"回転シャフト98を有する蒸気タービンシステム90の正味スラストを制御するシステム102であって、タービンセクション92において前記回転シャフト98のステップ部分110に隣接した、前記回転シャフト98に対してシールするための能動引込式シールARS114と、第1の制御弁と第2の制御弁とを含み、前記タービンセクション92の第1の段122を前記ARS114の上流側のパッキン区域124に流体結合する第1のリークオフライン120と、第3の制御弁を含み、前記第1の段122の後に続く前記タービンセクション92の第2の段132を前記ステップ部分110の直ぐ上流側のステップ区域134に流体結合する第2のリークオフライン130と、第4の制御弁を含み、前記第1の制御弁及び第2の制御弁間で前記第1のリークオフライン120を前記第2のリークオフライン130に流体結合する接続ライン140と、前記ステップ部分110に作用するスラスト圧力を調節することによって前記制御弁を能動的に制御し正味スラストを制御するように構成されたコントローラ150とを備えるシステム102。前記コントローラ150が更に、極端なスラスト作動条件又は過酷な作動条件のうちの少なくとも1つの間に前記ARS114の引き込みを可能にしながら、前記ステップ部分110に作用するスラスト圧力を調節することによって前記制御弁を能動的に制御し正味スラストを制御するように構成される、請求項1記載のシステム102。前記極端なスラスト作動条件が、最大蒸気圧力、蒸気タービンシステム90からの蒸気抽出、及び蒸気放出からなる群から選択され、前記過酷な作動条件が、前記蒸気タービンシステム90の始動、前記蒸気タービンシステム90のシャットダウン、熱的過渡特性90、及び前記蒸気タービンシステム90のトリップ事象からなる群から選択される、請求項2記載のシステム102。極端でないスラストで過酷でない定常状態作動条件において、前記コントローラ150が、前記第1、第2、及び第3の制御弁を開放し、前記第4の制御弁を閉鎖する、請求項2記載のシステム102。極端でないスラストで過酷な作動条件の発生に応答して、前記コントローラ150が、前記第1の制御弁を閉鎖し、前記第2、第3、及び第4の制御弁を開放する、請求項4記載のシステム102。極端なスラストで且つ定常状態作動条件において、前記コントローラ150が、前記第1及び第4の制御弁を開放し、前記第2及び第3の制御弁を閉鎖する、請求項2記載のシステム102。極端なスラストで且つ過酷な作動条件の発生に応答して、前記コントローラ150が、前記第1、第2、及び第4の制御弁を開放し、前記第3の制御弁を閉鎖する、請求項6記載のシステム102。前記ステップ部分110のサイズが、前記極端なスラスト作動条件中に必要な相殺スラストの量に基づいている、請求項1記載のシステム102。前記回転シャフト98によって作用される正味スラストを受けるよう位置付けられたスラスト軸受100を更に備える、請求項1記載のシステム102。前記タービンセクションが高圧HPタービンセクション92を含み、前記スラスト軸受100が、前記蒸気タービンシステム90の高圧HPタービンセクション92と、低圧LPタービンセクション96及び中圧IPタービンセクション94のうちの少なくとも1つとの間に位置付けられる、請求項9記載のシステム102。本発明の実施形態によれば、蒸気タービンの高圧タービンセクションにおける回転シャフトのステップ部分にわたってスラスト圧力を調節し、従ってより小型のスラスト軸受を使用できるようにすることによる蒸気タービンの正味スラストを制御するシステムが記載される。本システムは、追加の蒸気又は主供給蒸気の活用を必要とすることなく、適用されるタービンセクションから漏出される蒸気を用いてこの機能を提供する。本システムはまた、過酷な作動条件中に能動引込式シールARSの引き込みを可能にすることができる。すなわち、ARSの作動を損なうことなく正味スラストが制御され、これは、スラストの変化の前又は後で、要求に応じて開閉するようARSを設定できることを意味する。この側面により効率が改善される。更に、ARSが開放から閉鎖へ、又は閉鎖から開放へなどステータスを切り替えたときに、スラストは影響を受けない。ARSが摩擦を避けるために引き込まれているときには、タービントリップ又はシャットダウン中のスラストバランスの突然の変化は望ましくないので、この側面によりタービン作動性が改善される。図1を参照すると、蒸気タービン90は、高圧HPタービンセクション92、中圧IPタービンセクション94、及び隣接する低圧LPタービンセクション96を含むように図示されている。各セクションは、1つ又はそれ以上の段から構成することができる。これらの種々の段内に収容される回転要素は、通常、軸方向回転シャフト又はロータ98上に装着される。図1に示すように、HPタービンセクション92は、蒸気タービン90の中圧及び低圧タービンセクション94、96とは反対側に配置される。この配置により段スラストの釣り合いが保たれる。更に、スラスト軸受100は、HPセクション92とIPセクション94との間に設置される。スラスト軸受100のサイズ面積は、広範囲の作動条件例えば、タービンシステムの負荷、作動速度、温度、及び蒸気タービン内部の圧力レベル、その他下でスラスト圧力が確実に所定範囲の値を下回るように選択される。図1の蒸気タービンにおいて、段スラストは通常、空気力学的、機械的、及び効率的条件に基づいた流路設計によって決まる。従って、スラスト平衡は、通常、端部パッキン領域における段スラストによって行われる。段スラストは、主として4つのパッキン領域、すなわち、LPタービンセクション96の下流側端部にあるパッキンN1、IPタービンセクション94の上流側端部にあるパッキンN2、並びにHPタービンセクション92の上流側端部及び下流側端部にそれぞれあるパッキンN3及びN4において生じる。パッキン又は蒸気シールは通常、当該技術分野で公知のラビリンスタイプのシールであるが、他のタイプのシールを用いることもできる。蒸気タービン90の特定のセクションの各パッキンは、ラビリンスシールのような幾つかのシール要素を含むことができる。IP及びLPセクション94、96の圧力が比較的低い圧力例えば、LPセクションで準大気真空圧から約4,800Pa~0.7psi、IPセクションで最大約24,000Pa~0.35psiであるので、これらのセクションで生成される段スラストは、比較的小さい。HPセクションでの高圧力に起因して、HP入口パッキン図1のN3において最大の段スラストが生じる。パッキンN4における段スラストは、HPタービンセクション92の最終段からパッキンN4への移行時に回転シャフト98の直径が急激に減少するため、同様のレベルのスラストを受ける。正味スラストは、スラスト軸受100の能力を超えて増大する可能性があるので、蒸気タービン90内の指定位置に存在する段スラストは、回転シャフト98にわたるスラスト差違を平衡化するのに利用されている。これによりスラスト軸受100を妥当なサイズのものにすることができる。蒸気タービン90において、パッキンN1~N4は、高圧蒸気がタービンセクションからドレインポートに漏出するのを防ぐための圧力パッキンとして働くか、或いは、空気が蒸気タービン90に漏出するのを防ぐための真空パッキンとして働く。蒸気タービン90に作用する作動付加が増大すると、蒸気タービン90のHP及びIPタービンセクション92、94のそれぞれの圧力が増大する。これらのセクションの端部にあるパッキン図1に示すパッキンN2~N4は、ここでは圧力パッキンとして働く。蒸気タービン90が、ギアを転回させて真空引きするよう作動しているときには、パッキンパッキンN1~N4の全ては、真空パッキンとして働き、蒸気漏出損失を最小限にするよう機能する。図2を参照すると、本発明の実施形態によるシステム102を含む、HPタービンセクション92の部分断面図が示される。システム102は、HPタービンセクション92と共に説明するが、本発明の教示はあらゆるタービンセクションにも適用できる点は理解されたい。回転シャフト98が、公知の方式で延びる複数の段104と共に図2の下部に図示されている。HPタービンセクション92に蒸気を供給するための高圧入口108は、全体的にボウル形を有する。漏出流が蒸気パッキン例えば、パッキンN3~1の構成要素を通過すると、圧力差がパッキン要素にわたって増大する。例えば、蒸気タービン90が入口108いのいて13.3MPa~1930psiのボウル圧力Pbouwlを有する場合、パッキン要素N3~1の下流側に作用する圧力は、例えば、約12.7MPa~1842psiとすることができる。同様に、次のパッキン要素N3~2の下流側に作用する圧力は、例えば、12MPa~1740psiとすることができる。更に、各パッキン要素の下流側に作用する圧力が、蒸気タービン90のHPタービンセクション92を通る同様の圧力変化を反映する点は、当業者であれば理解されるであろう。セクションの出口端部において、すなわちパッキンN3の下流側では、圧力Patmはドレインポートでの圧力を反映している。図2はまた、回転シャフト98上のステップ部分110を示している。従来、HPタービンセクション92のステップ部分110は、パッキンN-3及びN-4と連動して蒸気タービン90のスラストを制御するのに利用されている。シールパッキンN3-9及びN3-10のペアは、ステップ部分110に対するシールを示しているが、これよりも多い又は少ないパッキンを利用してもよい。ステップ部分110の場所は、例えば、タービンのサイズ、使用される圧力、前述のシールパッキンの数など、様々な要因に応じて変わる可能性がある点は理解される。システム102は、パッキン112を含むことができ、該パッキンは、一部の実施形態において、ステップ部分114に隣接する回転シャフト98に接してシールをするために、ステップ部分110に隣接した能動引込式シールARS114の形態をとることができる。図示のように、パッキン112及びARS114は、2つのシールパッキンN3-7、N3-8を含むが、これよりも多い又は少ないパッキンを利用してもよい。加えて、パッキン112及びARS114の場所は、例えば、タービンのサイズ、使用される圧力、前述のシールパッキンの数など、様々な要因に応じて変わる可能性がある。ARS114は、非シールの開放位置にバネ付勢される現在又は将来開発される能動引込式シールを含むことができ、該バネ付勢は、ARS114にわたって加えられる圧力差が打ち勝って、ARS114が回転シャフト98に接してシールする閉鎖シール位置図示にまでパッキンシールを移動させることができる。ARS114の詳細な構成は、当該技術分野で公知であり、本明細書ではこれ以上は検討しない。図2はまた、パッキン112並びに利用時にはARS114の上流側で且つステップ部分110の上流側にあるパッキン区域124にHPタービンセクション92の第1の段122を流体結合する第1のリークオフライン120を含むシステム102を示している。パッキン112又はパッキン区域124での圧力はPPAとして示される。図示の実施例において、第1の段122は、HPタービンセクション92の第2の段である。しかしながら、第1の段122は、本明細書の他の箇所で説明される作動に必要な圧力に応じて、異なる段に位置付けることができる点は理解される。第1のリークオフライン120は、第1の制御弁V1と、従来システムとは対照的に、第2の制御弁V2とを含む。第2のリークオフライン130は、第1の段122に続くすなわちより下流側の蒸気タービンHPの第2の段132をステップ部分110の直ぐ上流側にあるステップ区域134に流体結合する。ステップ区域134の圧力は、Pstepとして示される。図示の実施例において、第2の段132は、HPタービンセクション92の第2の段132である。しかしながら、第2の段132は、本明細書の他の箇所で説明される作動に必要な圧力に応じて、第1の段122に続く異なる段に位置付けることができる点は理解される。第2のリークオフライン130はまた、第3の制御弁V3を含む。システム102はまた、第1の制御弁V1と第2の制御弁V2との間にある第1のリークオフライン120を第2のリークオフライン130に流体結合する接続ライン140を含む。図示のように、接続ライン140は4つの制御弁V4を含む。制御弁V1~V4は、例えば、ソレノイド弁を電気的に制御可能な現在既知の又は将来開発される弁を含むことができる。当該技術分野で公知のように、ソレノイド弁は、蒸気タービン90のパッキン構成要素の圧力を自動的に制御するのに使用される制御装置である。電気的に開閉されると、制御弁V1~V4は、蒸気を流動又はストップすることができる。図2を引き続き参照すると、システム102はまた、制御弁V1~V4を能動的に制御するよう構成されるコントローラ150を含み、入口ボウル108からN3-1を通ってN3-6に漏出する蒸気を用いてステップ部分110に作用するスラスト圧力を調節し、漏出物をHPタービンセクション92の第1及び第2の段122、132の何れかに戻し多少の多くの仕事を行わせることにより、正味スラストを調節する。本明細書で更に説明されるように、コントローラ150はまた、利用される場合、極端なスラスト作動条件及び過酷な作動条件のうちの少なくとも1つの間に、ARS114の引き込みを可能にするよう構成される。極端なスラスト作動条件は、より大型のスラスト軸受100が必要とされるスラストレベルを示す作動状態を含むことができる。実施例は、限定ではないが、最大蒸気圧力の使用、蒸気タービン90からの蒸気抽出蒸気タービン90からの蒸気抽出の開始を含む、又は蒸気放出を含む。過酷な作動条件は、必ずしも上述のようなスラストレベルを示さない作動状態であってもよいが、蒸気タービン90の始動又はシャットダウン、振動に起因する熱的過渡又はトリップ事象、或いは蒸気タービン90の過速度などの損傷を阻止するのにARS114の抽出を必要とする可能性がある。定常状態作動条件は、タービンセクションが移行状態又は過渡状態ではない何れかの作動状態とすることができる。同様に、非定常状態作動条件は、例えば、ロータの臨界速度など、移行又は過渡状態が生じている作動状態とすることができる。上述の作動状態は、単独で又は共に発生する場合があり、或いは全く発生しない場合もある点は理解される。すなわち、極端なスラストでなく過酷な作動条件が存在する場合があり、或いは、極端なスラストで過酷でない作動条件が存在してもよく、これらの各々は、定常状態運転又は非定常状態運転中に発生する可能性がある。別個のコントローラ150として図示されているが、コントローラは、例えば、ハードウェア及び/又はソフトウェアの一部として、蒸気タービン90の全体の制御システムに一体化できる点は理解される。システム102は、蒸気タービン90の幾つかの作動条件に対応する幾つかの制御弁位置を生成できる。一般に、システム102は、調整可能なスラスト釣り合い機能をステップ部分110及び/又はARS114に付加し、他の作動点に近接した蒸気抽出又は放出に伴う最大高圧MAXHPなどの極端なスラスト作動条件での正味スラストをもたらす。これらの特徴によりスラスト軸受100の必要なサイズが小さくなり、このような高い正味スラスト用に設計されていないシステムで上述の機能を可能にする。加えて、システム102は、過酷な作動条件及び/又は極端なスラスト作動条件時の損傷を防ぐためにARS114の引き込みを可能にする。ステップ部分110のサイズ、すなわち、ステップ回転シャフト98の隣接する外周部と比較して大きな直径は、極端なスラスト作動条件中に必要とされる相殺スラストの量に基づいている。1つの実施例において、ステップ部分110は、回転シャフト98の隣接部分と比較して約15.24センチメートル~6インチのより大きな直径を有することができる。ここで、様々な作動条件に対応するためにシステム102のコントローラ150が提供できる様々な構成を説明する。極端なスラストでなく、過酷でない定常作動条件では、コントローラ150は、第1、第2、及び第3の制御弁V1、V2、V3を開放し、第4の制御弁V4を閉鎖する。この構成は、ARS114の引き込みを必要とする問題のない正味スラスト及び過酷でない作動を有するとみなされる作動条件に合うものである。この構成において、第1の蒸気リークオフライン120は、第1の段122をパッキン区域124に流体結合し、パッキン区域124での圧力を制御する。パッキンB3-1からN3-6が下流側パッキンN3-7及びそれ以降よりも比較的良好にシールしている場合、高圧蒸気が第1の段122からパッキン区域124に流動し、ここで背圧を増大させて入口ボウル108からの高エネルギー蒸気の漏出を低減することができる。他の状況では、上流パッキンが良好にシールされていない場合、すなわち、上流側漏出が下流側漏出よりも多い場合には、入口ボウル108からの追加の漏出がパッキン区域124から第1の段122に戻され、より多くの仕事を行うようにする。何れにしても、パッキン区域124の圧力は、第1の段122の圧力と実質的に同じである。同様に、第2の蒸気リークオフライン130は、第2の段132をステップ区域134に流体結合し、ステップ区域134の圧力が第2の段132の圧力と実質的に同じであるようになる。接続ライン140は、制御弁V4により閉鎖される。本質的に、パッキン区域124及び/又はステップ区域134での圧力は、流れ圧力の維持に関連付けられ、シール性能又はシール劣化による影響を受けないので安定している。従って、ステップ部分110からのスラストは既知であり、信頼性がある。正味スラスト図1は、第1の段122又は第2の段132からの圧力にステップ部分110を曝すことにより制御することができる。ARS114がこの構成で提供された場合、区域圧力PPAは、ステップ区域圧力Pstepよりも大きいので、ARS114は回転シャフト98と閉鎖シール位置で維持される。すなわち、第1の段122の圧力が第2の段132の圧力よりも十分に大きく、引き込みバネベースのARS114の圧力に打ち勝つので、ARS114は、回転シャフト98と閉鎖シール位置で維持される。上述のように、過酷な作動条件は、例えば、高レベルの振動又は過速度に起因するタービントリップ、或いは、蒸気タービン90の始動又はシャットダウン時の熱過渡応答によって上述の構成の間に生じる可能性がある。過酷な作動条件は、提供される場合にはARS114が、ロータ偏位及び熱ピンチによるパッキンシール歯の損傷を防ぐために引き込みを必要とする場合があるが、極端なスラストの不釣り合いは存在しない条件とすることができる。極端でないスラストで且つ過酷な作動条件が発生又は生成されたことに応答して、コントローラ150は、第1の制御弁V1を閉鎖し、第2、第3、及び第4の制御弁V2~V4を開放する。この構成において、パッキン区域124は、第1の蒸気リークオフライン120すなわち、第2の制御弁V2の前にある、図示のライン120の左側を介して第2のリークオフライン130に流体結合し、この第2のリークオフライン130はまた、ステップ区域134を第2の段132に流体結合する。その結果として、パッキン区域124は、ステップ区域134と同じ圧力に曝され、すなわち、Pstep=PPAであり、ARS114は、回転シャフト98から引き込まれ、従って、パッキンN3-7及びN3-8並びに回転シャフト98などのHPタービンセクション部品への損傷を阻止する。上述の弁の作動はステップ区域134での圧力を変化させない点は留意されたい。従って、他の場合には機械的不安定性の付加の原因となる、プロセス中の突然のスラスト変化が生じないことになる。別の作動条件では、HPタービンセクション92が極端なスラストの定常状態作動条件で稼働する。この作動条件は、蒸気圧力が低い条件よりも高いHP段スラスト図1を生成する。この場合、コントローラ150は、第1及び第4の制御弁V1、V4を開放し、第2及び第3の制御弁V2、V3を閉鎖する。この構成において、第1の段122は、ステップ区域134に流体結合され、より高い圧力蒸気が第1の段122からステップ区域134に流動することができるようになる。また、パッキン区域124は、第2の弁V2が閉鎖されることにより第1のリークオフライン120から離れて閉鎖され、第2の段132は、制御弁V3が閉鎖されることにより第2のリークオフライン130から離れて閉鎖される。パッキン区域124はもはやあらゆる段圧力に接続されていないので、この圧力は、入口ボウル108からの上流側圧力とステップ区域134での比較的低い下流側圧力までを有する、パッキンN3-1からN3-8間の圧力分布により求められる。質量漏出釣り合いによるこれらのパッキンの各々にわたって圧力低下が存在する。すなわち、パッキン112前の圧力は、パッキン112における圧力PPAよりも大きく、圧力PPAは、ステップ部分110の前の圧力Pstepよりも大きい。従って、ARS114は閉鎖したままであり、すなわち、回転シャフト98に接してシールされている。同時に、第1の段122からの増大したステップ区域圧力Pstepは、ステップ部分110に対して相殺スラストを提供し、最大高圧作動条件によってもたらされる高圧HP段スラストを相殺させ、従って、正味スラストを制御する。上述のように、極端なスラスト作動条件は、例えば、HPタービンセクション92からの他の目的での蒸気抽出を開始することにより上述の構成の間に生じる可能性があり、結果として極端なスラストで且つ過酷な作動条件をもたらすことになる。この場合、ステップ部分110の前の圧力は、上述のような増大正味スラストを相殺し釣り合わせるために高い値に設定される。機械のこのようなスラスト設定、又は計画的運転停止又はシステムトリップに起因するこのような設定によるシャットダウンを開始するためには、ARS114は、シール歯を摩擦から退避させるために後退させる必要がある。この場合、コントローラ150は、第1、第2、及び第4の制御弁V1、V2、V4を開放し、第3の制御弁V3を閉鎖する。この構成において、第1の段122は、ステップ区域134及びパッキン区域124に流体結合され、それぞれの圧力すなわち、PPA及びPstepは実質的に等しいようにされる。その結果として、ARS114は、回転シャフト98から離れて引き込まれ、従って、例えば、パッキンN3-7及びN3-8などのHPタービンセクション92及び回転シャフト98への損傷を阻止する。同時に、第1の段122からの増大ステップ区域圧力Pstepは、引き続きステップ部分110に相殺スラストを提供し、最大高圧作動条件によってもたらされる高圧HP段スラストを相殺させ、従って、正味スラストを制御する。この場合も同様に、極端なスラスト作動条件にてARS114を開閉させる弁の作動は、ステップ区域134での圧力を変化させない点に留意されたい。すなわち、他の場合には機械的不安定性の付加の原因となる、プロセス中の突然のスラスト変化が生じないことになる。本明細書では詳細に説明しないが、システム102は、現在既知の又は将来開発されるセンサ152と協働して、どのような条件下で蒸気タービン90が稼働しているかを判定することができる点は理解される。センサ152は、限定ではないが、スラスト軸受100の各側部のスラスト、タービンセクションの何れかにおける増大作動圧力、抽出条件の変化例えば、抽出弁図示せずの作動、始動手順の開始、システムトリップ、シャットダウン手順の開始など、幾つかの作動パラメータの何れかを測定することができる。上述のように、コントローラ150の技術的効果は、該コントローラがHPタービンセクション92のステップ回転シャフト98に作用する正味スラストと、HPタービンセクション92の別個の段122、132に流体結合されたリークオフライン120、130のペアからの蒸気を用いてステップ回転シャフト98に対してシールするARS114の引き込みとを制御することである。記載のシステム及び技術の一部の実施形態の実施において実現できる利点は、追加のライン及び弁調整と共に既存のリークオフラインを使用して、回転シャフトのステップ部分110における圧力を変化させ、ある極端なスラスト作動点についてのスラストを相殺し、正味スラスト変動が低減されるようにすることである。詳細には、HPタービンセクション92における最大高圧力中の抽出の開始は、スラスト軸受100の必要な強度に関して稀な外れ値作動条件を提示する。システム102は、通常はスラスト軸受サイズを決定付ける当該特定の及び他の極端なスラスト作動点についての正味スラストを相殺することによって、スラスト軸受のサイズ低減及び消費電力低減例えば、ある状況では300KWを可能にする。その結果、システム102は、このような作動用に設計されていなかった蒸気タービン90において高圧力の抽出を可能にすることができる。更に、利用される場合、システム102は、ARS114の作動性を維持し、すなわち、必要に応じて開閉することができ、回転シャフト98がトリップしたときに乱流が付加されないように、ARSの引き込み又は閉鎖時の何れにおいても正味スラストの変化を伴わない。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示事項を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。更に、本明細書内で使用する場合に、含む及び/又は備えるという用語は、そこに述べた特徴部、完全体、ステップ、動作、要素及び/又は構成部品の存在を明示しているが、1つ又はそれ以上の特徴部、完全体、ステップ、動作、要素、構成部品及び/又はそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことは理解されるであろう。特許請求の範囲における全ての手段又はステップ並びに機能要素の対応する構造、材料、作用及びその均等物は、特に特許請求したような他の特許請求した要素と組合せて機能を実行するあらゆる構造、材料又作用を含むことを意図している。本開示の記載は、例示及び説明の目的で示してきたが、本開示を網羅すること、或いはその開示の形態に限定することを意図するものではない。本開示の技術的範囲及び思想から逸脱せずに多くの修正及び変更を行えることは当業者には明らかであろう。本実施形態は、本開示の原理及び実施可能な用途を最も良く説明するように、更に、企図される特定の用途に好適であるような様々な修正を含む様々な実施形態の開示事項を当業者が理解できるように選択し説明してきた。"