[发明专利]轴向载荷管理系统

权利要求书

1.一种用于涡轮机的轴向载荷管理系统，所述轴向载荷管理系统包括：

旋转动力传动系统，所述旋转动力传动系统包括压缩机区段和膨胀机区段，其中封闭流动路径流体地耦接所述压缩机区段和所述膨胀机区段；

推力轴承组件，所述推力轴承组件包括推力镜板、推力轴承外壳和气体推力轴承，其中所述气体推力轴承在所述推力镜板与所述推力轴承外壳之间延伸，并且其中所述气体推力轴承支撑所述旋转动力传动系统；

传感器，所述传感器附接到所述推力轴承外壳或所述气体推力轴承中的至少一者；以及

阀供给管线，所述阀供给管线流体地耦接到所述封闭流动路径，其中阀定位在所述阀供给管线内以选择性地允许工作流体在所述封闭流动路径与由旋转表面和固定表面限定的推力室之间流动，从而修改所述旋转动力传动系统上的轴向载荷。

2.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，所述轴向载荷管理系统还包括：

控制器，所述控制器通信地耦接到所述传感器和所述阀，其中所述控制器将信号传送到所述阀以允许所述工作流体在所述封闭流动路径与所述推力室之间流动。

3.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述气体推力轴承与所述封闭流动路径气密地密封，并且其中所述气体推力轴承利用所述工作流体来支撑所述旋转动力传动系统。

4.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述推力室与所述封闭流动路径气密地密封，并且其中所述阀允许所述工作流体流动并改变所述推力室的压力。

5.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述控制器是闭环控制器。

6.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述传感器是力换能器。

7.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述传感器是温度传感器。

8.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述传感器是压力传感器。

9.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述阀是第一阀并且所述推力室是第一推力室，所述轴向载荷管理系统还包括流体地耦接到所述封闭流动路径的第二阀，其中所述第二阀选择性地允许所述工作流体在所述封闭流动路径与第二推力室之间流动。

10.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述推力室定位在所述压缩机区段的高压区域中。

11.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，其中所述推力室定位在所述压缩机区段的低压区域中。

12.根据权利要求1所述的轴向载荷管理系统，所述轴向载荷管理系统还包括：

热交换器，所述热交换器热耦接到所述封闭流动路径以便向所述工作流体添加热量。

13.一种管理气体推力轴承上的轴向载荷的方法，所述方法包括：

使用通信地耦接到控制器的传感器来测量所述气体推力轴承上的所述轴向载荷；

确定目标轴向载荷与所述实测轴向载荷之间的差值；以及

将信号传送到与涡轮机的压缩机区段流体地耦接的阀，其中所述信号选择性地打开所述阀，关闭所述阀，或部分地关闭所述阀，从而引起流体地耦接到所述阀的推力室的压力发生变化，其中改变所述推力室的所述压力会修改所述气体推力轴承上的所述轴向载荷。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：

使用所述传感器来测量所述气体推力轴承上的修改的轴向载荷；以及

通过传送信号以改变所述推力室的所述压力，从而基于所述修改的轴向载荷与所述目标轴向载荷之间的差值来改变所述气体推力轴承上的所述修改的轴向载荷。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述控制器是闭环控制器。