RU2648196C2

RU2648196C2 - Turbine system and method for adjusting gaps in the turbine

Info

Publication number: RU2648196C2
Application number: RU2013122075A
Authority: RU
Inventors: Рахуль Дж. ЧИЛЛАР; Адил АНСАРИ; Эзио ПЕНА; Николя АНТУАН; Жан-Луи ВИГНОЛО
Original assignee: Дженерал Электрик Компани
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2018-03-22
Also published as: EP2664746A3; RU2013122075A; CN103422914B; EP2664746A2; JP2013238230A; JP6126453B2; CN103422914A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: turbine system (102) and method for adjusting gaps (108) in turbine (102). System may comprise at least one turbine blade (104), housing (106) surrounding said at least one blade (104), thermoelement (110) located at least partially near turbine housing (106), cooling system (307) in connection with thermoelement (110), and controller (112) in connection with cooling system (307) and thermoelement (110). Controller (112) may be configured to control the expansion or contraction of turbine housing (106) by heating or cooling at least a portion of turbine housing (106) with thermoelement (110) and also by adjusting cooling system (307) to adjust gap (108) between said at least one turbine blade (104) and turbine housing (106).

EFFECT: in proposed turbine system, more precise control of the working gap between the blades and the turbine housing is ensured, which increases the efficiency of the turbine system in transient conditions and also provides an additional increase in reliability and safety of operation of the turbine system in full load operation mode.

12 cl, 5 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

[0001] Представленная заявка является частичным продолжением заявки на патент США №13/302372, которая подана 22 ноября 2011 г. и полностью включена в настоящий документ посредством ссылки и по дате подачи которой испрашивается приоритет настоящей заявки.[0001] The submitted application is a partial continuation of application for US patent No. 13/302372, which was filed November 22, 2011 and is fully incorporated into this document by reference and the filing date of which claims the priority of this application.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

[0002] Варианты выполнения заявки в целом относятся к турбинам и более конкретно к системам и способам регулирования зазоров в турбинах.[0002] Embodiments of the application generally relate to turbines, and more particularly to systems and methods for adjusting clearances in turbines.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

[0003] Лопатки и корпуса турбины могут расширяться и сжиматься во время запуска и работы турбины вследствие изменения теплового состояния турбины. Соответственно, зазоры между лопатками турбины и ее корпусом могут изменяться вследствие расширения или сжатия турбинных лопаток и корпуса турбины. В целом, чем меньше зазор между турбинными лопатками и корпусом, тем больше кпд турбины во время работы. Кроме того, чем больше зазор между турбинными лопатками и корпусом, тем быстрее осуществляется запуск турбины.[0003] The blades and turbine bodies can expand and contract during the start-up and operation of the turbine due to a change in the thermal state of the turbine. Accordingly, the gaps between the turbine blades and its casing may vary due to expansion or contraction of the turbine blades and the turbine casing. In general, the smaller the gap between the turbine blades and the casing, the greater the efficiency of the turbine during operation. In addition, the larger the gap between the turbine blades and the casing, the faster the turbine starts up.

В документе WO 2011/030051 А1 (Vincent Philippot), 17.03.2011 описана турбомашина, содержащая наружный корпус, расположенный вокруг рабочих лопаток, и средства регулирования рабочих зазоров между корпусом и рабочими лопатками. Средства регулирования рабочих зазоров содержат средство охлаждения указанного наружного корпуса посредством воздуха, отводимого из компрессора турбомашины, и средство электрического нагрева верхней и нижней частей корпуса. Средство охлаждения представляет собой систему с клапаном и каналами для отвода охлаждающего воздуха от компрессора и направления его на поверхность корпуса. Средство нагрева представляет собой первый и второй резистивные нагревательные элементы, установленные соответственно на верхней и нижней частях корпуса, благодаря чему обеспечивается возможность независимого нагрева верхней и нижней частей корпуса. Регулирование рабочих зазоров при работе турбомашины производят, в зависимости от условий работы, либо при помощи только средства нагрева, либо при помощи только средства охлаждения. В частности, при запуске турбомашины (при холодном или горячем пуске) и при изменении режимов ее работы корпус нагревают с различной скоростью (быстрее или медленнее, для согласования со скоростью расширения/сжатия рабочих лопаток) путем регулирования мощности, подаваемой к средству нагрева. Средство охлаждения используют только во время фазы полета на крейсерской скорости (то есть при работе турбомашины в установившемся режиме) для отвода теплоты трения, возникающей при вращении ротора, и, соответственно, для предотвращения нежелательного уменьшения рабочего зазора вследствие расширения корпуса в результате подвода к нему указанной теплоты трения.WO 2011/030051 A1 (Vincent Philippot), March 17, 2011, describes a turbomachine comprising an outer casing located around rotor blades and means for adjusting working gaps between the casing and rotor blades. Means for regulating the working clearances comprise means for cooling said outer case by means of air discharged from a turbomachine compressor, and means for electrically heating the upper and lower parts of the body. The cooling medium is a system with a valve and channels for removing cooling air from the compressor and directing it to the surface of the housing. The heating means is the first and second resistive heating elements mounted respectively on the upper and lower parts of the housing, which makes it possible to independently heat the upper and lower parts of the housing. The regulation of the working clearances during the operation of the turbomachine is carried out, depending on the operating conditions, either using only a heating means, or using only a cooling means. In particular, when starting a turbomachine (during cold or hot start) and when changing its operating modes, the casing is heated at different speeds (faster or slower, to match the expansion / compression speed of the blades) by adjusting the power supplied to the heating medium. The cooling medium is used only during the flight phase at cruising speed (that is, when the turbomachine is operating in steady state) to remove the frictional heat arising from the rotation of the rotor, and, accordingly, to prevent an undesirable decrease in the working gap due to the expansion of the hull as a result of approaching it heat of friction.

Таким образом, в вышеописанной турбомашине нельзя одновременно управлять средством нагрева и средством охлаждения, а также оперативно регулировать перенос тепла от указанных средств, для поддержания необходимой величины указанных рабочих зазоров. Из-за этого работа вышеописанной турбомашины в переходных режимах и в режиме с полной нагрузкой оказывается недостаточно эффективной.Thus, in the above-described turbomachine, it is impossible to simultaneously control the heating means and the cooling means, as well as to promptly regulate the heat transfer from these means, in order to maintain the required value of the indicated working gaps. Because of this, the operation of the turbomachine described above in transient and full-load modes is not effective enough.

Задачей настоящего изобретения является создание турбинной системы, в которой обеспечивается возможность одновременно управлять средством нагрева/охлаждения корпуса турбины и регулировать перенос тепла от указанного средства нагрева/охлаждения для повышения эффективности работы турбинной системы.An object of the present invention is to provide a turbine system in which it is possible to simultaneously control the heating / cooling means of the turbine housing and to regulate the heat transfer from said heating / cooling means to increase the efficiency of the turbine system.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0004] Некоторые или все из вышеупомянутых задач и/или проблем могут быть решены в некоторых вариантах выполнения настоящего изобретения.[0004] Some or all of the above problems and / or problems can be solved in some embodiments of the present invention.

[0005] В соответствии с одним вариантом выполнения предложена турбинная система, содержащая по меньшей мере одну турбинную лопатку, корпус, окружающий указанную по меньшей мере одну лопатку, термоэлемент, расположенный по меньшей мере частично около корпуса турбины, охлаждающую систему, находящуюся в сообщении с термоэлементом, и контроллер, находящийся в сообщении с охлаждающей системой и термоэлементом и выполненный с возможностью управления расширением и сжатием корпуса турбины путем соответствующего нагревания и охлаждения по меньшей мере части корпуса турбины термоэлементом, а также путем регулирования охлаждающей системы для соответствующего увеличения и уменьшения переноса тепла от термоэлемента с обеспечением регулирования зазора между указанной по меньшей мере одной лопаткой турбины и корпусом турбины.[0005] In accordance with one embodiment, there is provided a turbine system comprising at least one turbine blade, a housing surrounding said at least one blade, a thermocouple located at least partially near the turbine housing, a cooling system in communication with the thermocouple , and a controller in communication with the cooling system and the thermocouple and configured to control the expansion and contraction of the turbine housing by correspondingly heating and cooling at least to it as a part of the turbine casing with a thermocouple, as well as by regulating the cooling system to increase and decrease the heat transfer from the thermocouple accordingly, while regulating the gap between the specified at least one turbine blade and the turbine casing.

Термоэлемент может содержать элемент Пельтье, расположенный между холодным теплоприемником и теплоотводом, при этом к элементу Пельтье подводится напряжение для регулирования переноса тепла между холодным теплоприемником и теплоотводом, причем холодный теплоприемник и теплоотвод зависят от полярности напряжения, подводимого к элементу Пельтье.The thermocouple may contain a Peltier element located between the cold heat sink and the heat sink, while a voltage is applied to the Peltier element to regulate heat transfer between the cold heat sink and the heat sink, and the cold heat sink and heat sink depend on the polarity of the voltage supplied to the Peltier element.

Охлаждающая система может содержать по меньшей мере одно из следующих устройств: вентиляционную систему, охлаждающий контур охладителя и открытую систему или закрытую систему.The cooling system may comprise at least one of the following devices: a ventilation system, a cooling circuit for the cooler, and an open system or closed system.

Холодный теплоприемник и теплоотвод указанного элемента Пельтье могут содержать керамические подложки. Теплоотвод может содержать металлопену, которая может представлять собой пеномедь, пеноалюминий, или пенографит, или любую комбинацию указанных веществ.The cold heat sink and heat sink of said Peltier element may contain ceramic substrates. The heat sink may contain foam, which may be a foam, foam aluminum, or foam, or any combination of these substances.

В упомянутой турбинной системе зазор между указанной по меньшей мере одной лопаткой турбины и корпусом турбины выполнен с возможностью уменьшения для повышения кпд при работе. Кроме того, указанный зазор между указанной по меньшей мере одной лопаткой турбины и корпусом турбины выполнен с возможностью увеличения для повышения кпд и скорости запуска.In said turbine system, the gap between the at least one turbine blade and the turbine housing is made to be reduced to increase efficiency during operation. In addition, the specified gap between the specified at least one blade of the turbine and the turbine housing is made with the possibility of increasing to increase the efficiency and start speed.

Термоэлемент может быть расположен в окружном направлении около по меньшей мере части корпуса турбины на одной линии с указанной по меньшей мере одной лопаткой турбины.The thermocouple may be located in a circumferential direction near at least a portion of the turbine body in line with said at least one turbine blade.

[0006] В соответствии с другим вариантом выполнения предложен способ регулирования зазоров в турбине, содержащей корпус, окружающий по меньшей мере одну лопатку турбины, при этом способ включает расположение по меньшей мере одного термоэлемента по меньшей мере частично около корпуса турбины, обеспечение наличия охлаждающей системы, находящейся в сообщении с указанным по меньшей мере одним термоэлементом, регулирование напряжения, приложенного к указанному по меньшей мере одному термоэлементу, и регулирование потока текучей среды охлаждающей системы для соответствующего увеличения и уменьшения переноса тепла от термоэлемента.[0006] In accordance with another embodiment, a method for adjusting gaps in a turbine comprising a housing surrounding at least one turbine blade is provided, the method comprising locating at least one thermocouple at least partially near the turbine housing, providing a cooling system, in communication with said at least one thermocouple, regulating voltage applied to said at least one thermocouple, and regulating cooling fluid flow heating system for a corresponding increase and decrease in heat transfer from the thermocouple.

В упомянутом способе регулируют зазор между указанной по меньшей мере одной лопаткой турбины и корпусом турбины.In said method, the clearance between said at least one turbine blade and the turbine housing is adjusted.

Напряжение, приложенное к указанному по меньшей мере одному термоэлементу, и поток текучей среды охлаждающей системы регулируют в зависимости от температуры корпуса турбины.The voltage applied to the at least one thermocouple and the fluid flow of the cooling system are controlled depending on the temperature of the turbine housing.

Благодаря наличию охлаждающей системы, в дополнению к термоэлементу, расположенному по меньшей мере частично около корпуса турбины, обеспечивается возможность согласованного управления двумя тепловыми процессами, а именно нагревом и охлаждением посредством термоэлемента по меньшей мере части корпуса турбины и увеличением и уменьшением переноса тепла от указанного термоэлемента посредством охлаждающей системы, тем самым обеспечивая более точное управление рабочим зазором между лопатками и корпусом турбины, в результате чего повышается эффективность работы турбинной системы в переходных режимах, а также обеспечивается дополнительное повышение надежности и безопасности эксплуатации турбинной системы в режиме работы с полной нагрузкой.Due to the presence of a cooling system, in addition to the thermocouple located at least partially near the turbine casing, it is possible to coordinate control of two thermal processes, namely heating and cooling by means of the thermocouple of at least part of the turbine casing and increasing and decreasing heat transfer from the specified thermocouple by cooling system, thereby providing more precise control of the working gap between the blades and the turbine housing, resulting in an increase The efficiency of the turbine system in transient conditions is provided, and an additional increase in the reliability and safety of the operation of the turbine system in the full-load mode is provided.

[0007] Другие варианты выполнения, аспекты и признаки настоящего изобретения будут понятны специалисту из последующего подробного описания, сопровождающих чертежей и пунктов формулы изобретения.[0007] Other embodiments, aspects and features of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the following detailed description, the accompanying drawings and claims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0008] Ниже делаются ссылки на сопровождающие чертежи, которые не обязательно выполнены в масштабе и на которых:[0008] The following are references to the accompanying drawings, which are not necessarily drawn to scale and in which:

[0009] фиг. 1 изображает схематический вид иллюстративной турбинной системы, включающий блок-схему компьютерной среды для регулирования зазоров в турбине, в соответствии с вариантом выполнения.[0009] FIG. 1 is a schematic view of an illustrative turbine system including a block diagram of a computer environment for regulating gaps in a turbine, in accordance with an embodiment.

[0010] Фиг. 2 изображает схематический вид элементов иллюстративного термоэлемента в соответствии с вариантом выполнения.[0010] FIG. 2 is a schematic view of elements of an illustrative thermocouple in accordance with an embodiment.

[0011] Фиг. 3 изображает схематический вид иллюстративной турбинной системы в соответствии с вариантом выполнения.[0011] FIG. 3 is a schematic view of an illustrative turbine system in accordance with an embodiment.

[0012] Фиг. 4 изображает блок-схему, показывающую этапы иллюстративного способа регулирования зазоров в турбине в соответствии с вариантом выполнения.[0012] FIG. 4 is a flowchart showing steps of an illustrative method for adjusting gaps in a turbine in accordance with an embodiment.

[0013] Фиг. 5 изображает схематический вид иллюстративной системы регулирования зазоров в турбине в соответствии с вариантом выполнения.[0013] FIG. 5 is a schematic view of an example turbine gap control system in accordance with an embodiment.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0014] Ниже более подробно описаны иллюстративные варианты выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены некоторые, но не все варианты выполнения изобретения. Представленное изобретение может быть выполнено во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное представленными ниже вариантами выполнения. Описание вариантов выполнения должно удовлетворять требованиям законодательства. В описании подобные номера позиций относятся к подобным элементам.[0014] Illustrative embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which some, but not all, embodiments of the invention are shown. The present invention can be implemented in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments presented below. The description of the embodiments should satisfy the requirements of the law. In the description, like reference numbers refer to like elements.

[0015] Помимо прочего, иллюстративные варианты выполнения относятся к системам и способам регулирования зазоров в турбине. Отдельные иллюстративные варианты выполнения могут относиться к термоэлементу, расположенному около по меньшей мере части корпуса турбины, для расширения или сжатия корпуса турбины путем нагревания или охлаждения по меньшей мере части корпуса турбины с регулированием тем самым зазора между одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины.[0015] Among other things, illustrative embodiments relate to systems and methods for controlling clearances in a turbine. Separate illustrative embodiments may relate to a thermocouple located near at least a portion of the turbine housing to expand or contract the turbine housing by heating or cooling at least a portion of the turbine housing, thereby adjusting the clearance between one or more turbine blades and the turbine housing.

[0016] В некоторых вариантах выполнения термоэлемент может содержать элемент Пельтье, расположенный между холодным теплоприемником и теплоотводом. Для регулирования передачи тепла между холодным теплоприемником и теплоотводом к элементу Пельтье может быть приложено напряжение. Холодный теплоприемник и теплоотвод могут зависеть от полярности напряжения, приложенного к элементу Пельтье. В некоторых аспектах изобретения холодный теплоприемник и теплоотвод могут содержать керамические пластины. В других аспектах изобретения теплоотвод может находиться в сообщении с охлаждающей системой. В некоторых других аспектах изобретения термоэлемент может быть расположен в окружном направлении вокруг по меньшей мере части корпуса турбины на одной линии с указанной одной или несколькими турбинными лопатками.[0016] In some embodiments, the thermocouple may comprise a Peltier element located between the cold heat sink and the heat sink. To control the transfer of heat between the cold heat sink and the heat sink, voltage can be applied to the Peltier element. The cold heat sink and heat sink may depend on the polarity of the voltage applied to the Peltier element. In some aspects of the invention, the cold heat sink and heat sink may include ceramic plates. In other aspects of the invention, the heat sink may be in communication with the cooling system. In some other aspects of the invention, the thermocouple may be located in a circumferential direction around at least a portion of the turbine body in line with said one or more turbine blades.

[0017] Отдельные варианты выполнения могут обеспечить техническое решение по регулированию зазоров между одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины. В одном варианте выполнения зазор между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины может быть уменьшен для увеличения кпд во время работы. Таким образом, корпус турбины может быть охлажден с его сжатием вблизи одной или нескольких турбинных лопаток. В другом варианте выполнения зазор между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины может быть увеличен с увеличением кпд во время запуска и увеличения скорости запуска. Таким образом, корпус турбины может быть нагрет с его расширением около указанной одной или несколькими турбинными лопатками для обеспечения возможности расширения указанной одной или нескольких турбинных лопаток во время запуска. В еще одном варианте выполнения зазор между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины может быть отрегулирован для увеличения кпд в переходном режиме.[0017] Individual embodiments may provide a technical solution for adjusting gaps between one or more turbine blades and a turbine housing. In one embodiment, the gap between the specified one or more turbine blades and the turbine housing can be reduced to increase efficiency during operation. Thus, the turbine housing can be cooled with its compression near one or more turbine blades. In another embodiment, the gap between the specified one or more turbine blades and the turbine housing can be increased with increasing efficiency during startup and increasing startup speed. Thus, the turbine housing can be heated with its expansion near the specified one or more turbine blades to allow expansion of the specified one or more turbine blades during startup. In yet another embodiment, the gap between the specified one or more turbine blades and the turbine housing can be adjusted to increase the efficiency in transition.

[0018] На фиг. 1 показана иллюстративная турбинная система 100, изображающая элементы, предназначенные для регулирования зазоров в турбине 102. Турбина 102 может содержать одну или несколько турбинных лопаток 104 (или роторов). Турбина 102 также может иметь корпус 106 (или статор), такой как корпус 106 турбины, окружающий указанную одну или несколько турбинных лопаток 104. Указанная одна или несколько турбинных лопаток 104 в целом вращается вокруг центральной оси 109 турбины 102. Турбина 102 может иметь зазор 108 между наиболее удаленными концами указанной одной или нескольких турбинных лопаток 104 и внутренним радиусом корпуса 106 турбины.[0018] FIG. 1 illustrates an exemplary turbine system 100 depicting elements for adjusting clearances in a turbine 102. The turbine 102 may comprise one or more turbine blades 104 (or rotors). The turbine 102 may also have a housing 106 (or a stator), such as a turbine housing 106 surrounding one or more turbine blades 104. The specified one or more turbine blades 104 generally rotates around a central axis 109 of the turbine 102. The turbine 102 may have a clearance 108 between the farthest ends of the specified one or more turbine blades 104 and the inner radius of the turbine housing 106.

[0019] Турбинная система 100 может содержать термоэлемент 110, расположенный по меньшей мере частично вокруг корпуса 106 турбины. В отдельных вариантах выполнения термоэлемент 110 может быть расположен по меньшей мере частично вокруг корпуса турбины на одной линии с турбинными лопатками 104. Термоэлемент 110 может нагревать или охлаждать часть корпуса 106 турбины, находящуюся в сообщении с термоэлементом 110. Нагревание и охлаждение корпуса 106 турбины термоэлементом 110 может приводить соответственно к расширению или сжатию по меньшей мере части корпуса 106 турбины. Расширение и сжатие корпуса 106 турбины регулирует зазор 108 между указанной одной или несколькими турбинными лопатками 104 и корпусом 106 турбины. Для текущего контроля турбинной системы 100 на корпусе турбины или около него, на указанной одной или нескольких турбинных лопатках и/или в каких-нибудь других местах на турбине или около нее может быть расположен один или несколько датчиков температуры.[0019] The turbine system 100 may include a thermocouple 110 located at least partially around the turbine housing 106. In certain embodiments, thermocouple 110 may be positioned at least partially around the turbine housing in line with turbine blades 104. Thermocouple 110 may heat or cool a portion of turbine housing 106 in communication with thermocouple 110. Heating and cooling of turbine housing 106 with thermocouple 110 may result in expansion or contraction of at least a portion of the turbine housing 106. The expansion and contraction of the turbine housing 106 controls the clearance 108 between the specified one or more turbine blades 104 and the turbine housing 106. For routine monitoring of the turbine system 100, one or more temperature sensors may be located on or near the turbine casing, on said one or more turbine blades and / or in some other places on or near the turbine.

[0020] В отдельных вариантах выполнения термоэлемент 110 может содержать теплоотвод 111 для рассеяния тепла от термоэлемента 110. Нагревание или охлаждение указанного одного или нескольких термоэлементов 110 зависит от величины и полярности напряжения, полученного от источника 132 питания. Например, теплоотвод 111 может быть теплоотводом или холодным теплоприемником в зависимости от полярности источника питания, питающего термоэлемент 110. Соответственно, находится ли термоэлемент в режиме нагревания или в режиме охлаждения, зависит от полярности источника 132 питания.[0020] In certain embodiments, thermocouple 110 may include a heat sink 111 for dissipating heat from thermocouple 110. Heating or cooling of said one or more thermocouples 110 depends on the magnitude and polarity of the voltage received from power supply 132. For example, the heat sink 111 may be a heat sink or a cold heat sink depending on the polarity of the power supply supplying the thermocouple 110. Accordingly, whether the thermocouple is in heating mode or in cooling mode depends on the polarity of power supply 132.

[0021] Еще раз обращаясь к фиг. 1, отметим, что в отдельных иллюстративных вариантах выполнения турбинная система 100 может содержать контроллер 112, предназначенный для регулирования зазора между указанной одной или несколькими турбинными лопатками 104 и корпусом 106 турбины. Контроллер 112 может быть выполнен в виде любого подходящего вычислительного устройства, пригодного для осуществления описанных признаков и прилагаемых способов, таких как описанные при обращении к фиг. 4, но без ограничения ими. В качестве примера, но без ограничения, подходящие вычислительные устройства могут содержать персональные компьютеры (ПК), серверы, группу серверов, центры обработки и хранения данных или любые другие устройства, пригодные для хранения и выполнения всех или части описанных признаков.[0021] Referring again to FIG. 1, note that in certain illustrative embodiments, the turbine system 100 may include a controller 112 for adjusting the clearance between said one or more turbine blades 104 and the turbine housing 106. The controller 112 may be in the form of any suitable computing device suitable for implementing the described features and the attached methods, such as those described with reference to FIG. 4, but without limitation by them. By way of example, but without limitation, suitable computing devices may comprise personal computers (PCs), servers, a group of servers, data processing and storage centers, or any other devices suitable for storing and executing all or part of the described features.

[0022] В одной иллюстративной конструкции контроллер 112 содержит по меньшей мере запоминающее устройство 114 и одно или несколько устройств 116 обработки данных (или процессор, процессоры). Процессор (процессоры) 116 могут быть выполнены в виде устройств, подходящих в отношении аппаратного оборудования, программного обеспечения, аппаратнореализованного программного обеспечения или их комбинаций. Программное выполнение или выполнение аппаратнореализованного программного обеспечения процессора (процессоров) 116 может включать исполняемые компьютером или исполняемые механизмом программы, написанные на любом подходящем языке программирования для выполнения различных описанных действий.[0022] In one illustrative construction, the controller 112 comprises at least a storage device 114 and one or more data processing devices 116 (or processor, processors). Processor (s) 116 may be implemented as devices suitable for hardware, software, hardware implemented software, or combinations thereof. Software execution or execution of hardware-implemented software processor (s) 116 may include computer-executable or engine-executable programs written in any suitable programming language to perform various of the described actions.

[0023] Запоминающее устройство 114 может хранить программные команды, которые могут быть загружены и выполнены процессором (процессорами) 116, а также данные, полученные при выполнении программ. В зависимости от конфигурации и типа контроллера 112 запоминающее устройство 114 может быть энергозависимым (таким, как запоминающее устройство случайного доступа (RAM)) и/или энергонезависимым (таким, как постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память и т.п.). Вычислительное устройство или сервер также может содержать дополнительное устройство 118 хранения данных со сменным носителем и/или стационарное устройство 120 хранения данных, содержащее, но не ограничиваясь этим, магнитные накопители, оптические диски, и/или накопители на магнитной ленте. Дисководы и связанные с ними машиночитаемые носители могут обеспечивать энергонезависимое устройство накопления машиночитаемых команд, структур данных, программных модулей и других данных для вычислительных устройств. В некоторых вариантах выполнения запоминающее устройство 114 может содержать запоминающие устройства различных типов, таких как статическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (SRAM), динамическое запоминающее устройство с произвольной выборкой (DRAM), или постоянную память ROM.[0023] The storage device 114 may store program instructions that can be downloaded and executed by the processor (s) 116, as well as data obtained during program execution. Depending on the configuration and type of controller 112, memory 114 may be volatile (such as random access memory (RAM)) and / or non-volatile (such as read-only memory (ROM), flash memory, etc.) . The computing device or server may also comprise an additional removable media storage device 118 and / or a stationary data storage device 120 including, but not limited to, magnetic drives, optical disks, and / or magnetic tape drives. Drives and related computer-readable media can provide a non-volatile storage device for computer-readable instructions, data structures, program modules and other data for computing devices. In some embodiments, storage device 114 may include various types of storage devices, such as random access memory (SRAM), random access dynamic storage (DRAM), or ROM.

[0024] Запоминающее устройство 114, устройство 118 хранения данных со сменным носителем и стационарное устройство 120 хранения данных являются примерами машиночитаемых запоминающих носителей. Например, машиночитаемые запоминающие носители могут содержать энергозависимые и энергонезависимые, сменные и несменные носители, выполненные любыми способами или технологиями для хранения информации, такой как машиночитаемые команды, структуры данных, программные модули или другие данные. Запоминающее устройство 114, устройство 118 хранения данных со сменным носителем и стационарное устройство 120 хранения данных являются примерами запоминающих носителей. Запоминающие носители дополнительных типов, которые могут быть использованы, представляют собой, но без ограничения, программируемое запоминающее устройство со случайным выбором (PRAM), SRAM, DRAM, RAM, ROM, электрически программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), флэш-память или запоминающие устройство, основанное на другой технологии, постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), универсальные цифровые диски (DVD), или другие оптические запоминающие устройства, магнитные кассеты, магнитные ленты, запоминающее устройство на магнитном диске, или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который может быть использован для хранения требуемой информации и который может быть доступным серверу или другому вычислительному устройству. Комбинации любых упомянутых выше устройств также могут быть отнесены к области машиночитаемых носителей.[0024] A storage device 114, a removable media storage device 118, and a stationary data storage device 120 are examples of computer-readable storage media. For example, computer-readable storage media may comprise volatile and non-volatile, removable and non-removable media made by any method or technology for storing information such as computer-readable instructions, data structures, program modules or other data. A storage device 114, a removable medium storage device 118, and a stationary data storage device 120 are examples of storage media. Additional types of storage media that can be used are, but are not limited to, random access programmable memory (PRAM), SRAM, DRAM, RAM, ROM, electrically programmable read-only memory (EEPROM), flash memory or memory based on another technology, read-only memory on a compact disc (CD-ROM), universal digital disks (DVD), or other optical storage devices, magnetic tapes, magnetic tapes, storage devices about on a magnetic disk, or other magnetic storage devices, or any other medium that can be used to store the required information and which can be accessed by a server or other computing device. Combinations of any of the above devices may also be assigned to computer readable media.

[0025] Кроме этого, машиночитаемые коммуникационные носители могут представлять собой машиночитаемые команды, программные модули или другие данные, передаваемые цифровым сигналом, таким как несущая волна или другим передаваемым сигналом.[0025] In addition, computer-readable communication media may be computer-readable instructions, program modules, or other data transmitted by a digital signal, such as a carrier wave or other transmitted signal.

[0026] Контроллер 112 также может иметь коммуникационное соединение (соединения) 122, которое обеспечивает возможность обмена данными контроллера 112 с хранимой базой данных, другим вычислительным устройством или сервером, терминалами пользователей и/или другими устройствами в сети. Контроллер 112 также может содержать устройство (устройства) 124 ввода, такое как клавиатура, мышь, стилус, устройство речевого ввода, устройство сенсорного ввода и т.д., а также устройство (устройства) 126 вывода, такое как дисплей, громкоговоритель, принтер и т.п.[0026] The controller 112 may also have a communication connection (s) 122, which allows the controller 112 to exchange data with a stored database, another computing device or server, user terminals and / or other devices on the network. The controller 112 may also comprise input device (s) 124, such as a keyboard, mouse, stylus, voice input device, touch input device, etc., as well as output device (s) 126, such as a display, speaker, printer, and etc.

[0027] Обращаясь более подробно к содержанию запоминающего устройства 114, отметим, что оно может содержать операционную систему 128 и одно или несколько прикладных программ или сервисов для реализации описанных здесь признаков, включая модуль 130 зазора. Модуль 130 зазора может быть предназначен для контроля расширения или сжатия корпуса 106 турбины путем регулирования нагревания или охлаждения по меньшей мере части корпуса 106 турбины через один или несколько термоэлементов 110, так что зазор 108 между указанной одной или несколькими турбинными лопатками 104 и корпусом 106 турбины является отрегулированным благодаря расширению или сжатию корпуса 106 турбины. Модуль 130 зазора может регулировать нагревание или охлаждение указанного одного или нескольких термоэлементов 110 путем регулирования величины и полярности напряжения, приложенного к указанному одному или нескольким термоэлементам 110 от источника 132 питания. То есть нагревание или охлаждение термоэлемента 110 зависит от полярности напряжения, которое приложено к нему от источника 132 питания. В отдельных вариантах выполнения, если мощность источника 132 питания увеличена, то нагревание или охлаждение корпуса 106 турбины может увеличиться. Наоборот, в других вариантах выполнения, если мощность от источника 132 питания уменьшена, то нагревание или охлаждение корпуса 106 турбины может уменьшиться.[0027] Turning to the contents of the storage device 114 in more detail, it is noted that it may comprise an operating system 128 and one or more application programs or services for implementing the features described herein, including a clearance module 130. The gap module 130 may be designed to control the expansion or contraction of the turbine housing 106 by controlling the heating or cooling of at least a portion of the turbine housing 106 through one or more thermocouples 110, so that the gap 108 between the specified one or more turbine blades 104 and the turbine housing 106 is adjusted by expanding or contracting the turbine housing 106. The gap module 130 may control the heating or cooling of said one or more thermocouples 110 by adjusting the magnitude and polarity of the voltage applied to said one or more thermocouples 110 from a power source 132. That is, heating or cooling the thermocouple 110 depends on the polarity of the voltage that is applied to it from the power supply 132. In certain embodiments, if the power of the power supply 132 is increased, then the heating or cooling of the turbine housing 106 may increase. Conversely, in other embodiments, if the power from the power source 132 is reduced, then the heating or cooling of the turbine housing 106 may decrease.

[0028] Различные указания, способы и технологии, описанные здесь, могут быть рассмотрены в общей связи с исполняемыми компьютером командами, такими как программные модули, выполняемые одним или несколькими компьютерами или другими устройствами. В целом программные модули содержат стандартные программы, программы, объекты, компоненты, структуры данных и тому подобное для выполнения конкретных задач или реализации конкретных абстрактных типов данных. Эти программные модули и подобные им программы могут быть выполнены в собственном коде или могут быть загружены и выполнены, как, например, в виртуальной машине или в другой среде выполнения с оперативной компиляцией. В целом функциональные возможности программных модулей могут быть объединены или распределены, как требуется в различных вариантах выполнения. Выполнение этих модулей и техники вычислений может быть сохранено на некоторых формах запоминающих носителей.[0028] Various indications, methods, and techniques described herein may be discussed in conjunction with computer-executable instructions, such as program modules, executed by one or more computers or other devices. In general, program modules contain standard programs, programs, objects, components, data structures, and the like, for performing specific tasks or implementing specific abstract data types. These program modules and similar programs can be executed in native code or can be loaded and executed, such as, for example, in a virtual machine or in another runtime with online compilation. In General, the functionality of the software modules can be combined or distributed, as required in various embodiments. The execution of these modules and the computing technique can be stored on some forms of storage media.

[0029] Изображенный на фиг. 1 иллюстративный контроллер 112 представлен только в качестве примера. Возможно использование различных других рабочих сред, системных архитектур и конфигурации устройств. Соответственно, варианты выполнения представленного изобретения не следует рассматривать как ограниченные любой конкретной рабочей средой, системной архитектурой или конфигурацией устройства.[0029] Depicted in FIG. 1, illustrative controller 112 is provided by way of example only. You can use various other working environments, system architectures and device configurations. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to any particular working environment, system architecture, or device configuration.

[0030] Фиг. 2 изображает схематический вид элементов иллюстративного термоэлемента 200. В отдельных вариантах выполнения термоэлемент 200 может содержать по меньшей мере один элемент Пельтье или может содержать компонент, применяющий или использующий иным образом эффект Пельтье. Например, термоэлемент 200 может содержать полупроводник 202, легированный ионами примеси n-типа и полупроводник 204, легированный ионами примеси р-типа. Полупроводниковые элементы 202 и 204, легированные примесями n-типа и р-типа, могут быть соединены вместе проводником 206 и 208 с образованием последовательной электрической цепи и параллельной тепловой цепи. Проводники 206 и 208 могут быть окружены соответственно теплопередающими подложками 210 и 212. Теплопередающие подложки 210 и 212 могут быть холодными теплоприемниками или теплоотводами в зависимости от полярности термоэлемента 200.[0030] FIG. 2 depicts a schematic view of the elements of an illustrative thermocouple 200. In certain embodiments, the thermocouple 200 may comprise at least one Peltier element or may contain a component applying or otherwise using the Peltier effect. For example, thermocouple 200 may comprise a semiconductor 202 doped with n-type impurity ions and a semiconductor 204 doped with p-type impurity ions. The semiconductor elements 202 and 204 doped with n-type and p-type impurities can be connected together by a conductor 206 and 208 to form a series electrical circuit and a parallel thermal circuit. Conductors 206 and 208 can be surrounded by heat transfer substrates 210 and 212, respectively. Heat transfer substrates 210 and 212 can be cold heat sinks or heat sinks depending on the polarity of the thermocouple 200.

[0031] Как известно, в термоэлементах типа Пельтье, приложение тока 214 к термоэлементу 200 способствует локализованному нагреванию и/или охлаждению в соединениях и/или проводниках, так как разность энергии в термоэлементе типа Пельтье преобразуется в тепло или холод. Соответственно, термоэлемент 200 может быть расположен таким образом, что нагревание будет происходить в одном месте, а охлаждение - в другом и наоборот.[0031] As is known, in Peltier-type thermocouples, the application of current 214 to thermocouple 200 promotes localized heating and / or cooling in the compounds and / or conductors, since the energy difference in the Peltier-type thermocouple is converted to heat or cold. Accordingly, the thermocouple 200 can be located so that heating will occur in one place and cooling in another and vice versa.

[0032] Подложки 210 и 212 могут быть холодным теплоприемником или теплоотводом в зависимости от полярности напряжения, приложенного к термоэлементу 200. Например, как изображено на фиг. 2, теплопередающая подложка 212 является холодным теплоприемником, а теплопередающая подложка 210 является теплоотводом. В других вариантах выполнения теплопередающая подложка 212 может быть теплоотводом, а теплопередающая подложка 210 может быть холодным теплоприемником.[0032] The substrates 210 and 212 may be a cold heat sink or heat sink depending on the polarity of the voltage applied to the thermocouple 200. For example, as shown in FIG. 2, the heat transfer substrate 212 is a cold heat sink, and the heat transfer substrate 210 is a heat sink. In other embodiments, heat transfer substrate 212 may be a heat sink, and heat transfer substrate 210 may be a cold heat sink.

[0033] Фиг. 3 изображает схематический вид иллюстративной турбинной системы 300. Турбинная система 300 может содержать турбину 302. Турбина 302 может иметь корпус 304. Система 300 также может содержать термоэлемент 306, расположенный по меньшей мере частично около корпуса 304 турбины. Термоэлемент 306 нагревает или охлаждает часть корпуса 304 турбины, находящуюся в сообщении с термоэлементом 306. Нагревание и охлаждение корпуса 304 турбины термоэлементом 306 соответственно расширяет или сжимает по меньшей мере часть корпуса 304 турбины. Расширение и сжатие корпуса 304 турбины регулирует зазор между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом 304 турбины. Термоэлемент 306 может находиться в сообщении с охлаждающей системой 307. В иллюстративном варианте выполнения охлаждающая система 307 может содержать вентиляционную систему 308. Например, находясь в режиме охлаждения, термоэлемент 306 может содержать наружную часть теплоотвода 111, как изображено на фиг. 1. Часть теплоотвода может рассеивать тепло, переносимое от корпуса 304 турбины в окружающее внешнее пространство. Вентиляционная система 308 может направлять рассеянное тепло от части теплоотвода термоэлемента 306 к удаленному месту, где тепло может быть использовано повторно или выведено. В другом варианте выполнения охлаждающая система 307 может содержать охлаждающий контур 310. Например, охлаждающая система 308 может содержать охлаждающий контур охладителя, находящийся в сообщении с термоэлементом 306. В некоторых случаях охлаждающий контур охладителя может содержать контур водяного охлаждения (открытый или закрытый). Любой тип или количество охладителей могут быть использованы в охлаждающем контуре 310.[0033] FIG. 3 is a schematic view of an illustrative turbine system 300. The turbine system 300 may include a turbine 302. The turbine 302 may have a housing 304. The system 300 may also include a thermocouple 306 located at least partially near the turbine housing 304. Thermocouple 306 heats or cools a portion of turbine housing 304 in communication with thermocouple 306. Heating and cooling of turbine housing 304 with thermocouple 306 expands or compresses at least a portion of turbine housing 304. The expansion and contraction of the turbine housing 304 controls the clearance between said one or more turbine blades and the turbine housing 304. The thermocouple 306 may be in communication with the cooling system 307. In the illustrative embodiment, the cooling system 307 may comprise a ventilation system 308. For example, while in cooling mode, the thermocouple 306 may comprise an outer portion of a heat sink 111, as shown in FIG. 1. A portion of the heat sink may dissipate heat transferred from the turbine housing 304 to the surrounding external space. The ventilation system 308 can direct the scattered heat from a portion of the heat sink of the thermocouple 306 to a remote location where the heat can be reused or removed. In another embodiment, the cooling system 307 may comprise a cooling circuit 310. For example, the cooling system 308 may comprise a cooling circuit of a cooler in communication with thermocouple 306. In some cases, the cooling circuit of a cooler may comprise a water cooling circuit (open or closed). Any type or number of chillers may be used in the cooling circuit 310.

[0034] Фиг. 4 изображает блок-схему способа 400 регулирования зазоров в турбине в соответствии с вариантом выполнения изобретения. В одном примере иллюстративный контроллер 112, показанный на фиг. 1, и/или один или несколько модулей иллюстративного контроллера 112 в одиночку или в комбинации могут обеспечивать выполнение описанных операций способа 400.[0034] FIG. 4 is a flowchart of a method 400 for adjusting gaps in a turbine in accordance with an embodiment of the invention. In one example, the illustrative controller 112 shown in FIG. 1, and / or one or more modules of the illustrative controller 112, alone or in combination, may perform the described operations of method 400.

[0035] В этой конкретной реализации способ 400 может начинаться с блока 402, показанного на фиг. 4, в котором способ 400 может включать расположение одного или нескольких термоэлементов по меньшей мере частично около корпуса турбины. Указанный один или несколько термоэлементов могут быть расположены на одной линии с указанной одной или несколькими турбинными лопатками или смежно с указанной одной или несколькими турбинными лопатками. Кроме этого, указанный один или несколько термоэлементов могут быть расположены по всей окружности корпуса турбины или только части окружности корпуса турбины. Указанный один или несколько термоэлементов могут быть расположены в любом месте любым способом на корпусе турбины или около него.[0035] In this particular implementation, method 400 may begin with block 402 shown in FIG. 4, wherein method 400 may include locating one or more thermocouples at least partially near a turbine housing. The specified one or more thermocouples can be located in line with the specified one or more turbine blades or adjacent to the specified one or more turbine blades. In addition, the specified one or more thermocouples can be located around the entire circumference of the turbine housing, or only part of the circumference of the turbine housing. The specified one or more thermocouples can be located anywhere in any way on or near the turbine housing.

[0036] За блоком 402 следует блок 404. В блоке 404 способ 400 может включать управление расширением или сжатием корпуса турбины путем нагревания или охлаждения по меньшей мере части корпуса турбины с указанным одним или несколькими термоэлементами, при этом регулируют зазор между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины. Например, в отдельных вариантах выполнения способ 400 обеспечивает уменьшение зазора между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины для увеличения кпд во время работы, то есть, корпус турбины может быть охлажден для его сжатия около указанной одной или нескольких турбинных лопаток. В другом варианте выполнения способ 400 обеспечивает увеличение зазора между указанной одной или несколькими турбинными лопатками и корпусом турбины для увеличения кпд при запуске, то есть корпус турбины может быть нагрет с его расширением около указанной одной или нескольких турбинных лопаток для обеспечения возможности расширения указанной одной или нескольких турбинных лопаток при запуске.[0036] Block 402 is followed by block 404. At block 404, method 400 may include controlling the expansion or contraction of the turbine housing by heating or cooling at least a portion of the turbine housing with said one or more thermocouples, while adjusting the clearance between said one or more turbine blades and turbine housing. For example, in some embodiments, the method 400 reduces the gap between the specified one or more turbine blades and the turbine housing to increase efficiency during operation, that is, the turbine housing can be cooled to compress it near the specified one or more turbine blades. In another embodiment, the method 400 provides an increase in the gap between the specified one or more turbine blades and the turbine housing to increase the efficiency at startup, that is, the turbine housing can be heated with its expansion near the specified one or more turbine blades to allow the expansion of the specified one or more turbine blades at startup.

[0037] В иллюстративном варианте выполнения, как изображено на фиг. 5, система 500 термоэлементов может содержать по меньшей мере один элемент Пельтье или может содержать компонент, применяющий или иным образом использующий эффект Пельтье. Теплопередающие подложки 504 и 506 могут быть холодным теплоприемником или теплоотводом в зависимости от полярности напряжения, приложенного к системе 500 термоэлементов. В иллюстративном варианте выполнения теплопередающая подложка 504 может содержать металлопену (такую, как, например, пеномедь, пеноалюминий или пенографит), а теплопередающая подложка 506 может содержать керамическую подложку (например, кремниевую или подобную ей). В данном варианте выполнения керамическая подложка 506 может быть расположена с поджимом на корпусе 106 турбины. Система 500 термоэлементов может быть предназначена для контроля расширения или сжатия корпуса 106 турбины путем контроля нагревания или охлаждения по меньшей мере части корпуса 106 турбины через указанный по меньшей мере один элемент 502 Пельтье, теплоотвод 504 из пенометалла, керамическую подложку 506 и через охлаждающую систему 512, так что обеспечивается регулирование зазора между указанной одной или несколькими лопатками и корпусом 106 турбины благодаря расширению или сжатию корпуса 106. Система 500 термоэлемента может обеспечивать регулирование нагревания или охлаждения корпуса 106 турбины путем контроля величины и полярности напряжения, приложенного к по меньшей мере одному элементу 502 Пельтье. Таким образом, нагревание или охлаждение корпуса 106 турбины зависит от полярности напряжения на указанном по меньшей мере одном элементе 502 Пельтье.[0037] In an illustrative embodiment, as shown in FIG. 5, the fuser system 500 may comprise at least one Peltier element, or may comprise a component applying or otherwise utilizing the Peltier effect. The heat transfer substrates 504 and 506 may be a cold heat sink or heat sink, depending on the polarity of the voltage applied to the thermal element system 500. In an exemplary embodiment, the heat transfer substrate 504 may comprise metal foam (such as, for example, foamed copper, foam aluminum or foam graphite), and the heat transfer substrate 506 may comprise a ceramic substrate (e.g., silicon or the like). In this embodiment, the ceramic substrate 506 may be pressurized on the turbine housing 106. The thermocouple system 500 can be designed to control the expansion or contraction of the turbine housing 106 by controlling the heating or cooling of at least a portion of the turbine housing 106 through the at least one Peltier element 502, foam heat sink 504, ceramic substrate 506, and through the cooling system 512, so that the clearance between the specified one or more vanes and the turbine housing 106 is ensured due to the expansion or contraction of the housing 106. The thermocouple system 500 can provide adjustment s heating or cooling of the turbine housing 106 by controlling the magnitude and polarity of the voltage applied to the at least one Peltier element 502. Thus, the heating or cooling of the turbine housing 106 depends on the polarity of the voltage across said at least one Peltier element 502.

[0038] Как показано на фиг. 5, в иллюстративном варианте выполнения контроллер 510 может находиться в сообщении с указанным по меньшей мере одним элементом 502 Пельтье и с охлаждающей системой 512. Контроллер 510 может быть выполнен с использованием аппаратного обеспечения, программного обеспечения, или комбинации указанных обеспечений для осуществления описанных здесь функций. В качестве примера, контроллером 510 может быть процессор, микросхема ASIC, компаратор, дифференциальный модуль или другие средства аппаратного обеспечения. Кроме того, контроллер 510 может содержать программное обеспечение и исполняемые компьютером команды, которые могут храниться в запоминающем устройстве и могут исполняться процессором или другими средствами обработки. В некоторых примерах контроллер 510 может быть аналогичен описанному ранее контроллеру 112. Контроллер 510 может обеспечивать возможность последовательной работы указанного по меньшей мере одного элемента 502 Пельтье и охлаждающей системы 512 для контроля расширения или сжатия корпуса 106 турбины. Например, датчик 508 температуры может непрерывно отслеживать температуру корпуса 106 турбины. В зависимости от температуры корпуса 106 турбины контроллер 510 может регулировать (например, увеличивать, уменьшать и/или изменять знак) напряжения на указанном по меньшей мере одном элементе 502 Пельтье. Кроме того, в зависимости от температуры корпуса 106 турбины, контроллер 510 может обеспечивать регулирование охлаждающей системы 512 для увеличения или уменьшения количества воздуха (например, окружающего воздуха), направленного на теплоотвод из металлопены 504, увеличивая или уменьшая перенос тепла. Таким образом, контроллер 510 может обеспечивать одновременно регулирование указанного по меньшей мере одного элемента 502 Пельтье и охлаждающей системы 512 с регулированием расширения или сжатия корпуса 106 турбины.[0038] As shown in FIG. 5, in an illustrative embodiment, the controller 510 may be in communication with said at least one Peltier element 502 and with a cooling system 512. The controller 510 may be configured using hardware, software, or a combination of these software to perform the functions described herein. As an example, the controller 510 may be a processor, an ASIC, a comparator, a differential module, or other hardware. In addition, the controller 510 may comprise software and computer-executable instructions that may be stored in a memory device and may be executed by a processor or other processing means. In some examples, the controller 510 may be similar to the controller 112 previously described. The controller 510 may enable the sequential operation of the at least one Peltier element 502 and cooling system 512 to control expansion or contraction of the turbine housing 106. For example, the temperature sensor 508 can continuously monitor the temperature of the turbine housing 106. Depending on the temperature of the turbine housing 106, the controller 510 may regulate (for example, increase, decrease and / or change sign) the voltages at the at least one Peltier element 502. In addition, depending on the temperature of the turbine housing 106, the controller 510 may control the cooling system 512 to increase or decrease the amount of air (e.g., ambient air) directed to the heat sink from the metal foam 504, increasing or decreasing heat transfer. Thus, the controller 510 can simultaneously control the specified at least one Peltier element 502 and the cooling system 512 with adjusting the expansion or contraction of the turbine housing 106.

[0039] В иллюстративном варианте выполнения система 500 термоэлементов может быть расположена внутри полости 514 турбины. Полость 514 турбины может полностью или частично окружать систему 500 термоэлементов. Полость 514 турбины может находиться под отрицательным давлением для предотвращения утечки из него текучей среды. Таким образом, контроллер 510 может находиться в сообщении с охлаждающей системой 512 для регулирования потока текучей среды через полость 514. Например, контроллер 510 может находиться в сообщении с одним или несколькими регуляторами потока или демпферами охлаждающей системы 512. В некоторых примерах контроллер 510 может управлять одним или несколькими регуляторами потока или демпферами охлаждающей системы 512 с регулированием потока текучей среды, направленной на теплоотвод 504 из металлопены, для увеличения или уменьшения переноса тепла. Соответственно, при помощи контроллера 510 охлаждающая система 512 может последовательно работать с указанным по меньшей мере одним элементом 502 Пельтье и регулировать расширение или сжатие корпуса 106 турбины.[0039] In an illustrative embodiment, the thermocouple system 500 may be located within the turbine cavity 514. The turbine cavity 514 may completely or partially surround the thermocouple system 500. The turbine cavity 514 may be under negative pressure to prevent fluid from leaking from it. Thus, the controller 510 may be in communication with the cooling system 512 to control fluid flow through the cavity 514. For example, the controller 510 may be in communication with one or more flow controllers or dampers of the cooling system 512. In some examples, the controller 510 may control one or several flow controllers or dampers of a cooling system 512 to control the flow of fluid directed to a heat sink 504 from metal foam to increase or decrease heat transfer. Accordingly, using the controller 510, the cooling system 512 can sequentially operate with the at least one Peltier element 502 and regulate the expansion or contraction of the turbine housing 106.

[0040] Описаны иллюстративные системы и способы для регулирования зазоров в турбине. Некоторые или все из этих систем и способов могут быть реализованы по меньшей мере частично в конфигурациях, таких как изображенные на фиг. 1.[0040] Illustrative systems and methods for adjusting gaps in a turbine are described. Some or all of these systems and methods may be implemented at least partially in configurations, such as those shown in FIG. one.

[0041] Хотя варианты выполнения описаны с использованием выражений, специфических для конструктивных признаков и/или методологических действий, следует понимать, что изобретение не обязательно ограничено описанными конкретными признаками или действиями. Скорее, конкретные признаки и действия описаны как иллюстративные формы реализации изобретения.[0041] Although embodiments have been described using expressions specific to structural features and / or methodological actions, it should be understood that the invention is not necessarily limited to the described specific features or actions. Rather, specific features and actions are described as illustrative forms of implementing the invention.

Claims

1. A turbine system (102) comprising:

at least one turbine blade (104),

a housing (106) surrounding said at least one blade (104),

a thermocouple (110) located at least partially near the turbine housing (106),

a cooling system (307) in communication with the thermocouple (110), and

a controller (112) in communication with the cooling system (307) and the thermocouple (110) and configured to control the expansion and contraction of the turbine housing (106) by heating and cooling at least part of the turbine housing (106) with the thermocouple (110) and also by adjusting the cooling system (307) to increase and decrease the heat transfer from the thermocouple (110) accordingly, while ensuring a clearance (108) between the specified at least one turbine blade (104) and the turbine body (106).

2. The turbine system according to claim 1, in which the thermocouple (110) contains a Peltier element (502) located between the cold heat receiver (210) and the heat sink (212), while voltage (132) is applied to the Peltier element (502) to regulate heat transfer between the cold heat sink (210) and the heat sink (212), the cold heat sink (210) and the heat sink (212) depending on the polarity of the voltage supplied to the Peltier element (502).

3. A turbine system according to claim 1, wherein the cooling system (307) comprises at least one of the following devices: a ventilation system (308), a cooling circuit (310) for the cooler, and an open system (310) or a closed system (310).

4. The turbine system according to claim 2, in which the cold heat sink (210) and heat sink (212) contain ceramic substrates (506).

5. The turbine system according to claim 2, in which the heat sink (212) contains metal foam (504).

6. The turbine system according to claim 5, in which the foam (504) is a foam copper, foam aluminum, or penografit, or any combination of these substances.

7. The turbine system according to claim 1, in which the gap (108) between the specified at least one blade (104) of the turbine and the casing (106) of the turbine is reduced to increase the efficiency during operation.

8. The turbine system according to claim 1, in which the gap (108) between the specified at least one blade (104) of the turbine and the casing (106) of the turbine is increased to increase the efficiency and start speed.

9. The turbine system according to claim 1, in which the thermocouple (110) is located in the circumferential direction near at least a part of the turbine housing (106) in line with said at least one turbine blade (104).

10. A method for controlling gaps (108) in a turbine (102) comprising a housing (106) surrounding at least one turbine blade (104), the method comprising:

the location of at least one thermocouple (110) at least partially near the turbine housing (106),

providing a cooling system (307) in communication with said at least one thermocouple (110),

regulation of the voltage (132) applied to the specified at least one thermocouple (110), and

regulating the fluid flow of the cooling system (307) to correspondingly increase and decrease the heat transfer from the thermocouple (110).

11. The method according to p. 10, in which the clearance (108) between the specified at least one blade (104) of the turbine and the housing (106) of the turbine is adjusted.

12. The method according to p. 10, in which the voltage applied to the specified at least one thermocouple (110), and the fluid flow of the cooling system (307) is regulated depending on the temperature of the turbine casing (106).