungsgase aus einer Brennkammer strömen, die stromaufwärtige Seite ist, und dass die Seite, von welcher die Verbrennungsgase ausgestoßen werden, nachdem sie durch die Turbine (d. h. die Gaswegauslassseite) geströmt sind, die stromabwärtige Seite ist. Falls in Eingriffsabschnitten zwischen der Membran und der Düsenschaufel keine sichere Abdichtung bereitgestellt wird, tritt die Abdichtungsluft innerhalb der Membran zu dem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite durch den Eingriffsabschnitt auf der stromabwärtigen Seite aus. Ein Grund dafür ist, dass, weil der Druck einer Radabstandsatmosphäre auf der stromaufwärtigen Seite höher ist, der Zuführungsdruck der Abdichtungsluft höher eingestellt werden muss als der Druck der Radabstandsatmosphäre auf der stromaufwärtigen Seite. Ein weiterer Grund dafür ist, dass, weil der zwischen den Radabständen auf den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten verursachte Differenzdruck groß ist, der größte Teil der Abdichtungsluft zu dem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite austritt, falls nicht irgendein Abdichtungsmittel in dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt zwischen der Düsenschaufel und der Membran vorgesehen ist. Ein derartige Leckage der Abdichtungsluft ist insofern problematisch, als die Strömungsgeschwindigkeit der Abdichtungsluft, die der stromaufwärtigen Seite zugeführt wird, unzureichend wird und die Menge der Abdichtungsluft dementsprechend in der Gesamtheit der Gasturbine erhöht werden muss, was somit zu einer Verringerung des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine führt. Aus den oben erwähnten Gründen ist eine sichere Abdichtung bei den Eingriffsabschnitten zwischen der Düsenschaufel und der Membran erforderlich.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Der Aufbau der Gasturbine wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 zeigt einen Schnitt eines Hauptteils (Blattstufenabschnitts) der Gasturbine gemäß einer ersten Ausführungsform. Ein Pfeil 20 in 2 gibt die Strömungsrichtung von Verbrennungsgasen an. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Primärstufendüsenschaufel, 3 bezeichnet eine Sekundärstufendüsenschaufel, 2 bezeichnet ein Primärstufenrotorblatt, und 4 bezeichnet ein Sekundärstufenrotorblatt. Außerdem bezeichnet das Bezugszeichen 5 eine Membran, 6 bezeichnet ein Distanzstück, 7 bezeichnet eine Primärstufenrotorscheibe, 8 bezeichnet einen Scheibenabstandshalter, und 9 bezeichnet eine Sekundärstufenrotorscheibe.
  • Das Primärstufenrotorblatt 2 ist an der Rotorscheibe 7 befestigt, und das Sekundärstufenrotorblatt 4 ist an der Rotorscheibe 9 befestigt. Das Distanzstück 6, die Rotorscheibe 7, der Scheibenabstandshalter 8 und die Rotorscheibe 9 sind zur Bildung eines Turbinenrotors als Drehelement durch eine Flanschwelle 10 einstückig befestigt. Der Turbinenrotor ist nicht nur mit einer Drehwelle eines Kompressors, sondern auch einer Drehwelle einer Last, zum Beispiel eines Generators, koaxial befestigt.
  • Die Gasturbine umfasst einen Kompressor zum Komprimieren von atmosphärischer Luft zum Erzeugen von komprimierter Luft, eine Brennkammer zum Vermischen der durch den Kompressor erzeugten komprimierten Luft mit Kraftstoff und zum Verbrennen eines Luft/Kraftstoff-Gemischs und eine Turbine, die durch Verbrennungsgase, die aus der Brennkammer austreten, gedreht wird. Weiterhin sind die Düsenschaufeln und die Rotorblätter in einem Kanal für die innerhalb der Turbine stromabwärts strömenden Verbrennungsgase angeordnet. Verbrennungsgase 20 mit hoher Temperatur und hohem Druck, die aus der Brennkammer austreten, werden durch die Primärstufendüsenschaufel 1 und die Sekundärstufendüsenschaufel 3 in eine Strömung mit Wirbelenergie umgewandelt, wodurch die Primärstufenrotorscheibe 2 und die Sekundärstufenrotorscheibe 4 gedreht werden. Zur Erzeugung von Elektrizität wird ein Generator mit Rotationsenergie von den beiden Rotorscheiben gedreht. Ein Teil der Rotationsenergie wird verwendet, um den Kompressor anzutreiben. Weil die Verbrennungsgastemperatur in der Gasturbine im Allgemeinen nicht niedriger als die zulässige Temperatur des Blatt-(Schaufel)Materials ist, müssen die den Hochtemperaturverbrennungsgasen ausgesetzten Blätter (Schaufeln) gekühlt werden.
  • Nachstehend wird der Kühlungsaufbau der Sekundärstufenrotorscheibe 3 beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht der Sekundärstufendüsenschaufel 3 und der Membran 5 in Axialrichtung. Durch die Sekundärstufendüsenschaufel 3 und die Membran 5 wird ein Hohlraum 11 begrenzt, und durch einen Kühlmittelkanal, der in der Sekundärstufendüsenschaufel 3 vorgesehen ist, wird dem Hohlraum 11 Luft zum Abdichten von Radabständen 14a, 14b zugeführt. Bei dieser Ausführungsform wird Luft als Kühlmittel verwendet. Der Radabstand 14a ist eine Lücke, die durch die Membran 5 und einen das Primärstufenrotorblatt 2 und die Rotorscheibe 7 verbindenden Schaftabschnitt 12 gebildet wird und die stromaufwärts von der Membran 5 positioniert ist. Der Radabstand 14b ist eine Lücke, die durch die Membran 5 und einen das Sekundärstufenrotorblatt 4 und die Rotorscheibe 9 verbindenden Schaftabschnitt 13 gebildet wird und die stromabwärts der Membran 5 positioniert ist. Der Hohlraum 11 und der Radabstand 14a sind über ein in der Membran 5 gebildetes Loch 90 miteinander verbunden. In ähnlicher Weise sind der Hohlraum 11 und der Radabstand 14b über ein in der Membran 5 gebildetes Loch 91 miteinander verbunden. Weiterhin ist die Sekundärstufendüsenschaufel 3 an einem Außengehäuse 93 befestigt, welches die Turbine bildet, und die Membran 5 ist mit der Sekundärstufendüsenschaufel 3 an mehreren Punkten in Eingriff. Andererseits dreht sich der Scheibenabstandshalter 8 als Drehelement. Dann stellen die Membran 5 und der Scheibenabstandshalter 8 eine Abdichtungsstruktur zwischen ihnen bereit. Mit dieser Abdichtungsstruktur wird verhindert, dass die Radabstände 14a und 14b in räumlicher Verbindung miteinander stehen und als unabhängige Räume gebildet sein können. Zusätzlich wird über einen Kühlmittelkanal 92, der in der Sekundärstufendüsenschaufel 3 ausgebildet ist, dem Hohlraum 11 ein Kühlmittel 94 zugeführt, gefolgt von einem Strömen in den Radabstand 14a stromaufwärts der Membran 5 und den Radabstand 14b stromabwärts der Membran 5 durch die Löcher 90 bzw. 91. Das Kühlmittel 94 wird als Abdichtungsluft 15a, 15b in den Gasweg freigegeben, um zu verhindern, dass die Verbrennungsgase 20 von einer Innenumfangswandfläche des Gaswegs in die Innenseite strömen.
  • Wenn die durch die Membran 5 und den Scheibenabstandshalter 8 bereitgestellte Abdichtungsstruktur als Wabendichtung ausgebildet ist, ist die Abdichtungsfähigkeit sehr hoch. Es ist deshalb erwünscht, dass das in den Hohlraum 11 eingeführte Kühlmittel 94 sowohl dem Radabstand 14a stromaufwärts von der Membran 5 als auch dem Radabstand 14b stromabwärts von der Membran 5 zugeführt wird. Wenn andererseits die durch die Membran 5 und den Scheibenabstandshalter 8 bereitgestellte Abdichtungsstruktur als Labyrinthdichtung ausgebildet ist, ist die Abdichtungsfähigkeit etwas kleiner als diejenige der Wabendichtung. Unter Berücksichtigung einer Strömung des Kühlmittels 94, die von dem Radabstand 14a zu dem Radabstand 14b hin über die Labyrinthdichtung gerichtet ist, kann deshalb das in den Hohlraum 11 eingeführte Kühlmittel 94 nur dem Radabstand 14a stromaufwärts der Membran 5 zugeführt werden. Durch Zuführen des Kühlmittels 94 von dem Hohlraum 11 nur zu dem Radabstand 14a stromaufwärts der Membran 5 kann auf das in der Membran 5 ausgebildete Loch 91 verzichtet werden, was somit zu einer Verbesserung der Herstellbarkeit der Membran 5 führt.
  • Falls die Hochtemperaturverbrennungsgase 20 in die Radabstände 14a, 14b strömen und die Atmosphärentemperaturen in den Radabständen dementsprechend ansteigen, werden die Schaftabschnitte 12, 13 oder die Membran 5 durch die Verbrennungsgase 20 thermisch beschädigt. Ferner werden übermäßige thermische Belastungen auf die Rotorscheiben 7, 9 und den Scheibenabstandshalter 8 ausgeübt. Dies erhöht die Möglichkeit, dass thermische Beanspruchungen, die mit den übermäßigen thermischen Belastungen steigen, die Lebensdauer einzelner Elemente verkürzen und abnormale thermische Verformungen der Elemente eine Störung der Turbinendrehung verursachen können, was somit zu einer Schwierigkeit beim Fortsetzen des Normalbetriebs der Gasturbine führt. Um den Normalbetrieb der Gasturbine fortzusetzen, ist es deshalb erwünscht, dass die Abdichtungsluft den Radabständen 14a, 14b sicher zugeführt wird.
  • Beim Vergleichen der Atmosphärendrücke in der Sekundärstufendüsenschaufel 3 ist der Druck in dem Radabstand 14a auf der stromaufwärtigen Seite höher als der Druck in dem Radabstand 14b auf der stromabwärtigen Seite. Obwohl sich ein derartiger Druckunterschied in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen ändert, ist er üblicherweise etwa zweifach. Dementsprechend wird, wenn die Abdichtungsluft dem Radabstand 14a zugeführt wird, der Druck in dem Hohlraum 11 vorzugsweise höher eingestellt als der Druck in dem Radabstand 14a. Mehrere Eingriffsabschnitte zwischen der Sekundärstufendüsenschaufel 3 und der Membran 5 sind nacheinander von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite hin in der Strömungsrichtung der Verbrennungsgase vorgesehen, und der Hohlraum 11 wird durch eine Innenfläche der Membran 5 und eine untere Oberfläche der Sekundärstufendüsenschaufel 3 begrenzt. Bei dieser Ausführungsform sind die Eingriffsabschnitte zwischen der Sekundärstufendüsenschaufel 3 und der Membran 5 zu zweit, d. h. einer jeweils auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite, vorgesehen. Falls die Luftdichtigkeit des Hohlraums 11 nicht gehalten wird, tritt die Abdichtungsluft zu der stromabwärtigen Seite aus, wo der Druck relativ niedrig ist, und die Abdichtungsluft kann der stromaufwärtigen Seite nicht in ausreichender Menge zugeführt werden. Bei der Gasturbine, die ein größeres Druckverhältnis der Verbrennungsgase aufweist, besteht die Tendenz, dass der Differenzdruck zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Düsenschaufel zunimmt. Aus diesem Grund wird, falls die Luftdichtigkeit des Hohlraums 11 nicht sichergestellt ist, die Menge der Abdichtungsluft, die durch den Eingriffsabschnitt auf der stromabwärtigen Seite austritt, erhöht. Falls die Menge der dem Hohlraum 11 zugeführten Abdichtungsluft erhöht wird, um eine ausreichende Menge der Abdichtungsluft auf der stromaufwärtigen Seite sicherzustellen, ohne die Menge der Abdichtungsluft zu verringern, die durch den Eingriffsabschnitt auf der stromabwärtigen Seite austritt, nimmt die Menge der Abdichtungsluft, die zu der stromabwärtigen Seite austritt, proportional zur erhöhten Menge der zugeführten Abdichtungsluft zu. Um eine ausreichende Menge der Abdichtungsluft auf der stromaufwärtigen Seite auf eine derartige Weise sicherzustellen, muss die Abdichtungsluft in einer größeren Menge zugeführt werden. Eine derartige Erhöhung der Menge der zugeführten Abdichtungsluft verringert die Wirkung der Zunahme des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine, die ein größeres Druckverhältnis der Verbrennungsgase aufweist.
  • In der Absicht, den oben erwähnten Nachteil zu vermeiden, beinhaltet diese Ausführungsform mehrere Eingriffsabschnitte zwischen jeweiligen Haken der Sekundärstufendüsenschaufel 3 und der Membran 5, die beide den Hohlraum 11 bilden. Bei dieser Ausführungsform sind jene Eingriffsabschnitte zu zweit, d. h. einer jeweils auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite, vorgesehen. Bei dem stromaufwärtigen der zwei Eingriffsabschnitte ist eine Abdichtungsschnittstelle 60 durch einen Düsenschaufelhaken 30 und einen Membranhaken 31 in der Umfangsrichtung eines Kreises um eine Turbinendrehwelle ausgebildet. Dann werden der Düsenschaufelhaken 30 und der Membranhaken 31 an der Abdichtungsschnittstelle 60 miteinander zusammengepasst. Zu diesem Zeitpunkt sind zum Sicherstellen eines sicheren Kontakts zum Abdichten auf der stromaufwärtigen Seite der Düsenschaufelhaken 30 und der Membranhaken 31, die den Eingriffsabschnitt auf der stromaufwärtigen Seite bilden, derart angeordnet, dass Lücken 97 und 98 als Zwischenräume in der Axialrichtung gelassen werden, um die zwei Haken davon abzuhalten, miteinander in der Axialrichtung nicht in Kontakt zu kommen.
  • Bei dem Eingriffsabschnitt auf der stromabwärtigen Seite ist ein Düsenschaufelhaken 33 in einen Membranhaken 32 eingefügt, der im Wesentlichen in einer U-Form ausgebildet ist. Ein Passstift 50 ist so eingefügt, dass er sich durch den Membranhaken 32 und den Düsenschaufelhaken 33 erstreckt, um sie in einer festen Positionsbeziehung zu halten, wodurch Bewegungen der Membran 5 eingeschränkt sind. Zusätzlich ist eine passende Lücke 52 zwischen dem Passstift 50 und einem Innenumfang einer in dem Düsenschaufelhaken 33 ausgebildeten Stiftbohrung 51 gelassen. Mit anderen Worten hat die in dem Düsenschaufelhaken 33 ausgebildete Stiftbohrung 51 einen größeren Durchmesser als der Passstift 50. Üblicherweise werden die Position und Abmessung des Passstifts 50 unter Berücksichtigung von Auslegungsfehlern bestimmt, so dass die Positionsbeziehung zwischen dem Düsenschaufelhaken 33 und dem Membranhaken 32 sogar während des Betriebs der Gasturbine exakt befestigt gehalten wird. Falls jedoch keine Lücke 52 zwischen dem Passstift 50 und dem Innenumfang der in dem Düsenschaufelhaken 33 ausgebildeten Stiftbohrung 51 gelassen wird, ist der Passstift nicht an thermische Verformungen des Düsenschaufelhakens 33 und des Membranhakens 32 anpassungsfähig und es werden übermäßige thermische Beanspruchungen um die Stiftbohrung 51 herum erzeugt. Die thermischen Verformungen des Düsenschaufelhakens 33 und des Membranhakens 32 können absorbiert werden, indem der Durchmesser der in dem Düsenschaufelhaken 33 ausgebildeten Stiftbohrung 51 größer als derjenige des Passstifts 50 eingestellt und die Lücke 52 in einer derartigen Größe gelassen wird, dass sie fähig ist, jene thermischen Verformungen aufzunehmen. Weiterhin ist eine Abdichtungsschnittstelle 61, d. h. eine Kontaktschnittstelle, zwischen dem Düsenschaufelhaken 33 und dem Membranhaken 32 in einer Richtung quer über die Turbinendrehwelle ausgebildet. Ein vertiefter Stufenabschnitt 35 ist in einem Teil des Membranhakens 32 an einer Position ausgebildet, die näher an der Außenumfangsseite als der Abdichtungsschnittstelle ist, und ein vertiefter Stufenabschnitt 36 ist in einem Teil des Düsenschaufelhakens 33 an einer Position ausgebildet, die näher an der Innenumfangsseite als der Abdichtungsschnittstelle ist. Jeder dieser vertieften Stufenabschnitte hat einen Niveauunterschied, der sowohl durch die Kontaktoberfläche als auch eine Ebene begrenzt ist, die von der Kontaktoberfläche in der Axialrichtung der Turbinendrehwelle verschoben ist.
  • 3 zeigt einen Querschnitt des Düsenschaufelhakens 33 längs der Linie A-A in 1. 4 zeigt einen Querschnitt des Membranhakens 32 längs der Linie B-B in 1. Wie in 3 gezeigt, ist eine Grenze 38 des vertieften Stufenabschnitts 36 so ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen linear erstreckt. Wie in 4 gezeigt, ist eine Grenze 37 des vertieften Stufenabschnitts 35 auch so ausgebildet, dass sie sich im Wesentlichen linear erstreckt. Da die vertieften Stufenabschnitte 35, 36 des Membranhakens 32 und des Düsenschaufelhakens 33 die im Wesentlichen linearen Grenzen 37, 38 aufweisen, können jene Elemente leichter spanabhebend bearbeitet werden als in dem Fall, in dem die Grenzen gekrümmt sind. Es ist zu beachten, dass es auch dann kein Problem gibt, wenn die Grenzen 37, 38 aufgrund von Bearbeitungsfehlern nicht exakt linear sind.
  • 5 zeigt den stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt zwischen dem Membranhaken 32 und dem Düsenschaufelhaken 33, die wie oben beschrieben ausgebildet sind. Die Bereitstellung der vertieften Stufenabschnitte 35, 36 erlaubt, dass die Abdichtungsschnittstelle 61 in der Praxis irgendeine geeignete Breite aufweist. Falls die Breite der Abdichtungsschnittstelle 61 zu schmal ist, ist die Abdichtungsschnittstelle nicht für eine Verschiebung des Zusammenpassens zwischen der Membran und der Düsenschaufel anpassungsfähig. Falls sie umgekehrt zu breit ist, wird der Oberflächendruck verringert. Aus diesen Gründen liegt die Breite der Abdichtungsschnittstelle 61 vorzugsweise im Bereich von 3–7 mm. Es ist zu beachten, dass in 5 die Abdichtungsschnittstelle 61, die eine bandartige Form aufweist, durch einen schraffierten Bereich angegeben ist.
  • Es wird eine Beschreibung der Wirkungsweise des Eingriffsabschnitts zwischen dem Membranhaken 32 und dem Düsenschaufelhaken 33 bei dieser Ausführungsform während des Betriebs der Gasturbine gegeben. Unter Bezugnahme auf 10 wirkt aufgrund des Differenzdrucks zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite eine Wirkungskraft 70 auf die Membran 5 zu der stromabwärtigen Seite hin. Als der Wirkungskraft 70 entgegenwirkende Kraft wird eine Reaktionskraft 72 erzeugt, um auf die Abdichtungsschnittstelle 61 zu wirken. Weil die Wirkungskraft 70 und die Reaktionskraft 72 nicht in koaxialer Beziehung stehen, tritt ein Moment 77 auf, das auf die Membran 5 wirkt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Membran 5 im Begriff, sich in der Richtung des Moments 77 zu drehen, wobei der stromaufwärtsseitige Eingriffsabschnitt als Drehpunkt dient. Da jedoch ein stromabwärtsseitiges Ende 65 des Membranhakens 32 mit einer Innenumfangsstirnwand 66 der Sekundärstufendüsenschaufel 3 in Kontakt ist und daran gehindert wird, sich unbeabsichtigt zu bewegen, werden eine Membranabdichtungsoberfläche und eine Düsenschaufelabdichtungsoberfläche in paralleler Beziehung gehalten. Dann werden Wirkungskräfte 71, 73 erzeugt, um auf den Membranhaken 31 bzw. das stromabwärtsseitige Ende 65 des Membranhakens 32 zu wirken. Bei dem stromaufwärtsseitigen Eingriffsabschnitt werden daher der Düsenschaufelhaken 30 und der Membranhaken 31 durch die Wirkungskraft 71 weiter aneinander befestigt. Dementsprechend wird der Oberflächendruck an den stromaufwärtsseitigen Abdichtungsoberflächen erhöht und die Abdichtungswirkung verstärkt. Die stromaufwärtsseitigen Abdichtungsoberflächen sind miteinander in der Umfangsrichtung eines Kreises um die Turbinendrehwelle in Kontakt. 8 zeigt die Abdichtungsoberflächen als Schnittansicht längs der Linie C-C in 1. Wie in 8 gezeigt, ändern die thermischen Verformungen des Düsenschaufelhakens 30 und des Membranhakens 31 die Krümmungsradien ihrer miteinander in Kontakt stehenden Abdichtungsoberflächen, wodurch eine kleine Lücke 96 zwischen den beiden Haken erzeugt wird. Jedoch ist der Differenzdruck quer über den stromaufwärtsseitigen Eingriffsabschnitt, d. h. der Differenzdruck zwischen dem Hohlraum 11 und dem Radabstand 14a, relativ klein, und der Oberflächendruck an den stromaufwärtsseitigen Abdichtungsoberflächen wird durch die Wirkungskraft 71 erhöht. Als Ergebnis kann die Leckagemenge der Abdichtungsluft auf ein vernachlässigbares Niveau verringert werden.
  • Der stromaufwärtsseitige Eingriffsabschnitt hat einen Aufbau, bei dem der Membranhaken 31 durch den Düsenschaufelhaken 30 verriegelt ist. Somit kann, weil der Membranhaken 31 und der Düsenschaufelhaken 30 in einem relativ beweglichen Zustand sind, eine Leckage der Abdichtungsluft über sowohl den stromaufwärtigen Eingriffsabschnitt als auch den stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt verringert werden, indem das oben erwähnte Moment 77 effektiv genutzt wird. Als Ergebnis kann eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine unterdrückt werden, die der Leckage der Abdichtungsluft zuschreibbar ist, die dem Radabstand auf der stromaufwärtigen Seite von dort zu dem Radabstand auf der stromabwärtigen Seite hin zugeführt wird.
  • Andererseits nimmt bei dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt der Membranhaken 32 die Reaktionskraft 72 von dem Düsenschaufelhaken 33 derart auf, dass die beiden Haken gegeneinander gepresst werden und eine große Kraft von der Größe, die fast gleich derjenigen der Wirkungskraft 70 ist, auf die Abdichtungsschnittstelle 61 wirkt. Zu diesem Zeitpunkt wirkt, da die Abdichtungsschnittstelle 61, d. h. die in dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt ausgebildete Kontaktschnittstelle, so ausgebildet ist, dass sie sich in der Richtung quer über die Turbinendrehwelle erstreckt, eine große Kraft von der Größe, die fast gleich derjenigen der Wirkungskraft 70 ist, auf die gesamte Abdichtungsschnittstelle 61. Vorzugsweise ist die Abdichtungsschnittstelle 61 im Wesentlichen senkrecht zur Turbinendrehwelle. Außerdem ist, da die Abdichtungsschnittstelle 61 als die Kontaktschnittstelle eine flache Ebene ist, eine Ebenenabweichung klein, sogar wenn beide Haken thermisch verformt werden. Ferner wird, da der Oberflächendruck mit der Abdichtungsschnittstelle 61, die eine bandartige Form aufweist, zunimmt, keine Lücke an der Abdichtungsschnittstelle 61 erzeugt und kann eine sichere Abdichtung verwirklicht werden, sogar wenn sie einem großen Differenzdruck ausgesetzt wird. Anders gesagt ist es, da die stromaufwärtsseitige Abdichtungsschnittstelle des stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitts keinen Kontakt in der Umfangsrichtung eines Kreises um die Turbinendrehwelle bereitstellt, sondern die sich in der Richtung quer über die Turbinendrehwelle erstreckende Kontaktschnittstelle bildet, möglich, eine verlässliche Abdichtungsstruktur zwischen der Düsenschaufel und der Membran bereitzustellen, welche keine Leistungsverringerung aufgrund der Leckage der Abdichtungsluft verursacht.
  • Bei dem in JP-B-62-37204 offenbarten Stand der Technik wird ein Aufbau verwendet, bei dem eine Vorspannung an den Membranhaken angelegt wird und der mit der Möglichkeit einhergeht, dass eine Verschlechterung der Membranmaterialien verursacht wird. Außerdem besteht, weil die Gasturbine unter einer breiten Vielfalt von Temperaturbedingungen betrieben wird, die Möglichkeit, dass die Haltbarkeit der Membran in allen Betriebszuständen der Gasturbine beeinflusst wird. Im Gegensatz dazu weist diese Ausführungsform den Aufbau auf, bei dem der Membranhaken 31 durch den Düsen schaufelhaken 30 verriegelt ist und keine Vorspannung an den Membranhaken 31 angelegt wird. Dementsprechend kann die Haltbarkeit der Membran in allen Betriebszuständen der Gasturbine aufrechterhalten werden.
  • Wie in 3 bis 5 gezeigt, sind die Abdichtungsoberflächengrenzen 37, 38, die durch die vertieften Stufenabschnitte 35, 36 begrenzt sind, im Wesentlichen linear ausgebildet. Deshalb kann, sogar wenn die Parallelität zwischen der Abdichtungsoberfläche des Membranhakens und der Abdichtungsoberfläche des Düsenschaufelhakens bei dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt aufgrund von zum Beispiel thermischen Verformungen jener Haken während des Gasturbinenbetriebs in einem kleinen Bereich abweicht, eine derartige Abweichung aufgenommen werden. Wenn beispielsweise der Düsenschaufelhaken 33 relativ zum Membranhaken 32 in der Richtung eines Pfeils 80 gedreht wird, wird eine Abdichtungskante eines Linearkontakt-Abdichtungsabschnitts 63 eng aufrechterhalten, um die Erzeugung einer Lücke zu unterdrücken. Ebenfalls wird, wenn der Düsenschaufelhaken 33 relativ zum Membranhaken 32 in der Richtung eines Pfeils 81 gedreht wird, eine Abdichtungskante eines Linearkontakt-Abdichtungsabschnitts 64 eng aufrechterhalten, um die Erzeugung einer Lücke zu unterdrücken. Mit einer derartigen Abdichtungsweise ist es sogar im Falle des Betätigens der Gasturbine, die ein größeres Druckverhältnis der Verbrennungsgase aufweist, möglich, die Menge der Abdichtungsluft zu verringern, die unbeabsichtigt über den stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt aus dem Hohlraum 11 austritt. Dann kann die Abdichtungsluft den beiden Radabständen 14a und 14b von dem Hohlraum 11 sicher zugeführt werden. Ferner kann die Menge der Abdichtungsluft, die insgesamt verwendet wird, auf die kleinste notwendige Menge verringert werden, und deshalb kann eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine unterdrückt werden. Es ist zu beachten, dass, da die Be reitstellung von wenigstens einem der vertieften Stufenabschnitte 35, 36 ausreicht, um die sich in der Richtung quer über die Turbinendrehwelle erstreckende Kontaktschnittstelle zu bilden, ähnliche Vorteile wie die oben erwähnten auch mit nur einem der vertieften Stufenabschnitte 35, 36 erhalten werden können.
  • Bei dieser Ausführungsform ist, anders als beim Stand der Technik, nicht irgendein zusätzliches Element, zum Beispiel eine Dichtung, auf jedem des Membranhakens und des Düsenschaufelhakens vorgesehen. Die Elemente des stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitts, d. h. ein Aggregat aus dem Düsenschaufelhaken und seinem mit dem Membranhaken in Kontakt stehenden Kontaktabschnitt und ein Aggregat aus dem Membranhaken und seinem mit dem Düsenschaufelhaken in Kontakt stehenden Kontaktabschnitt, sind jeweils als einstückiges Teil ausgebildet. Dieser Aufbau trägt dazu bei, die Beschädigung der Elemente zu vermeiden und die Betriebszuverlässigkeit zu verbessern. Außerdem kann diese Ausführungsform mit einem einfacheren Aufbau und leichterem spanabhebenden Bearbeiten verwirklicht werden, weil sie keine komplizierten Einrichtungen, wie etwa eine Feder und eine Dichtung, verwendet.
  • Überdies sind, wie in 1 gezeigt, eine obere Oberfläche des Membranhakens 32, der im Wesentlichen in einer U-Form ausgebildet ist, und eine untere Oberfläche eines Zwischenabschnitts 96, auf dem der Düsenschaufelhaken 33 befestigt ist, in der Umfangsrichtung eines Kreises um die Turbinendrehwelle in Oberflächenkontakt miteinander gehalten. Mit diesem Oberflächenkontakt ist es, sogar wenn ein Moment auf die Membran 5 wirkt, möglich, eine Verschiebung der Membran 5 relativ zur Sekundärstufendüsenschaufel 3 zu beschränken. Falls die Verschiebung der Membran 5 relativ zur Sekundärstufendüsenschaufel 3 beschränkt werden kann, ist der Eingriff an dem am weitesten stromabwärtigen Ende zwischen dem Membranhaken 32 und dem Düsenschaufelhaken 33 (d. h. dem Zwischenabschnitt 96) bei dieser Ausführungsform nicht wesentlich. Mit anderen Worten kann der Aufbau dieser Ausführungsform, beispielsweise wie in 9 gezeigt, ohne Probleme modifiziert werden. In jedem Fall kann die Verschiebung der Membran 5 beschränkt werden, indem die Membran 5 und die Sekundärstufendüsenschaufel 3 miteinander an einer Position, die näher an dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt ist, in derartigem Ausmaß in Kontakt sind, dass die Verschiebung der Membran 5 relativ zu der Sekundärstufendüsenschaufel 3 beschränkt werden kann. Ein derartiger Kontakt minimiert die Verschiebung der Membran 5 relativ zu der Sekundärstufendüsenschaufel 3. Dieser Kontakt ist auch effektiv beim Erleichtern der gegenseitigen Positionierung des Düsenschaufelhakens 33 und des Membranhakens 32, wenn sie bei einem Turbinenmontagevorgang zusammenmontiert werden.
  • Ferner wird, da die Sekundärstufendüsenschaufel 3 und die Membran 5 bei dem stromaufwärtsseitigen Eingriffsabschnitt miteinander in Eingriff sind und die obere Oberfläche des Membranhakens 32 und die untere Oberfläche des Zwischenabschnitts 96, an dem der Düsenschaufelhaken 33 befestigt ist, bei dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt miteinander in Oberflächenkontakt gehalten werden, eine maximale Verschiebung der Membran 5 relativ zu der Sekundärstufendüsenschaufel 3 beschränkt. Deshalb kann vermieden werden, dass sich der Düsenschaufelhaken 33 und der Membranhaken 32 bei dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt übermäßig voneinander verschieben. Die Kontaktoberfläche, die bei dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt so ausgebildet ist, dass sie sich in der Richtung quer über die Turbinendrehwelle erstreckt, ist für eine leichte Verschiebung zwischen der Sekundärstufendüsenschaufel 3 und der Membran 5 anpassungsfähig, aber sie geht mit der Möglichkeit einher, dass die Wirkung der Kontaktoberfläche nicht entwickelt werden kann, wenn die Verschiebung zunimmt. Mit dieser Ausführungsform kann jedoch, da die Membran und die Düsenschaufel an zwei Punkten, d. h. zwei Eingriffsabschnitten zwischen ihnen auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite, gegenseitig gehalten werden, eine maximale Verschiebung der Membran relativ zur Düsenschaufel beschränkt werden. Zusätzlich kann, wenn die Membran an der Düsenschaufel an zwei Punkten über zwei Eingriffsabschnitte zwischen ihnen auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite gehalten wird, eine sicherere Abdichtung verwirklicht werden, indem der stromabwärtsseitige Eingriffsabschnitt derart ausgebildet wird, dass sich die Kontaktoberfläche in der Richtung quer über die Turbinendrehwelle erstreckt. Vorzugsweise ist die Kontaktoberfläche im Wesentlichen senkrecht zur Turbinendrehwelle.
  • Während die Vorteile dieser ersten Ausführungsform in Verbindung mit der Sekundärstufendüsenschaufel und der Membran beschrieben worden sind, ist der Aufbau dieser ersten Ausführungsform nicht auf die Sekundärstufe beschränkt und auf die Düsenschaufel und die Membran in jeder Stufe der Gasturbine, einschließlich vieler Stufen von Düsenschaufeln und Membranen, anwendbar.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform wird bei dem stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt zwischen der Sekundärstufendüsenschaufel 3 und der Membran 5 eine Schräge 39 in dem Membranhaken 32 auf der Seite ausgebildet, die näher an dem Außenumfang von der Abdichtungsschnittstelle ist. Ferner ist eine Schräge 40 in dem Düsenschaufelhaken 33 auf der Seite ausgebildet, die näher an dem Innenumfang von der Abdichtungsschnittstelle ist. Insbesondere ist jede Schräge 39, 40 als Hakenwandoberfläche ausgebildet, die in irgend einem gewünschten Winkel aus der Richtung senkrecht zur Turbinendrehwelle geneigt ist. Sogar mit einem derartigen Aufbau ist eine Abdichtungsschnittstelle 61b (in 6 durch einen schraffierten Bereich angezeigt) im Wesentlichen in einer bandartigen Form ausgebildet, und deshalb kann die Menge der Abdichtungsluft, die unbeabsichtigt durch den stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt austritt, verringert werden. Ferner können ähnliche Vorteile auch mit einer derartigen Modifikation erhalten werden, dass ein vertiefter Stufenabschnitt in einem von dem Membranhaken und dem Düsenschaufelhaken und eine Schräge in dem anderen Haken ausgebildet wird. Die Form jeder Schräge ist auf keine spezielle beschränkt, und ähnliche Vorteile können auch mit einer linearen oder gekrümmten Schräge erhalten werden, solange die Abdichtungsschnittstelle im Wesentlichen in einer bandartigen Form ausgebildet ist.
  • 7 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem die Grenzen der vertieften Stufenabschnitte der Membran und der Düsenschaufel jeweils als winklig gebogene Linie ausgebildet sind. Es ist erwünscht, dass die Grenzen der bandförmigen Abdichtungsoberflächen der Membran und der Düsenschaufel so linear wie möglich sind. Wenn jedoch eine Schwierigkeit beim Ausbilden der Grenzen, so dass sie linear sind, wegen einer Struktur auftritt, bei der gekoppelte Schaufeln verwendet werden, können die vertieften Stufenabschnitte, wie durch 35b, 36b angezeigt, derart modifiziert werden, dass ihre Grenzen winklig gebogene Punkte 45, 46 aufweisen und eine winklig gebogene Abdichtungsschnittstelle 61c ausgebildet wird (wie durch einen schraffierten Bereich in 7 angegeben). Eine ausreichende Abdichtungswirkung wird erhalten, wenn die Parallelität zwischen den Abdichtungsoberflächen von den beiden Haken, wie bei der oben beschriebenen Eingriffsstruktur der Düsenschaufel und der Membran, im Wesentlichen gehalten wird. Obwohl die Abdichtungswirkung etwas verringert ist, wird eine praktisch vorteilhafte Wirkung erhalten, sogar wenn die Grenze der Abdichtungsschnittstelle als sanft gekrümmte Linie oder lineare Linie mit mehreren winklig gebogenen Punkten ausgebildet wird.
  • Somit kann durch Verwenden von irgendeiner der Strukturen zum Halten des Düsenschaufelhakens und der Membran gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen die Menge der Abdichtungsluft, die unbeabsichtigt aus dem Hohlraum austritt, der durch die Düsenschaufel und die Membran begrenzt wird, bei der Gasturbine, die ein großes Druckverhältnis der Verbrennungsgase aufweist, verringert werden. Ferner kann eine hochzuverlässige Gasturbine bereitgestellt werden, indem die Abdichtungsluft der stromaufwärtigen Seite sicher zugeführt wird, während die Möglichkeit vermieden wird, dass eine Zunahme des thermischen Wirkungsgrads der Gasturbine, die aus der Einstellung eines größeren Druckverhältnisses der Verbrennungsgase resultiert, mit einer Leckage der Abdichtungsluft durch die Membran verringert wird.

Claims (7)

  1. Gasturbine mit einem Kompressor zum Erzeugen von komprimierter Luft, einer Brennkammer zum Vermischen und Verbrennen der komprimierten Luft und Kraftstoff und einer Turbine, die durch Verbrennungsgase, die aus der Brennkammer austreten, gedreht wird, wobei die Turbine einen Gasweg, der in ihr zwischen einem Gehäuse und einem Turbinenrotor für den Durchgang der Verbrennungsgase (20) ausgebildet ist, eine Düsenschaufel (3) und eine Membran (5), die mit der Düsenschaufel (3) in Eingriff ist, die in einem Kanal der abwärts strömenden Verbrennungsgase auf der Auslassseite des Gaswegs angeordnet sind, einen stromaufwärtsseitigen Radabstand (14a) und einen stromabwärtsseitigen Radabstand (14), der zwischen der Membran (5) und entsprechenden Rotorblättern ausgebildet ist, beinhaltet wobei die Turbine weiterhin mehrere Eingriffsabschnitte zwischen der Membran (5) und der Düsenschaufel (3) beinhaltet, die nacheinander von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite hin in einer Strömungsrichtung der Verbrennungsgase (20) vorgesehen sind, ein Düsenschaufelhaken (30) und ein Membranhaken (31) angeordnet sind, um einen stromaufwärtigen der mehreren Eingriffsabschnitte bereitzustellen, von dem eine Kontaktschnittstelle in einer Umfangsrichtung eines Kreises um eine Turbinendrehwelle ausgebildet ist, und ein Düsenschaufelhaken (33) und ein Membranhaken (32) angeordnet sind, um einen stromabwärtigen der mehreren Eingriffsabschnitte bereitzustellen, von dem eine Kontaktschnittstelle in einer Richtung quer über die Turbinendrehwelle ausge bildet ist, wobei der stromabwärtsseitige Eingriffsabschnitt mit einer unteren Oberfläche des Düsenschaufelhakens (33) und einer oberen Oberfläche des Membranhakens (32) miteinander in Kontakt gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Membranen) Löcher (90, 91) aufweist/aufweisen, die in den stromaufwärtsseitigen und stromabwärtsseitigen Seitenwänden der Membran (5) zur Kommunikation mit dem stromaufwärtsseitigen Radabstand (14a) und dem stromabwärtsseitigen Radabstand (14b) ausgebildet sind, um dem stromaufwärtsseitigen Radabstand (14a) und dem stromabwärtsseitigen Radabstand (14b) ein Kühlmittel (94) in der Membran (5) zuzuführen.
  2. Gasturbine nach Anspruch 1, wobei von jedem Paar aus dem Düsenschaufelhaken (30, 33) und dem Membranhaken (31, 32) mindestens einer so ausgebildet ist, dass er einen vertieften Stufenabschnitt (35, 36) hat, der durch die Kontaktschnittstelle und eine flache Ebene begrenzt ist, die von der Kontaktschnittstelle in Axialrichtung der Turbinendrehwelle verschoben ist, wodurch ein Oberflächenkontakt zwischen dem Düsenschaufelhaken (30, 33) und dem Membranhaken (31, 32) vorgesehen ist.
  3. Gasturbine nach Anspruch 1 oder 2, wobei im stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt der Düsenschaufelhaken (33) und der Membranhaken (32) miteinander durch einen Passstift (50) in Eingriff sind und ein in dem Düsenschaufelhaken (33) ausgebildetes Loch einen Durchmesser aufweist, der größer als der Durchmesser des Passstifts (50) ist.
  4. Gasturbine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im stromabwärtsseitigen Eingriffsabschnitt ein Paar aus dem Düsenschaufelhaken (30, 33) und ein Kontaktabschnitt davon, der mit dem Membranhaken (31, 32) in Kontakt ist, und ein Paar aus dem Membranhaken (31, 32) und einem Kontaktabschnitt davon, der mit dem Düsenschaufelhaken (30, 33) in Kontakt ist, jeweils als einstückiges Teil ausgebildet sind.
  5. Gasturbine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem stromaufwärtsseitigen Eingriffsabschnitt eine Lücke in Axialrichtung zwischen dem Düsenschaufelhaken (30, 33) und dem Membranhaken (31, 32) gelassen ist.
  6. Gasturbine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Schräge (39, 40) mit einer Wandoberfläche, die in irgendeinem gewünschten Winkel aus einer Richtung senkrecht zur Turbinendrehwelle geneigt ist, in mindestens einem von dem Düsenschaufelhaken (30, 33) und dem Membranhaken (31, 32) ausgebildet ist.
  7. Gasturbine nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils ein Eingriffsabschnitt auf jeder der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite vorgesehen ist.
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