CN105041392A - 用于推力承座促动以主动控制涡轮机间隙的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于推力承座促动以主动控制涡轮机间隙的系统和方法。一种控制涡轮机中的间隙的促动系统，其包括轴承座，该轴承座包括至少一个可轴向位移的推力承座。该可轴向位移的推力承座构造成使旋转构件相对于静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙。该系统还包括多个促动器，该多个促动器联接至该至少一个可轴向位移的推力承座相连且构造成促动该至少一个可轴向位移的推力承座，以控制该间隙。该多个促动器构造成在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。在拓扑网络中，各直径地相对的促动器对联接至单个控制线。在备选的拓扑网络中，间隔的促动器联接至单个控制线。另外，还公开了促动推力承座以控制涡轮机中的间隙的方法。

Description

用于推力承座促动以主动控制涡轮机间隙的系统和方法

技术领域

在本文中公开的主题大体涉及涡轮机中的间隙控制。更具体而言，本主题涉及用于控制涡轮机中的间隙的推力承座促动的方法和系统。

背景技术

期望使涡轮机中的转子的叶片末梢与静止部分之间的间隙最小化来减少叶片末梢周围的工作流体泄漏。

由叶片末梢间隙引起的损耗导致较低的效率和较高的燃料消耗。在机器的操作寿命期间，由转子叶片与静止壳体之间的机械摩擦，叶片末梢间隙随时间变化而增大，从而影响机器的性能。

有时期望在机器的操作期间动态地改变间隙。若干现有的叶片末梢间隙调节机构包括复杂的联动装置并促成显著的重量并且/或者要求用于机器操作的相当大量的动力。

期望一种用于控制旋转机械中的叶片末梢间隙的推力承座促动的增强的系统和方法。

发明内容

根据一个示范实施例，公开了一种控制涡轮机中的间隙的促动系统。该系统包括轴承座，该轴承座包括：至少一个可轴向位移的推力承座，该推力承座构造成使旋转构件相对于静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙；和多个促动器，其联接至该至少一个可轴向位移的推力承座且构造成促动该至少一个可轴向位移的推力承座，以控制该间隙。该多个促动器构造成在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

根据另一个实施例，公开了一种涡轮机。该涡轮机包括静止构件、旋转构件、多个转子叶片、轴承座和多个促动器。该静止构件包括内壁。该旋转构件承载多个转子叶片，该多个转子叶片各自具有面朝内壁的叶片末梢，且具有在各所述叶片末梢与所述内壁之间形成的间隙。轴承座包括至少一个可轴向位移的推力承座，该推力承座构造成使该旋转构件相对于该静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙。该多个促动器相对于推力承座周向地布置，并通过多个控制线联接至其。该多个促动器构造成促动至少一个可轴向位移的推力承座，以控制该间隙，并在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

根据本技术的另一方面，公开了一种促动推力承座以控制涡轮机中的间隙的方法。该方法包括：确定促动系统的可靠性相对于通过该促动系统联接至轴承座的多个促动器的可靠性之间的关系。该轴承座包括至少一个可轴向位移的推力承座，该推力承座构造成使旋转构件相对于静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙。接着，基于该促动系统与该促动器之间的确定的可靠性关系确定用于多个促动器的促动的拓扑网络。该推力承座接着通过构造在促动器与该推力承座之间的机械支承件而被轴向地促动。该多个促动器构造成在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

技术方案1：一种控制涡轮机中的间隙的促动系统，其包括：

轴承座，其包括至少一个可轴向位移的推力承座，所述推力承座构造成使旋转构件相对于静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙；

多个促动器，其联接至所述至少一个可轴向位移的推力承座并构造成促动所述至少一个可轴向位移的推力承座，以控制所述间隙，

由此，所述多个促动器构造成在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

技术方案2：根据技术方案1所述的促动系统，其特征在于，包括利用一个或更多个促动器的至少三个促动点。

技术方案3：根据技术方案1所述的促动系统，其特征在于，所述多个促动器相对于所述至少一个可轴向位移的推力承座周向地布置，关于所述推力承座基本上对称地构造并通过多个控制线联接至其。

技术方案4：根据技术方案3所述的促动系统，其特征在于，所述多个促动器联接至所述多个控制线，从而限定拓扑网络，其中，在促动器失效的情况下，停用直径地相对的促动器。

技术方案5：根据技术方案4所述的促动系统，其特征在于，各直径地相对的促动器对连接至单个控制线。

技术方案6：根据技术方案5所述的促动系统，其特征在于，各对促动器连接至不同的控制线。

技术方案7：根据技术方案4所述的促动系统，其特征在于，间隔的促动器连接至单个控制线。

技术方案8：根据技术方案7所述的促动系统，其特征在于，第一组间隔的促动器联接至第一控制线，且第二组间隔的促动器联接至第二控制线。

技术方案9：根据技术方案3所述的促动系统，其特征在于，所述多个促动器为连接至多个液压控制线的液压促动器，从而限定拓扑网络。

技术方案10：一种涡轮机，包括：

静止构件，其包括内壁；

旋转构件，其承载多个转子叶片，所述多个转子叶片各自具有面朝所述内壁的叶片末梢并且具有在各所述叶片末梢与所述内壁之间形成的间隙；

轴承座，其包括至少一个可轴向位移的推力承座，所述推力承座构造成使旋转构件相对于所述静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙；和

多个促动器，其相对于所述推力承座周向地布置并通过多个控制线联接至其，所述多个促动器构造成促动所述至少一个可轴向位移的推力承座以控制所述间隙，并在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

技术方案11：根据技术方案10所述的涡轮机，其特征在于，所述多个促动器相对于所述至少一个可轴向位移的推力承座周向地布置并通过多个促动线联接到其，以限定拓扑网络。

技术方案12：根据技术方案11所述的涡轮机，其特征在于，各直径地相对的促动器对联接至单个控制线。

技术方案13：根据技术方案12所述的涡轮机，其特征在于，各对促动器连接至不同的控制线。

技术方案14：根据技术方案11所述的涡轮机，其特征在于，间隔的促动器联接至单个控制线。

技术方案15：根据技术方案14所述的涡轮机，其特征在于，第一组间隔的促动器联接至第一控制线且第二组间隔的促动器联接至第二控制线。

技术方案16：根据技术方案10所述的涡轮机，其特征在于，所述间隙是所述旋转构件与静止构件之间的径向间隙或轴向间隙中的一者。

技术方案17：一种促动推力承座以控制涡轮机中的间隙的方法，其包括：

确定促动系统的可靠性相对于通过所述促动系统联接至轴承座的多个促动器的可靠性之间的关系，其中，所述轴承座包括至少一个可轴向位移的推力承座，所述推力承座构造成使旋转构件相对于静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙；

基于所述促动系统与所述促动器之间的确定的可靠性关系来确定用于所述多个促动器的促动的拓扑网络；

通过构造在所述促动器与所述推力承座之间的机械支承件来沿轴向促动所述推力承座。

由此，所述多个促动器构造成在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

技术方案18：根据技术方案17所述的促动推力承座的方法，其特征在于，所述多个促动器联接至多个促动线，从而限定拓扑网络，其中，在促动器失效的情况下，停用直径地相对的促动器。

技术方案19：根据技术方案18所述的促动推力承座的方法，其特征在于，各直径地相对的促动器对联接至单个控制线。

技术方案20：根据技术方案18所述的促动推力承座的方法，其特征在于，间隔的促动器联接至单个控制线。

附图说明

当参照附图阅读以下的详细说明时，将更好地理解本发明的实施例的这些及其他特征和方面，在附图中，相同的标记贯穿附图表示相同的部件，其中：

图1是根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的发动机的示意图；

图2是图1的发动机的一部分的示意图，示出了根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的，用于控制间隙的推力承座促动的系统和方法；

图3是图1的发动机的一部分的示意图，示出了根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的用于控制间隙的推力承座促动的系统和方法；

图4是推力承座和促动器构造的示意图，示出了根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的，避免较大偏差并减少推力承座促动系统的负载分配不均等的可调促动器构造和结构刚度；

图5是图表，其示出了根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的，相对于控制间隙的推力承座促动的推荐安全系数的结构刚度；

图6是根据示范实施例的，用于控制间隙的推力承座促动的系统和方法的拓扑网络的示意图；

图7是根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的，用于控制间隙的推力承座促动的系统和方法的另一拓扑网络的示意图；且

图8示出了根据在本文中示出或说明的一个或更多个实施例的，用于控制间隙的推力承座促动的方法的流程图。

部件列表

10航空器发动机组件

12中心轴线

14风扇组件

16增压压缩机

18核心燃气涡轮发动机

20低压涡轮

22转子风扇叶片

24风扇转子盘

26出口导叶

28高压压缩机

30燃烧器

32高压涡轮

34多个转子叶片

36压缩机转子盘

38第一驱动轴

40第二驱动轴

42旋转构件

44静止构件

46进气侧

48核心发动机排气侧

50风扇排气侧

52部分

54部分

60旋转机械

61多个转子叶片

62推力承座促动系统

63叶片末梢

64间隙

66旋转构件

67方向箭头

68静止构件

70旋转轴

71轴承座

72推力承座

74促动器

76控制线

80图表

82x轴

84y轴

86绘制点/线

87绘制点/线

88绘制点/线

89绘制点/线

90绘制点/线

92最有效点

94线

96线

100第一拓扑网络

102第一对直径地相对的促动器

104第一液压线

106第二对直径地相对的促动器

108第二液压线

110第三对直径地相对的促动器

112第三液压线

114第四对直径地相对的促动器

116第四液压线

118第五对直径地相对的促动器

120第五液压线

150第二拓扑网络

152第一组间隔的促动器

154第一液压线

156第二组间隔的促动器

158第二液压线。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种用于控制涡轮机中的间隙的推力承座促动的系统和方法。如在本文中使用的，用于推力承座促动的系统和方法适于各种类型的涡轮机械应用，例如但不限于涡轮喷气机、涡轮风扇、涡轮推进发动机、航空器发动机、燃气涡轮、蒸汽涡轮和压缩机。另外，如在本文中使用的，单数形式比如“一”，“一个”和“该”包括复数个对象，除非上下文另外清楚地指出。

现在参照附图，其中贯穿若干附图，同样的数字表示同样的元件，图1是根据本公开的示范航空器发动机组件10的示意图。参考标记12可表示中心轴线。在该示范实施例中，该发动机组件10包括风扇组件14、增压压缩机16、核心燃气涡轮发动机18、和可联接到风扇组件14和增压压缩机16的低压涡轮20。该风扇组件14包括从风扇转子盘24大致径向向外延伸的多个转子风扇叶片22，以及可位于该转子风扇叶片22下游的多个出口导叶26。该核心燃气涡轮发动机18包括高压压缩机28、燃烧器30和高压涡轮32。该增压压缩机16包括多个旋转构件，且更具体而言包括转子叶片34，转子叶片34从联接到第一驱动轴38的压缩机转子盘36基本上径向地向外延伸。该高压空气压缩机28和该高压涡轮32通过第二驱动轴40联接在一起。该高压涡轮32包括多个旋转构件(更具体而言为转子叶片42)和多个静止构件(更具体而言为定子44)。该发动机组件10还包括进气侧46、核心发动机排气侧48和风扇排气侧50。

在操作期间，风扇组件14压缩通过进气侧46进入发动机10的空气。离开风扇组件14的空气流分裂，使得空气流的一部分52作为压缩空气流被引导至增压压缩机16中，且空气流的其余部分54作为旁通空气绕过增压压缩机16和核心燃气涡轮发动机18并通过风扇排气侧50离开发动机10。多个转子叶片34压缩并朝核心燃气涡轮发动机18输送压缩空气流52。并且，该空气流52由高压压缩机28进一步压缩并输送至燃烧器30。而且，来自燃烧器30的压缩空气流驱动旋转的高压涡轮32和低压涡轮20，并通过核心发动机出口侧48离开发动机10。

密封件实质上用在必须控制旋转与静止构件之间，诸如转子与定子(诸如图1的转子42和定子44)之间的泄漏的所有涡轮位置。因此，该发动机组件10包括推力承座促动系统，以主动地控制旋转与静止构件之间的间隙，以便防止上述密封件中的泄漏。在具有序列号no.13/596,386和代理编号258570-1的美国专利申请中描述了一种用于密封设计和涡轮机中的间隙控制的系统和方法，该美国专利申请题为“SealDesignandActiveClearanceControlStrategyforTurbomachines”，由Trivedi等人于2012年8月28日提交，转让给相同受让人并通过引用而并入本文中。

图2是旋转机械的一部分的示意图，旋转机械例如为诸如可用在图1的发动机10中的涡轮60。根据示范实施例，如所例示的，该旋转机械包括推力承座促动系统62，以控制旋转构件与静止构件之间的间隙，以便防止例如上述密封件的密封件中的泄漏。在一个实施例中，推力承座促动系统62包括多个促动器(当前描述的)，从而对推力承座(当前描述的)提供促动。如图2中最佳地示出的，推力承座促动系统62用来提供推力承座促动，以主动地控制旋转机械60的旋转构件(例如图1的转子42)与静止构件68之间的间隙。旋转构件66承载有多个转子叶片61，转子叶片61各自具有面朝内壁65的叶片末梢63且具有在各叶片末梢63与所述内壁65之间形成的间隙64。在一个实施例中，间隙64是旋转机械60中的旋转构件66与静止构件68之间的轴向间隙。在另一个实施例中，间隙64是旋转机械60中的旋转构件66与静止构件68之间的径向间隙。在具有序列号no.14/132,313和代理编号272352-1的美国专利申请中描述了一种用于评估和控制涡轮机中的间隙64的系统和方法，该美国专利申请题为“SystemAndMethodforEstimationandControlofClearanceinaTurbomachine”，由Turnquist等人于2013年12月18日提交，转让给相同的受让人，并通过引用而并入本文中。

如前所述，例如迷宫式密封件(未示出)的密封件设置在旋转构件66与静止构件68之间。该密封可通过相对于从密封的相反侧上的高压区到低压区的流体流设置相对大量的屏障(例如齿)来起作用，其中各屏障迫使流体跟随曲折的路径，从而形成压降。在操作期间，该旋转构件66能够通过旋转轴70而如由方向箭头指示地自由地轴向移动。现在参照图3，在操作期间，在旋转轴70和旋转构件66加热时，该旋转轴70沿如由轴向方向箭头67指示的轴向方向“生长”，以至于远离主动推力承座72位移。旋转轴70且因而旋转构件66(图2)的轴向运动通过多个促动器74来控制，且与旋转轴70和旋转构件66相对于主动推力承座72的轴向生长相关。更具体而言，通过包括至少三个促动点的多个促动器，利用一个或更多个促动器74来控制旋转轴70且因此控制旋转构件66(图2)的轴向运动。该新颖的推力承座促动系统62和方法(以下更详细地描述)提供该轴向位移的促动，从而旋转构件66与静止构件68之间的径向间隙根据需要打开和关闭。根据一个实施例，且如前所述，在本文中公开的新颖的推力承座促动系统和方法对旋转构件提供轴向自由度，由此提供旋转构件与静止构件之间的径向和轴向间隙的调节。

图2的旋转机械60呈现了操作周期期间的多种操作状态。在一个实施例中，操作调节为长转子状态。该长转子状态是旋转机械60的过渡操作状态，其中，在一个特定实施例中，该旋转机械60经历从停机状态到稳态状态的过渡。在长转子状态期间，旋转机械60的旋转构件66相对于推力承座72(图3)沿轴向方向并沿径向方向热膨胀，从而导致壳生长(也称为‘外壳膨胀’)。在该阶段期间，旋转构件66相对于静止构件68处于其最长状态下。当达到稳态发动机操作时，如由箭头67指示地轴向地调节已相对于静止构件68轴向地生长或变长的旋转构件66，以“关闭”在旋转构件66与静止构件68之间形成的间隙64。旋转构件66的该轴向调节关闭了旋转构件66与静止构件68之间的径向间隙。

在另一个实施例中，操作状态是短转子状态。该短转子状态是旋转机械60的过渡操作状态，其中，在一个特定实施例中，旋转机械60经历从稳态状态到停机状态的过渡。在短转子状态期间，旋转机械60的旋转构件66相对于推力承座72(图3)沿轴向方向并沿径向方向热收缩，从而导致壳收缩(也称为‘外壳收缩’)。外壳热收缩的持续时间与涡轮机60的旋转构件66的热收缩的持续时间相比相对更快。关于长和短转子操作状态，预期定子或转子的热响应可取决于机械的结构而更快或更慢。

在旋转机械60的操作期间，间隙控制机构构造成贯穿操作周期对多个操作状态维持间隙64。如在本文中公开的，该间隙控制机构可由包括多个促动器74(图3)的推力承座促动系统62来控制。在一个示范实施例中，可生成用于旋转机械60的多个操作状态的多个间隙轮廓。间隙控制机构然后可构造为用于旋转机械60并基于所生成的用于多个操作状态的多个间隙轮廓来受控制。

如前所述，多个促动器74提供旋转构件66的轴向运动的控制。促动器74通过推力承座支承件73和控制线76联接至包括至少一个可轴向位移的推力承座72的轴承座71，以便使系统偏差最小化，同时确保促动器74之间的均匀负载分配。在一个实施例中，促动器74构造为液压促动器。在备选实施例中，促动器74构造为电磁促动器，或能够提供旋转构件66的轴向运动的控制的任一其他类型的促动器。附连系统的结构刚度被调节成使系统偏差和促动器74之间的负载分配不均等最小化。作为设计实践的一部分来确定刚度裕度和偏差要求，且利用针对此目的而开发的分析工具来选择适合的结构刚度。促动器74经由推力承座支承件73与推力承座72的联接使得其刚度在促动器74之间的负载分配均等之前较小且之后较高。更具体地参照图4，示意性地示出了标为A1，A2，A3和A4的四个促动器74，它们分别具有长度L_P1，L_P2，L_P3和L_P4。如图所示，在设计阶段，推力承座支承件73的结构刚度能够调节，以如方向箭头所示避免大的系统偏差，以及降低负载分配不均等。由于促动器长度的较小差异，施加在承座支承件73上的负载将不均等地分配在四个促动器A1，A2，A3和A4之间。通过安全系数(最大负载/平均负载)定义的负载分配的可变度是促动器74的刚度的函数。如果促动器74是顺应性的，它们就会在相对小的负载下偏离，直到L_P1＝L_P2＝L_P3＝L_P4，且进而，负载将在所有促动器74之间均等地分配。如果促动器74是刚性的，则在L_P1＝L_P2＝L_P3＝L_P4之前要求负载的较大比例。

在图5中示出的是标记为80的图表，其示出推力承座促动系统，具体而言根据在本文中描述的实施例的推力承座支承件73(图4)的结构刚度(绘制在轴82上)与要求的安全系数(绘制在轴84上)。图5示出了负载分配不均等与结构刚度(绘制在轴82上)以及促动器74之间的空间失配如何相关。负载分配的任何不均等必须通过在促动器74的承载能力上具有安全系数(绘制在轴84上)来补偿。例如，在一个实施例中，如果最大负载/平均负载＝1.2且由促动器74承载的额定负载为1000N，那么促动器74将需要以20％(1200N)的系数超裕度设计以容许不均等。因此，最大负载/平均负载同样为用于促动器74的要求的安全系数。以此方式，图5规定用于系统的刚度、容限和尺寸(安全系数)要求。

如图5中所示，曲线86，87，88，89和90表示对于制造不完善度(容限)的增大的水平而言所要求的安全系数与结构刚度。更具体而言，第一实例研究(由绘制点/线86表示)中的推力承座支承件的设计刚度示为结构刚度随着所要求的安全系数增大而增大。作为比较，所示的额外实例研究示出了第二实例研究(由绘制点/线87表示)、第三实例研究(由绘制点/线88表示)、第四实例研究(由绘制点/线89表示)和第五实例研究(由绘制点/线90表示)中的推力承座支承件的设计刚度，其中，实例研究1-5指示制造不完善度的增大的水平。各绘制线86-90示出了要求的安全系数随着结构刚度且随着制造不完善度而增大。偏差要求规定结构刚度必须高于下阈值92。可达到的最坏和最好实例的制造公差由线86和88表示。最大可达到的安全系数设置右边的竖直线94，其提供结构刚度的上边界。因此，该交叉影线区域96识别为设计空间，促动支承系统理想地在该设计空间中设计。

更具体地参照图6和7，示出了与在本文中公开的推力承座促动系统62(图2)的多个促动器74有关的网络拓扑结构和相关的操作和复原(reversion)逻辑。如图所示，在该特定实施例中，十至十二个74相对于推力承座72沿周向布置，并通过多个控制线76联接至其。预期在备选实施例中，任意数量的促动器74可并入推力承座促动系统中。在一个示范实施例中，要求可规定满足该十到十二个促动器74中的至少六个必须在任意给定时间下操作。该数目将是机械尺寸的函数。操作逻辑要求，如果促动器74失效，则也停用直径地相对的促动器74以维持零力矩。基于促动器74和控制线76的相对和绝对可靠性，两个拓扑结构(当前描述的)是最佳的。在两个拓扑结构中，如果促动器74失效，则停用直径地相对的促动器74以维持零力矩。因此，为了可靠性而优化网络拓扑结构。

图6中示意性地示出了第一拓扑网络100，其用于当系统可靠性大于促动器可靠性或者两者都可靠(例如，两者的可靠性值为0.99)的情况下使用。该拓扑网络100示为包括多个促动器74的结构，且更具体而言构造成包括十个单独的促动器74。促动器74关于推力承座72基本上对称地构造。在所示的构造中，各直径地相对的促动器联接至单个控制线76。更具体而言，如图所示，第一对直径地相对的促动器102联接到第一控制线104。第二对直径地相对的促动器106联接到第二控制线108。第三对直径地相对的促动器110联接到第三控制线112。第四对直径地相对的促动器114联接到第四控制线116。第五对直径地相对的促动器118联接到第五控制线120。该拓扑网络150中的促动系统可靠性的公式的示例通过以下来表示：

$1-\underset{j=0}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j^5{\left({\mathrm{pq}}^2\right)}^j{(1-{\mathrm{pq}}^2)}^{5-j}$

其中，p表示系统的失效率，q表示促动器的失效率，j是从0到2的索引且C表示组合“选择”函数。应注意的是，还可能采用更简单或更复杂的用于可靠性的表达式。前提是利用组合和概率来使用构件级失效率p和q获得系统级失效率。

在图7中示意性地示出了第二拓扑网络150，其当促动器74的可靠性大于系统可靠性或者两者都不可靠时使用。该拓扑网络150示为包括多个促动器74，且更具体而言构造成包括十二个单独的促动器74。促动器74关于推力承座72基本上对称地构造。在所示的构造中，间隔的促动器74联接到单个控制线76。更具体而言，如图所示，第一组间隔的促动器152联接到第一控制线154。第二组间隔的促动器156联接到第二控制线158。拓扑网络150中的促动系统可靠性通过下列公式表示：

$\begin{array}{c}\{1-{(1-p\underset{j=2}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j^3{q}^{2j}{(1-q^2)}^{3-j})}^2\}+\\ {\left\{(1-p\underset{j=1}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j^3{q}^{2j}{(1-q^2)}^{3-j})(1-p\underset{j=3}{\overset{3}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j^3{q}^{2j}{(1-q^2)}^{3-j})\right\}}^2\end{array}$

其中，p表示系统的失效率，q表示促动器的失效率，j表示从0到2_的索引且C是组合“选择”函数。应当注意的是，还可能采用更简单或更复杂的表达式。前提是利用组合和概率使用构件级失效率p和q获得系统级失效率。

如前所示，在如在本文中公开的推力承座促动系统的失效事件期间，例如如果促动器74失效，则拓扑网络100或者150提供直径地相对的促动器74的停用，以便维持零力矩，从而避免大的系统偏差和负载分配不均等。

图8示出了流程图170，其表示根据示范实施例的用于控制静止构件与旋转构件之间的间隙的推力承座促动的方法。该方法包括在步骤172中确定系统的相对于促动器可靠性的可靠性。接着，在步骤174中，基于系统与促动器之间的确定的可靠性关系，确定用于多个促动器的促动的拓扑网络。在步骤176中，接着响应于促动器和拓扑网络，通过促动器与推力承座之间的机械支承件来轴向地促动推力承座，直到静止构件与旋转构件之间的期望间隙。

因此，在本文中公开了一种用于涡轮机推力承座的推力承座促动系统，其中目标为促动间隙控制，同时避免大的系统偏差和负载分配不均等。在本文中公开的推力承座促动系统提供了轴向地促动涡轮机推力承座的备选手段，其具有最优可靠性的额外益处。在本文中公开的推力承座促动系统允许间隙控制，从而导致密封件摩擦和泄漏的可能性的降低，并且在不增大涡轮机占地面积或增大涡轮机过度操作风险的情况下导致涡轮机性能的提高和更大的操作灵活性。在本文中公开的示范实施例允许推力承座促动，以实时地控制涡轮机中的间隙。

应当理解，不一定根据任意特定实施例都可获得上述所有此种目的和优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，在本文中描述的系统和方法可以以如下方式来具体化或实施，该方式实现或改善如在本文中教导的一个优点或一组优点，而不一定实现如在本文中教导或建议的其他目的或优点。

尽管结合仅有限数量的实施例详细地描述了本技术，但应该容易理解的是，说明不限于此种公开的实施例。相反，可修改技术以包括任何数量的尚未描述的变型、改变、替换或等同布置，但它们与权利要求的精神和范围相称。另外，尽管已经描述了该技术的各种实施例，但应当理解的是，说明书的方面可包括描述的实施例中的仅一些。因此，说明书不视为由前述说明限制，而是仅由所附权利要求的范围限制。作为新的而要求保护且期望由美国专利证书保护的是。

Claims (10)

1.一种控制涡轮机中的间隙的促动系统，其包括：

轴承座，其包括至少一个可轴向位移的推力承座，所述推力承座构造成使旋转构件相对于静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙；

多个促动器，其联接至所述至少一个可轴向位移的推力承座并构造成促动所述至少一个可轴向位移的推力承座，以控制所述间隙，

由此，所述多个促动器构造成在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。

2.根据权利要求1所述的促动系统，其特征在于，包括利用一个或更多个促动器的至少三个促动点。

3.根据权利要求1所述的促动系统，其特征在于，所述多个促动器相对于所述至少一个可轴向位移的推力承座周向地布置，关于所述推力承座基本上对称地构造并通过多个控制线联接至其。

4.根据权利要求3所述的促动系统，其特征在于，所述多个促动器联接至所述多个控制线，从而限定拓扑网络，其中，在促动器失效的情况下，停用直径地相对的促动器。

5.根据权利要求4所述的促动系统，其特征在于，各直径地相对的促动器对连接至单个控制线。

6.根据权利要求5所述的促动系统，其特征在于，各对促动器连接至不同的控制线。

7.根据权利要求4所述的促动系统，其特征在于，间隔的促动器连接至单个控制线。

8.根据权利要求7所述的促动系统，其特征在于，第一组间隔的促动器联接至第一控制线，且第二组间隔的促动器联接至第二控制线。

9.根据权利要求3所述的促动系统，其特征在于，所述多个促动器为连接至多个液压控制线的液压促动器，从而限定拓扑网络。

10.一种涡轮机，包括：

静止构件，其包括内壁；

旋转构件，其承载多个转子叶片，所述多个转子叶片各自具有面朝所述内壁的叶片末梢并且具有在各所述叶片末梢与所述内壁之间形成的间隙；

轴承座，其包括至少一个可轴向位移的推力承座，所述推力承座构造成使旋转构件相对于所述静止构件沿轴向位移，以控制其间的间隙；和

多个促动器，其相对于所述推力承座周向地布置并通过多个控制线联接至其，所述多个促动器构造成促动所述至少一个可轴向位移的推力承座以控制所述间隙，并在促动器无法维持零力矩的情况下停用直径地相对的促动器。