Brevet FR2610039A1 — publié le 19880729

I 2610039 La présente invention concerne les moteurs à turbine et, plus particulièrement, un moyen pour libérer la force axiale agissant sur un palier de butée associé à un rotor. L'une des caractéristiques d'un moteur à turbine est qu'il comprend des composants tournants supportés par des composants fixes, qui absorbent les forces développées par les composants tournants ou sont influencés par celles-ci. Par exemple, dans les moteurs à turbine à gaz modernes, un composant tournant ou rotor comprend divers éléments tels que des arbres, des cônes d'arbres, des disques ou des tambours portant des aubes, des joints fluidiques, et divers éléments structurels de connexion. A divers points ou parties du moteur, en fonction de la pression relative, celui-ci est soumis à des forces de poussée qui agissent dans le sens axial. Dans la partie turbine du moteur, dans laquelle les pressions présentes dans le trajet d'écoulement du fluide ou courant gazeux diminuent axialement vers l'aval du moteur, la force axiale nette est dirigée vers l'aval. Un compresseur entraîné par une turbine peut, dans une certaine mesure, compenser une telle force axiale nette agissant dans le sens aval de la turbine: la pression la plus élevée régnant dans le compresseur agit dans ses derniers étages et a tendance à exercer une force axiale nette dirigée vers l'avant. Cepen- dant, dans une turbine de puissance tournant librement, la force dirigée axialement vers l'aval est absorbée par un - 2 - palier de butée ou par un agencement complexe de paliers. On peut utiliser les paliers de l'art antérieur pour les turbines à gaz ordinaires, y compris les turbines de puissance classiques. La technique des turbines à gaz, lorsqu'elle concerne les applications industrielles, a progressé grâce à l'utili- sation de la vapeur pour améliorer le rendement thermique et augmenter la puissance de sortie. On trouvera des exemples de ces progrès dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4569195 et 4631914, qu'on incorporera ici à titre de référence. Un résultat de ces progrès a été une augmentation importante des poussées agissant sur le rotor, d'oa la nécessité de disposer de paliers ayant une capacité dont on ne dispose pas actuellement. Un moyen de l'art antérieur qu'on a utilisé pour compenser une telle force axiale nette de valeur élevée a consisté à utiliser de l'air sous pression relativement importante, soutiré dans le compresseur et appliqué à une partie du moteur. Un autre moyen, par exemple celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 578 018 dont la description est incorporée ici à titre de référence, utilise un fluide hydraulique à cet effet. Cependant, l'air que le moteur a comprimé ou les fluides hydrauliques qu'on emploie dans le moteur à des fins de lubrification, peuvent provoquer des pertes dans l'efficacité du moteur. La présente invention a pour objet principal un moyen perfectionné et efficace pour libérer au moins une partie de la poussée axiale agissant sur le rotor dans un moteur à turbine. L'invention a pour autre objet, dans un moteur à turbine à gaz, un moyen de ce type utilisant la vapeur à la place de l'air du moteur ou d'un fluide hydraulique. L'invention a encore pour objet un système de moteur à turbine à gaz qui fournit une source de vapeur et un moyen pour utiliser la vapeur afin d'équilibrer un piston de -3- vapeur. L'invention a aussi pour objet un procédé perfectionné pour libérer au moins une partie de la force axiale agissant sur un palier de butée pendant le fonctionnement d'un moteur à turbine. Dans un mode de réalisation de la présente invention, on prévoit un moyen d'équilibrage d'un piston de vapeur pour moteur à turbine qui comprend une chambre de compression et un moyen pour fournir de la vapeur à cette chambre. La chambre est définie par une partie de la surface intérieure d'un élément connecté à un rotor et tournant avec lui, un second élément non tournant espacé de la surface intérieure, et un moyen d'étanchéité entre la surface intrieure tour- nante et le second élément non tournant. Un moyen est également incorporé qui introduit de la vapeur dans la chambre de manière à permettre à celleci d'appliouer une force d'équilibrage au rotor par l'intermédiaire de la surface intérieure connectée. Dans un autre mode de réalisation, des moyens sont incorporés pour introduire à partir de la chambre de la vapeur dans le trajet d'écoulement du fluide d'actionnement du moteur. Dans encore un autre mode de réalisation, on prévoit un système équipé d'un tel moyen d'équilibrage du piston de vapeur et une source de vapeur, ainsi qu'un moyen permettant de fournir la vapeur à la chambre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, un moteur à turbine comportant un palier de butée fonctionne conformément à un procédé dans lequel la vapeur pressurisée est dirigée contre un élément, par exemple, une partie d'une chambre, ce qui libère au moins une partie de la force axiale agissant sur le palier de butée. La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: figure 1, une vue schématique d'une réalisation relati- vement simple d'un moteur à turbine à gaz, comportant une - 4 - turbine de puissance, et qu'on peut utiliser avec la présente invention; figure 2, une vue partielle en coupe de la section turbine de puissance d'un moteur à turbine à gaz selon la présente invention; figure 3, une vue à grande échelle d'une partie de la figure 2, illustrant en détail un mode de réalisation de la présente invention. La présente invention convient plus particulièrement aux moteurs industriels à turbine à gaz dérivés des turbines à gaz d'avion, lorsqu'ils sont adaptés pour fonctionner en versions à injection de vapeur. En général, ces types de moteurs comportent des générateurs à gaz à rotor simple ou double avec des turbines de puissance tournant librement. Cet agencement est différent des gros moteurs industriels classi- ques à turbine à gaz pour la génération d'énergie électrique en ce sens que les moteurs standard sont généralement des ensembles à un seul arbre tournant à une vitesse fixe, par exemple à 3 000 ou 3 600 tours/minute. Les poussées agissant axialement vers l'aval, ou arrière, sur le rotor de la turbine entraînée de tels moteurs sont équilibrées dans une large mesure par les forces dirigées axialement vers l'avant ou amont, agissant sur le rotor du compresseur. Avec l'arrivée des moteurs à injection de vapeur à rapport de pression élevé décrits dans les brevets n 4569195 et 4631914 cités ci-dessus, on peut augmenter de nombreuses fois la puissance spécifique du moteur, par exemple d'un facteur de cinq, par rapport à leurs versions à l'état "sec" dans lesquelles aucune vapeur n'est injectée. La valeur de la poussée agissant en aval sur un rotor de turbine à gaz a augmenté jusqu'à environ 130 tonnes, ce qui se traduit par un accroissement de 3 à 5 fois des charges de poussée auxquelles le rotor est soumis. Ces charges sont au-delà des possibili- tés des paliers de l'art antérieur quant aux dimensions impliquées pour les arbres. De plus, les paliers courants de - 5 - très grandes dimensions nécessitent pendant leur fonctionne- ment des quantités d'huile très élevées et sont soumis à des pertes importantes par frottement. Lorsqu'on essaie de répartir la charge dans un agencement complexe de paliers doubles ou autres, on se heurte aux nombreux problèmes de la réalisation de cette distribution, de son efficacité et de sa fiabilité. La présente invention présente une alternative plus simple, plus efficace et plus fiable. La solution apportée par la présente invention à un tel problème tire profit d'une source de vapeur à haute pression, dont on dispose généralement et commodément dans une chau- dière utilisant la chaleur des gaz d'échappement qu'on emploie pour créer de la vapeur sous pression destinée à être injectée dans le moteur. Par exemple, un tel agencement est décrit dans le brevet né 4 569 195 cité cidessus. Dans un mode de réalisation de la présente invention, on utilise la vapeur pour appliquer une pression ou force du type piston dirigée vers l'avant par rapport à la turbine de puissance. Une telle force s'exerce sur la surface d'un élément connecté au rotor de la turbine de puissance et tournant avec lui. Comme ces éléments sont connectés avec au moins une partie du palier de butée, une force de traction est appliquée à l'avant de ce palier. Celleci a pour effet de libérer au moins une partie de la force agissant vers l'arrière du palier due au fonctionnement de la turbine de puissance. En utilisant la présente invention, on peut concevoir un moteur de pointe, à injection de vapeur, à rapport de pression élevé comportant un palier simple qui peut accepter facilement la poussée agissant sur le rotor tout en fonction- nant à sec - sans injection de vapeur. En même temps, un tel palier peut absorber une partie adéquate de la poussée agissant sur le rotor, par exemple la moitié, tout en fonctionnant avec injection de vapeur, en coopération avec un moyen d'équilibrage du piston de vapeur de la présente invention, pour permettre un fonctionnement efficace, sûr. Il -6 - faut simplement concevoir ce palier pour qu'il traite la poussée incrémentielle agissant sur le rotor avec un fonc- tionnement à sec, le moyen d'équilibrage du piston de vapeur de traction de la présente invention étant destiné à traiter le reste de la poussée éventuelle agissant sur le rotor pendant l'injection de vapeur. Dans les dessins, la figure 1 illustre, schématique- ment, un moteur relativement simple du type à injection de vapeur. Ce moteur et des modes de réalisation plus complexes de celui-ci sont décrits dans le brevet 4 569 195 cité ci- dessus. Un tel moteur comprend, disposés en série suivant le trajet 10 d'écoulement du fluide de travail, un compresseur 12, un moyen de combustion 14, et un moyen de turbine représenté dans ses grandes lignes par la référence 16 et comportant une turbine de puissance 18 tournant librement qui est utilisée pour générer de la puissance électrique ou de la puissance mécanique, comme cela est bien connu dans la technique. Le compresseur 12 est connecté à la turbine 20, le compresseur 12 étant entraîné par un arbre 22. Cependant, la turbine de puissance 18, supportée dans ses grandes lignes à partir de la structure fixe du moteur au moyen des paliers avant et arrière de la turbine de puissance, peut tourner librement à la suite de la détente des gaz dans ses aubes. En figure 2, on a représenté une vue plus détaillée d'un type de turbine de puissance, cette vue étant une coupe partielle. La vapeur pressurisée provenant d'une source 23, généralement à l'état surchauffé, est introduite à l'arrière de la turbine comme cela est représenté en figure 1. En figure 2, la turbine de puissance 18 comporte un rotor 25 constitué d'une multitude d'aubes 24 portées par des roues ou disques tournants 26, connectés les uns aux autres. Au moins l'un des disques, par exemple le disque 26a en figure 2, est connecté par l'intermédiaire d'éléments struc- turels tournants 28 et 30 à des agencements à roulement et joint antérieur et postérieur représentés dans leurs grandes -7- lignes en 32 et 34, comme cela est généralement bien connu dans la technique. Des aubes fixes 36, portées par une structure extérieure fixe, par exemple par une enveloppe extérieure 38, sont disposées entre les aubes tournantes 24. Dans le moteur de la figure 2, on a représenté une turbine basse pression 40 en amont (c'est-à-dire à gauche de la figure) de la turbine de puissance 18, avec la division entre cette turbine et la turbine de puissance 18 se produisant au voisinage d'un support creux fixe 44. L'élément structurel tournant 30, connecté dans la partie arrière de la turbine de puissance au disque de puissance 26a, est relié à un élément structurel supplémen- taire 50 associé aux parties tournantes du moyen de roulement 34. En figure 2, un palier de butée est représenté dans ses grandes lignes par la référence 52 dans le moyen de roulement 34. Grace à ce type général d'agencement connu dans la technique, la poussée axiale postérieure nette provenant de la turbine de puissance est traitée par le palier de butée. Un collecteur de vapeur 46, connecté à la source de vapeur pressurisée 23, introduit la vapeur par l'intermé- diaire d'une conduite 48 et de l'intérieur du support 44 à un moyen d'équilibrage par piston de la présente invention qu'on a illustré dans ses grandes lignes en 54 et plus en détail en figure 3. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la conduite 48 comporte une soupape 49 de commande du débit de la vapeur qu'on décrira ultérieurement. De plus, la conduite de vapeur 48 est reliée à un conduit d'air 51 comportant une soupape 53 de commande d'air, qu'on décrira ultérieurement. Dans la vue partielle en coupe de la figure 3, le moyen d'équilibrage de la présente invention comprend une chambre de compression 56 constituée de la surface intérieure tournante 58 d'une partie d'un premier élément 60 connecté au rotor 25 de la turbine de puissance et tournant avec lui, comme cela est représenté en figure 2, par l'intermédiaire de l'élément structurel tournant 28. La chambre de compression - 8- 56 est définie en outre par un second élément non-tournant ou fixe 62, assujetti au support fixe 44 et espacé de la surface 58 du premier élément 60. Dans le mode de réalisation de la figure 3, les premier et second éléments 60 et 62 sont pratiquement annulaires, et espacés l'un de l'autre. Comple- tant la chambre de compression 56 en figure 3, des moyens d'étanchéité 64a et 64b sont constitués de joints à chute de pression, respectivement intérieur et extérieur, sous forme de joints du type à labyrinthe qu'on connait bien et utilise largement dans la technique. Comme cela est classique, de tels joints ont une forme annulaire. La vapeur pressurisée, par exemple à une pression au moins supérieure à celle régnant dans la section d'entrée du fluide dans la turbine de puissance juste en amont du support 44 et d'une valeur aussi élevée que le nécessite l'équili- brage de la poussée, en provenance de la source 23 (figure 1), est fournie par le collecteur 46 et la conduite 48 (figure 2), par l'intermédiaire de l'intérieur creux du support 44, à une conduite de vapeur 66 (figure 3) puis à la chambre de compression 56. La vapeur agit sur les parois de la chambre de manière à appliquer une force correspondant à la manière avec laquelle un fluide pressurisé agit dans une chambre de cette nature. Cependant, comme l'élément tournant de la chambre 56 est connecté, par l'intermédiaire du rotor 25, au palier de butée. 52, comme on l'a décrit précédemment, la force appliquée à la surface intérieure 58 du premier élément 60 sera transmise à ce palier sous forme d'une force de traction axiale, dirigée vers l'avant, libérant ainsi au moins une partie de la force axiale arrière agissant sur ce palier par suite du fonctionnement du moteur. Par conséquent, la vapeur appliquant une force due à sa pression à la surface intérieure 58 de l'élément 60 exerce à son tour une force de traction sur le palier de butée. Une autre caractéristique du présent mode de réalisa- tion de l'invention, détaillée en figure 3, est un moyen -9- pour le passage de la vapeur entre la chambre de compression 56 et le trajet 10 de circulation du fluide du moteur à turbine à gaz dans le but d'améliorer le rendement, par exemple comme cela est décrit dans le brevet n 4 569 195 cité ci-dessus. La vapeur provenant de la chambre 56 s'écoule d'une façon contrôlée, par exemple en passant par les moyens d'étanchéité 64a et 64b, pour entrer dans le trajet 10 de circulation du fluide du moteur ou de circulation de la vapeur dans la section turbine du moteur. Une telle entrée de la vapeur peut se produire à partir des moyens d'étanchéité radialement intérieur et extérieur pour pénétrer dans les chambres 68 et 70 du moteur, respectivement, puis dans les divers structures et composants du moteur, comme cela est indiqué par les flèches 72a et 72b. Une autre caractéristique du présent mode de réalisa- tion de l'invention, illustrée en figure 2, est la présence d'un moyen de contrôle du débit de la vapeur, tel que la soupape 49 montée dans la conduite de vapeur 48, ou dans un autre endroit de la conduite d'admission à la chambre 56 si cela est plus commode, dans l'objectif d'ajuster ou de contrôler le débit de la vapeur pressurisée entrant dans la chambre 56. Dans un exemple de réalisation, une telle soupape peut être actionnée, au mDins en partie, en fonction de l'usure des moyens d'étanchéité 64a et 64b pendant le fonctionnement. Une telle usure des moyens d'étanchéité aura tendance à permettre l'écoulement d'un volume plus grand de vapeur à partir de la chambre 56, d'o la réduction de la pression dans la chambre, avec comme conséquence la diminu- tion de la force de traction ou action exercée sur le palier de butée, tel que le palier 52 de la figure 2. Le fonctionnement du moyen de contrôle du débit, tel que la soupape 49, peut être ordonné par une commande centrale à laquelle peuvent être transmis des signaux représentatifs de la valeur de la force ou des contraintes, ou d'autres conditions auxquelles est soumis le palier 52. Cela peut - 10 - s'effectuer en utilisant la technologie de détection et de transmission de signaux et des moyens bien connus qu'on emploie dans la partie turbine à gaz dans le but de détecter et de transmettre les conditions et paramètres de fonction- nement du moteur et des systèmes qui lui sont associés. Une autre caractéristique du mode de réalisation de la présente invention, tel qu'il est illustré en figure 2, est la présence d'un conduit d'air 51 commandé par la soupape 53. Une telle structure permet de tenir compte des conditions de fonctionnement du moteur à l'état "sec", c'est-à-dire en l'absence d'injection de vapeur,pour obtenir une puissance et un rendement plus élevés, comme cela est décrit dans le brevet n 4 569 195 cité ci-dessus. Dans un tel fonctionne- ment à l'état "sec", le palier de butée 52 peut recevoir la poussée dirigée axialement comme dans un moteur à turbine à gaz ordinaire. Cependant, il peut être souhaitable de prévoir l'entrée d'un courant d'air du type purge ou courant d'air pressurisé dans la chambre 56, puis dans les chambres 68 et 70. Par exemple, lorsque la soupape 49 montée dans la conduite 48 est fermée et qu'il n'y a aucune circulation de vapeur dans la conduite 48, on peut ouvrir la soupape 53 pour laisser passer de l'air pressurisé, commodément soutiré en amont du moteur, par exemple au droit du compresseur, pour le faire pénétrer dans les chambres 56, 68 et 70 à partir du conduit 51. La coordination et la plage de fonctionnement des soupapes 49 et 53 peuvent être obtenues par l'intermédiaire d'un moyen de contrôle de débit de fluide relativement simple, tel que le moyen 55 de commande de soupape ou de commutation représenté en figure 2. Par exemple, la commuta- tion peut être incorporée dans une commande du moteur qui sélectionne le fonctionnement entre l'état "sec" et l'injec- tion de vapeur, en utilisant une technologie bien connue dans l'art de la commande des moteurs à turbine à gaz. En outre, on peut programmer de diverses manières cette commutation - 11 - vapeur-air partielle ou totale dans le moyen 55 de commande du débit du fluide. Par exemple, on peut faire varier cette commutation en fonction de la pression de la pompe à huile du palier de butée et du rotor de la turbine de puissance, c'est-à-dire qu'on peut réduire l'arrivée de vapeur lorsque la charge du palier de butée de la turbine de puissance est inférieure à la valeur nominale. Dans une autre réalisation, le rapport entre les pressions dans la cavité à vapeur et le courant gazeux d'entrée dans la turbine peut être réglé par étranglement de la soupape de vapeur afin de contrôler les besoins en poussée du rotor. On a procédé à des calculs comparatifs entre la présente invention et les performances attendues de paliers mécaniques plus complexes, par exemple des paires appariées de paliers de partage de la charge, qui auraient été conçus pour satisfaire les conditions de charge élevées décrites ci- dessus pendant l'opération d'injection de la vapeur. Ces calculs ont montré que la présente invention a à peu près le même rendement thermique sans courir les risques et subir les pertes de puissance qui sont associés à de tels types de paliers mécaniques complexes. De plus, les calculs ont montré que la présente invention a approximativement le même impact sur le rendement thermique associé au type de dispositif de partage de la charge des paliers mécaniques complexes à roulement conique, ayant une perte de puissance d'environ 1% mais n'en courant pas les risques. Il s'agit d'un système plus fiable avec des prévisions sur la durée de vie plus sûres; il élimine la nécessité d'avoir à recourir aux grandes alimentations et pompes à huile qui sont associées aux autres systèmes. L'utilisation du moyen 55 de commande de débit et sa coordination avec le débit de la vapeur pressurisée, prove- nant par exemple de la source 23 de la figure 1 et passant par la conduite 48, et du débit d'air pressurisé s'écoulant par l'intermédiaire du conduit 51 dépendent du fonctionnement - 12 - du moteur. Un exemple est donné par le cas o la puissance du moteur diminue, par exemple par retour en arrière de l'étrangleur, lors du passage d'un fonctionnement avec injection de vapeur à un fonctionnement à l'état "sec", c'est-à-dire sans vapeur. Le moyen de commande 55 peut faire en sorte que la soupape d'air 53 et la soupape de vapeur 49 fonctionnent pour étrangler les pressions respectives de façon individuelle afin que la pression de la vapeur soit réduite à une enthalpie totale constante, et que la sur- chauffe de la vapeur augmente. De cette façon, le mélange de la vapeur surchauffée, pressurisée, et de l'air plus froid ne provoquera aucune condensation. Un autre exemple est celui o il y a augmentation de la puissance du moteur, par exemple par avance de l'étrangleur, par passage du fonctionnement à l'état "sec" avec de l'air de purge au fonctionnement avec injection de vapeur. On peut choisir la source d'air pressurisé à une température suffisamment élevée pour empê- cher la condensation lorsqu'il v a adjonction de vapeur surchauffée. On peut effectuer une telle commande et une telle coordination en utilisant le type de cycle et la technique de détection, d'acheminement et de commutation bien connus et utilisés dans l'art des moteurs à turbine. - 13 - REVENDICATIONS 1. Moyen d'équilibrage à piston de vapeur tracteur (54) dans un moteur à turbine comprenant un palier de butée (52), ce moyen étant connecté au palier de butée pour libérer au moins une partie de la force axiale provenant de ce palier, caractérisé en ce qu'il comprend: - une chambre de compression (56) comportant une surface intérieure tournante (58) définie par au moins une partie d'un premier élément (60) qui est connectée à une partie tournante du palier de butée et est animée d'un mouvement de rotation avec cette dernière partie; et - un moyen (46) pour fournir de la vapeur pressurisée à la chambre de compression et contre la surface intérieure afin d'appliquer une force à cette surface et, à son tour, une force de traction au palier de butée. 2. Moyen d'équilibrage à piston de vapeur tracteur darns un moteur à turbine comportant un trajet d'écoulement d'un fluide de travail et incorporant un rotor (25) supporte axialement par au moins un palier de butée (52), un moyen d'équilibrage à piston de vapeur tracteur (54) connecté au palier pour libérer au moins une partie de la force axiale provenant de ce palier, caractérisé en ce qu'il comprend: - une chambre de compression (56) comportant une surface intérieure tournante (58) définie par au moins une partie d'un premier élément (60) qui est connecté au rotor et tourne avec lui, un second élément non tournant (62) espacé de la surface intérieure, et des moyens d'étanchéité (64a; 64b) entre la surface intérieure tournante et le second élément non tournant; et - un moyen (46) pour fournir de la vapeur pressurisée à la chambre de compression et contre la surface intérieure afin d'appliquer une force à cette surface et, à son tour, une force de traction au palier de butée. 3. Moyen d'équilibrage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (64a, 64b) pour - 14 faire passer la vapeur de la chambre de compression (56) au trajet (10) d'écoulement du fluide de travail du moteur. 4. Moyen d'équilibrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la vapeur provenant de la chambre de compression est transmise par l'intermédiaire des moyens d'étanchéité (64a, 64b). 5. Moyen d'équilibrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent une paire de joints à labyrinthe à chute de pression. 6. Moyen d'équilibrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que: le premier élément (60) et le second élément (62) sont sensiblement annulaires, espacés l'un de l'autre, supportés, respectivement, par une structure tournante (25) et une structure non tournante (40) définissant, avec les moyens d'étanchéité (64a, 64b), une chambre de compression (56) sensiblement annulaire; et les moyens d'étanchéité comprennent des joints radia- lement intérieur et extérieur à chute de pression destinés à contrôler le débit de la vapeur provenant de la chambre de compression. 7. Moyen d'équilibrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (46) fournissant de la vapeur pressurisée à la chambre de compression comprend un moyen (49) de commande du débit de la vapeur entrant dans la chambre de compression, ce moyen permettant la commande au moins selon le fonctionnement du moteur. 8. Moyen d'équilibrage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (51) pour fournir de l'air pressurisé à la chambre de compression; un moyen (53) pour commander le débit de l'air pressurisé entrant dans la chambre de compression; et un moyen (55) de commande du débit d'un fluide connecté fonctionnellement au moyen de commande du débit de la vapeur - 15 - et au moyen de commande du débit de l'air pour coordonner le débit de la vapeur et le débit de l'air entrant dans la chambre de compression selon le fonctionnement du moteur. 9. Moyen d'équilibrage à piston de vapeur tracteur dans un moteur à turbine à gaz comprenant, en série dans le trajet d'écoulement d'un fluide de travail, un moyen de compresseur (12), un moyen de combustion (14), et un moyen de turbine (16) comportant une turbine de puissance (18) ayant un rotor (25) tournant librement et supporté axialement par au moins un palier de butée (52) le moyen d'équilibrage étant connecté au palier de butée pour libérer au moins une partie de la force axiale provenant de cette butée, caractérisé en ce qu'il comprend: une chambre de compression (56) située radialement à l'intérieur du trajet (10) d'écoulement du fluide de travail de la turbine de puissance, et présentant une surface intérieure tournante (58) définie par au moins une partie d'un premier élément (60) qui est connecté au rotor et tourne avec lui, un second élément non tournant (62) espacé de la surface intérieure, et des moyens d'étanchéité (64a, 64b) entre la surface intérieure tournante et le second élément non tournant; et un moyen (46) pour fournir de la vapeur pressurisée à la chambre de compression et contre la surface intérieure afin d'appliquer une force à la surface intérieure et, à son tour, une force de traction au palier de butée. 10. Moyen d'équilibrage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour faire passer la vapeur de la chambre de compression au trajet (10) d'écoulement du fluide de travail du moyen de turbine. 11. Moyen d'équilibrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier élément et le second élément sont sensiblement annulaires, espacés l'un de l'autre et supportés, respectivement, par la structure tournante (25) et la structure non tournante (40) de la turbine, définissant, - 16 - avec les moyens d'étanchéité, une chambre de compression (56) sensiblement annulaire; et les moyens d'étanchéité (64a, 64b) comprennent des joints radialement intérieur et radialement extérieur avec chute de pression du fluide afin de contrôler le débit de la vapeur provenant de la chambre de compression. 12. Moyen d'équilibrage selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (51) pour fournir de l'air pressurisé à la chambre de compression à partir du moyen de compresseur; un moyen (53) pour commander le débit de l'air pressurisé entrant dans la chambre de compression et, un moyen (55) de commande de débit de fluide connecté fonctionnellement au moyen de commande du débit de la vapeur et au moyen de commande du débit d'air pour coordonner les débits de vapeur et d'air entrant dans la chambre de compression selon le fonctionnement du moteur. 13. Système de moteur à turbine à gaz comprenant une source de vapeur à une première pression; un moteur à turbine à gaz ayant, en série, dans le trajet d'écoulement du fluide de travail, un moyen de compresseur, un moyen de combustion, et un moyen de turbine, le moteur comportant un rotor supporté axialement par au moins un palier de butée; et un moyen pour introduire de la vapeur dans le moteur, caractérisé en ce que: le moteur comporte un moyen d'équilibrage à piston tracteur de vapeur (54) connecté au palier de butée (52) pour libérer au moins une partie de la force axiale due à ce palier, caractérisé en ce que le moyen d'équilibrage com- prend: (a) une chambre de compression (56) ayant une surface intérieure tournante (58) définie par au moins une partie d'un premier élément (60) qui est connecté au rotor et tourne avec lui, un second élément non tournant (62) espacé de la surface intérieure, et des moyens d'étanchéité (64a, 64b) - 17 - entre la surface intérieure tournante et le second élément non tournant; (b) un moyen (46) pour fournir la vapeur à la chambre de compression et contre la surface intérieure afin d'appli- quer une force à cette surface et, à son tour, une force au palier de butée; et (c) un moyen pour introduire la vapeur de la chambre de compression à une partie sélectionnée du trajet (10) d'écou- lement du fluide de travail en aval du moyen de compresseur (12), le fluide présent dans le trajet au droit de la partie sélectionnée étant à une seconde pression inférieure à la première pression. 14. Procédé pour faire fonctionner un moteur à turbine comportant un trajet d'écoulement de fluide de travail et un palier de butée qui est soumis pendant la marche à une force axiale, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consis- tant à: fournir une alimentation en vapeur pressurisée; et diriger la vapeur contre un élément connecté au palier de butée afin d'appliquer une force à l'élément dans une direction qui libérera au moins une partie de la force axiale. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à diriger la vapeur, après application à l'élément, afin qu'elle entre dans le trajet d'écoulement du fluide de travail. 16. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'élément définit au moins une partie d'une chambre de compression, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: diriger la vapeur pour la faire entrer dans la chambre de compression et l'appliquer à l'élément; fournir une alimentation en air pressurisé et un moyen pour diriger l'air afin qu'il entre dans la chambre de compression; et - 18 - commander et coordonner le débit de l'air pressurisé et de la vapeur pressurisée dans leur entrée dans la chambre de compression selon le fonctionnement du moteur. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le débit d'air et le débit de vapeur sont commandés et coordonnés alors qu'il y a diminution de la puissance du moteur afin de réduire la pression de la vapeur à une enthalpie totale constante et d'augmenter la surchauffe de la vapeur. 18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que le débit de l'air et la température de l'air, et le débit de la vapeur sont commandés et coordonnés alors qu'il y a augmentation de la puissance du moteur afin d'empêcher la condensation de la vapeur.