[发明专利]主动壳体对准控制系统和方法

权利要求书

1.一种带有间隙控制系统的燃气轮机(10)，包括：

带有转子叶片(23)的至少一级(22)的转子(16)；

壳体结构(26)，所述转子被收容在所述壳体结构内，所述壳体结构包括与转子叶片的各所述级相关联的外壳体(28)和内护罩(24)；

多个致动器(30)，所述多个致动器(30)周向隔开在所述护罩周围并且将所述护罩连接至所述外壳体，所述多个致动器构造成使所述护罩相对于所述外壳体偏心地移位；

多个传感器(32)，所述多个传感器(32)周向隔开在所述护罩周围并且构造成当所述转子在所述护罩内旋转时测量指示所述转子与所述护罩之间的偏心的参数；以及

控制系统(36)，所述控制系统(36)与所述多个传感器和所述多个致动器连通，并且构造成控制所述多个致动器使所述护罩偏心地移位以补偿由所述多个传感器在所述转子与所述护罩之间检测到的偏心。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机(10)，其特征在于，所述控制系统(36)包括带有软件实现的程序的闭环反馈系统(38)，所述程序根据从所述多个传感器(32)接收的信号计算转子偏心的大小和旋转位置，并且当所述转子(16)在所述护罩内旋转时控制所述多个致动器(30)来补偿所述计算出的转子偏心。

3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机(10)，其特征在于，所述多个传感器(32)为主动间隙传感器或被动间隙传感器的任何组合，所述主动间隙传感器周向隔开在所述护罩(24)周围以通过传输和接收从所述转子叶片反射的信号而测量所述转子叶片(23)与所述护罩之间的叶片顶端间隙(34)，所述被动间隙传感器周向隔开在所述护罩周围以测量所述转子叶片与所述护罩之间的叶片顶端间隙。

4.一种用于燃气轮机(10)中的间隙控制的方法，其中，具有周向隔开的转子叶片(23)的至少一级(22)的转子(16)在具有内护罩(24)的壳体结构(26)内旋转，所述方法包括：

在所述燃气轮机的运转中，当所述转子在所述护罩内旋转时通过感测指示偏心的参数而检测所述转子与护罩之间的偏心；以及

当所述转子在所述护罩内旋转时，响应于任何检测到的偏心，使所述护罩相对于所述壳体结构的外壳体(28)偏心地移位以补偿所述检测到的偏心。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用周向隔开在所述护罩周围的主动传感器(32)或周向隔开在所述护罩周围的被动传感器的任何组合在所述护罩周围的多个位置感测所述转子叶片(23)与所述护罩(24)之间的叶片顶端间隙(34)，以及计算偏心的大小和相对旋转位置以便当所述转子(16)在所述护罩内旋转时连续地补偿所述偏心。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述护罩(24)周围的多个位置感测叶片顶端间隙(34)，计算偏心的大小和相对旋转位置，并且当所述转子在所述护罩内旋转时在闭环反馈系统(38)中连续地控制将所述护罩连接至所述外壳体(28)的多个致动器(30)，使所述护罩相对于所述外壳体偏心地移位，从而补偿所述偏心。

7.一种转子与壳体对准系统，包括：

转子(16)；

壳体结构(26)，所述转子被收容在所述壳体结构内，所述壳体结构包括外壳体(28)和内壳体(24)；

周向隔开在所述内壳体周围并且将所述内壳体连接至所述外壳体的多个致动器(30)，所述多个致动器构造成使所述内壳体相对于所述外壳体偏心地移位；

多个传感器(32)，所述多个传感器(32)周向隔开在所述内壳体周围并且构造成当所述转子在所述内壳体内旋转时检测所述转子与所述内壳体之间的偏心；以及

与所述多个传感器和所述多个致动器连通的控制系统(36)，构造成控制所述多个致动器使所述内壳体偏心地移位以补偿通过所述多个传感器在所述转子与所述内壳体之间检测到的偏心。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制系统(36)包括带有软件实现的程序的闭环反馈系统(38)，所述程序根据从所述多个传感器(32)接收的信号计算转子偏心的大小和旋转位置，并且当所述转子(16)在所述内壳体内旋转时控制所述多个致动器(30)以补偿所述计算出的转子偏心。