JP2017223431A - プラント制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過熱器および減温器により蒸気温度を安定的に制御することが可能なプラント制御装置を提供する。
【解決手段】一の実施形態によれば、プラント制御装置は、蒸気を冷却する上流減温器と、前記上流減温器からの前記蒸気を過熱する過熱器と、前記過熱器からの前記蒸気を冷却する下流減温器と、を備える発電プラントを制御する。前記装置は、前記過熱器と前記下流減温器との間の第１地点での前記蒸気の温度である第１温度を調整するための第１設定値を出力する第１設定部と、前記下流減温器の下流の第２地点での前記蒸気の温度である第２温度を調整するための第２設定値を出力する第２設定部とを備える。前記装置はさらに、前記第１温度が前記第２設定値よりも前記第１設定値だけ高く調整されるように、前記上流減温器を制御する第１制御部と、前記第２温度が前記第２設定値に調整されるように、前記下流減温器を制御する第２制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、プラント制御装置に関する。

コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンと、排熱回収ボイラと、蒸気タービンとを構成要素とする。ガスタービンは、燃焼器からのガスにより駆動される。排熱回収ボイラは、ガスタービンから排出された排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる。蒸気タービンは、排熱回収ボイラにて発生した蒸気により駆動される。また、蒸気タービンが高圧タービンと低圧タービンにより構成されている場合には、排熱回収ボイラから排出された蒸気が高圧タービンに供給され、高圧タービンから排出された蒸気が低圧タービンに供給される。

コンバインドサイクル発電プラントでは、排熱回収ボイラにて発生する蒸気の蒸気温度を設定値に制御することが必要となる。このような制御に使用するため、排熱回収ボイラは、蒸気を過熱する過熱器を備えている。また、排熱回収ボイラは、排熱回収ボイラから高圧タービンに供給される蒸気を過熱する過熱器だけでなく、高圧タービンから低圧タービンに供給される蒸気を過熱（再熱）する過熱器（再熱器）を備える場合がある。以下の文中の過熱器は、前者の過熱器と後者の過熱器の両方を意味するものとする。

コンバインドサイクル発電プラントの通常運転時において、排熱回収ボイラでの蒸気温度が設定値よりも高い場合には、蒸気温度が配管材料の許容温度を超過してしまう場合がある。一方、排熱回収ボイラでの蒸気温度が設定値よりも低い場合には、蒸気タービンに供給される蒸気の蒸気温度が低くなるため、蒸気タービンにて発生する動力が低下し、プラントの効率が低下してしまう。

コンバインドサイクル発電プラントの起動時においても、排熱回収ボイラでの蒸気温度を設定値に制御できないことが問題となる。例えば、排熱回収ボイラでの蒸気温度が設定値よりも高い場合には、蒸気タービンでの蒸気温度が高くなるため、蒸気タービンロータの表面と内部の温度差が大きくなり、蒸気タービンに強い熱応力が発生してしまう。この熱応力については、蒸気タービンでの蒸気温度が高いことばかりでなく低いことも問題になる。プラントの起動中の蒸気温度上昇過程において、蒸気温度が低温から高温へと急激に変化すると、蒸気タービンロータの内部の加熱が不十分なまま、蒸気タービンロータの表面の温度が上昇する。その結果、プラントの起動中の蒸気温度上昇過程では、蒸気温度が低温から高温へと急激に変化しない場合と比べて、蒸気タービンロータの熱応力がより強くなる場合がある。

このように、コンバインドサイクル発電プラントでは、排熱回収ボイラでの蒸気温度を設定値に制御することが必要となる。そのため、蒸気温度を設定値に制御するための様々な手法が知られている。

例えば、蒸気温度を減温器により制御する手法がある。この場合、配管材料の許容温度等の問題から、減温器にて蒸気温度を低下させた後で、過熱器にて蒸気温度を上昇させる手法が用いられる。つまり、過熱器の前段に減温器を設置する手法である。この場合、ガスタービンから排出される排ガスの排ガス温度が高くなると、本手法で蒸気温度を設定値に制御することは難しくなる傾向にある。

一方、過熱器の後段に減温器を設置する手法もある。上述のように、排熱回収ボイラでの蒸気温度が設定値よりも高い場合には、蒸気温度が配管材料の許容温度を超過してしまうことが問題となる。そのため、本手法は、主にプラントの起動時に蒸気温度を調整したい場合に有効である。すなわち、排熱回収ボイラでの蒸気温度が設定値よりも高い場合において、蒸気温度をより低下させることができる。ただし、この場合には、減温器で噴霧した水滴が蒸発せずに蒸気タービンに流出することを阻止する対策が求められる。

また、過熱器をバイパスした蒸気と、過熱器を通過した蒸気とを混合して、蒸気温度を制御する手法がある。さらに、ガスタービンでの排ガス温度を制御することで、蒸気温度を制御する手法もある。例えば、燃焼器に導入する空気量をＩＧＶ（Inlet Guide Vane）により制御することにより、排ガス温度を低下させ、結果的に蒸気温度を低下させることもできる。

特開２０１２−８２９７１号公報

上述のように、コンバインドサイクル発電プラントでは、排熱回収ボイラでの蒸気温度を設定値に制御することが必要となり、その制御手法として様々な手法が知られている。しかしながら、これらの手法を組み合わせても、蒸気温度を十分に安定的に制御することは難しい。

そこで、本発明の実施形態は、過熱器および減温器により蒸気温度を安定的に制御することが可能なプラント制御装置を提供することを課題とする。

一の実施形態によれば、プラント制御装置は、蒸気を冷却する上流減温器と、前記上流減温器からの前記蒸気を過熱する過熱器と、前記過熱器からの前記蒸気を冷却する下流減温器と、を備える発電プラントを制御する。前記装置は、前記過熱器と前記下流減温器との間の第１地点での前記蒸気の温度である第１温度を調整するための第１設定値を出力する第１設定部と、前記下流減温器の下流の第２地点での前記蒸気の温度である第２温度を調整するための第２設定値を出力する第２設定部とを備える。前記装置はさらに、前記第１温度が前記第２設定値よりも前記第１設定値だけ高く調整されるように、前記上流減温器を制御する第１制御部と、前記第２温度が前記第２設定値に調整されるように、前記下流減温器を制御する第２制御部とを備える。

第１実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。 第１実施形態の発電プラントの動作を説明するためのグラフである。 第１実施形態の第２過熱器の構成を示す模式図である。 第１実施形態の熱交換量の計算方法を示すフローチャートである。 第１実施形態の制御装置の構成を示す模式図である。 第１実施形態のＴ_４設定値の例を示すグラフである。 第１実施形態の比較例の発電プラントの動作例を示すグラフである。 第１実施形態の発電プラントの動作例を示すグラフである。 第１実施形態の変形例の発電プラントの構成を示す模式図である。 第２実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。 第２実施形態の発電プラントの動作を説明するためのグラフである。 第２実施形態の制御装置の構成を示す模式図である。 第２実施形態の第１バイパス制御部の構成を示す模式図である。 第２実施形態の発電プラントの動作例を示すグラフである。 第２実施形態の変形例の発電プラントの構成を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１から図１５において、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。図１の発電プラントは、排熱回収方式によるコンバインドサイクル火力発電プラントである。

図１の発電プラントは、ガスタービン１と、圧縮機２と、第１発電機３と、排ガス配管４と、排熱回収ボイラ５と、ドラム１１と、下降管１２と、蒸発器１３と、第１過熱器１４と、第１減温器１５と、第２過熱器１６と、第２減温器１７と、第１減温器バルブ１８と、第２減温器バルブ１９と、制御装置２０と、主蒸気配管２１と、主蒸気弁２２と、バイパス蒸気配管２３と、バイパス蒸気弁２４と、蒸気タービン２５と、第２発電機２６とを備えている。第１減温器１５、第２過熱器１６、第２減温器１７、第１減温器バルブ１８、第２減温器バルブ１９、および制御装置２０はそれぞれ、上流減温器、過熱器、下流減温器、第１弁、第２弁、およびプラント制御装置の例である。制御装置２０は、図１の発電プラントの種々の動作を制御する。

本発電プラントはさらに、ドラム１１と第１過熱器１４との間の蒸気流路Ｌ_１と、第１過熱器１４と第１減温器１５との間の蒸気流路Ｌ_２と、第１減温器１５と第２過熱器１６との間の蒸気流路Ｌ_３と、第２過熱器１６と第２減温器１７との間の蒸気流路Ｌ_４とを備えている。

本発電プラントはさらに、排ガス配管４に設けられた温度計３１および流量計３２と、ドラム１１に設けられた圧力計４１と、蒸気流路Ｌ_１に設けられた流量計４２と、蒸気流路Ｌ_２に設けられた温度計４３と、蒸気流路Ｌ_３に設けられた温度計４４と、蒸気流路Ｌ_４に設けられた温度計４５と、主蒸気配管２１に設けられた圧力計４６、温度計４７、および流量計４８とを備えている。

本発電プラントはさらに、第１減温器バルブ１８を介して第１減温器１５に水を搬送する水流路に設けられた圧力計５１、温度計５２、および流量計５３を備えている。本発電プラントはさらに、第２減温器バルブ１９を介して第２減温器１７に水を搬送する水流路に設けられた圧力計５４、温度計５５、および流量計５６を備えている。本発電プラントはさらに、蒸気タービン２５の蒸気タービンロータに設けられた回転数計測器５７と、第２発電機２６に設けられた電気出力計測器５８とを備えている。

図１の発電プラントにおいて、圧縮機２は、圧縮機２とガスタービン１との間に配置された燃焼器に圧縮空気を供給し、燃焼器は、圧縮空気を用いて燃料を燃焼させる。これにより、高温・高圧のガスが燃焼器内で発生し、ガスタービン１に供給される。ガスタービン１は、このガスにより回転駆動されることで、ガスタービンロータを回転させる。第１発電機３は、ガスタービンロータの回転を利用して発電を行う。ガスタービン１から排出された排ガスは、排ガス配管４を介して排熱回収ボイラ５に送られる。排熱回収ボイラ５に送られた排ガスは、第２過熱器１６、第１過熱器１４、蒸発器１３の順でその熱が利用され、排熱回収ボイラ５から排出される。

排ガスの状態は、制御装置２０により制御される。例えば、制御装置２０は、ガスタービン１や排熱回収ボイラ５の動作を制御することで、排熱回収ボイラ５の排ガス入口や排ガス出口における排ガス温度や排ガス圧力を設定値に制御することができる。

一方、ドラム１１内の水は、下降管１２を介して排熱回収ボイラ５内の蒸発器１３に送られ、蒸発器１３内で排ガスの熱により加熱されることで、飽和水蒸気となる。この蒸気は、蒸気流路Ｌ_１を介して排熱回収ボイラ５内の第１過熱器１４に送られ、第１過熱器１４で過熱された後、蒸気流路Ｌ_２を介して第１減温器１５に送られ、第１減温器１５で冷却される。第１減温器１５は、第１減温器バルブ１８からの水により蒸気を冷却する。第１減温器１５で冷却された蒸気は、蒸気流路Ｌ_３を介して排熱回収ボイラ５内の第２過熱器１６に送られ、第２過熱器１６で再び過熱された後、蒸気流路Ｌ_４を介して第２減温器１７に送られ、第２減温器１７で再び冷却される。第２減温器１７は、第２減温器バルブ１９からの水により蒸気を冷却する。

蒸気の状態は、制御装置２０により制御される。例えば、制御装置２０は、第１減温器バルブ１８の開度を調整して、第１減温器１５でのスプレー水の流量を調整することで、第２過熱器１６の出口蒸気温度を設定値に制御することができる。さらに、制御装置２０は、第２減温器バルブ１９の開度を調整して、第２減温器１７でのスプレー水の流量を調整することで、第２減温器１７の出口蒸気温度を設定値に制御することができる。

具体的には、第１減温器１５は、流入蒸気にスプレー水を混合することで、スプレー水のエンタルピと流入蒸気のエンタルピとを流量比率で加算した状態に流出蒸気を制御することができる。ただし、本実施形態の第１減温器１５は、蒸気温度を所定温度（飽和蒸気温度に一定の余裕温度を加えた温度）未満に制御しない。また、第１減温器１５におけるスプレー水の流量には上限があるため、蒸気温度を制御可能な範囲はこの上限に依存して決定される。これは、第２減温器１７でも同様である。

なお、本実施形態の第２過熱器１６は、蒸気の流れに対し、排熱回収ボイラ５の最終段に位置する過熱器である。また、第１減温器１５は、蒸気の流れに対し第２過熱器１６の前段に位置しており、第２減温器１７は、蒸気の流れに対し第２過熱器１６の後段に位置している。

第２減温器１７で冷却された蒸気（主蒸気）は、主蒸気配管２１を介して蒸気タービン２５に送られる。蒸気タービン２５は、この蒸気により回転駆動されることで、蒸気タービンロータを回転させる。第２発電機２６は、蒸気タービンロータの回転を利用して発電を行う。バイパス蒸気配管２３は、蒸気タービン２５の上流で主蒸気配管２１から分岐している。主蒸気配管２１には、主蒸気弁２２が設けられている。バイパス蒸気配管２３には、バイパス蒸気弁２４が設けられている。

排熱回収ボイラ５から供給された蒸気の状態は、制御装置２０により制御される。例えば、制御装置２０は、主蒸気弁２２やバイパス蒸気弁２４の開度を調整することで、蒸気タービン２５の蒸気入口における蒸気圧力や蒸気流量を設定値に制御することができる。

制御装置２０は、蒸気タービン２５の蒸気入口における蒸気流量を調整することで、蒸気タービン２５の回転数を制御し、これにより第２発電機２６の電気出力を設定値に制御する。第２発電機２６の電気出力は、ＭＷ（メガワット）出力とも呼ばれる。なお、蒸気タービン２５の回転数は、回転数計測器５７により計測され、第２発電機２６の電気出力は、電気出力計測器５８により計測される。

図２は、第１実施形態の発電プラントの動作を説明するためのグラフである。

図２の横軸は、蒸気流路上の各地点とドラム１１との距離を示す。図２の縦軸は、蒸気流路を流れる蒸気の温度を示す。符号Ｔ_１は、蒸気流路Ｌ_２を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４３により計測される。符号Ｔ_２は、蒸気流路Ｌ_３を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４４により計測される。符号Ｔ_３は、蒸気流路Ｌ_４を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４５により計測される。符号Ｔ_４は、主蒸気配管（主蒸気流路）２１を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４７により計測される。図２は、これらの温度計４３、４４、４５、４７による蒸気温度Ｔ_１〜Ｔ_４の計測値を示している。

以下、蒸気温度Ｔ_１〜Ｔ_４の計算方法を説明する。

第１減温器１５の出口蒸気温度かつ第２過熱器１６の入口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_２は、次の式（１）および（２）で与えられる。
Ｔ_２＝ＨＰＴ（Ｈ_Ｔ２，Ｐ_Ｔ２） ・・・（１）
Ｈ_Ｔ２＝｛Ｆ_Ｓ１×ＴＰＨ（Ｔ_Ｓ１，Ｐ_Ｓ１）＋Ｆ_Ｔ１×ＴＰＨ（Ｔ_１，Ｐ_Ｔ１）｝
／（Ｆ_Ｔ１＋Ｆ_Ｓ１） ・・・（２）
ただし、Ｔ_１、Ｐ_Ｔ１、Ｆ_Ｔ１は、温度計４３の地点を流れる蒸気の温度、圧力、流量を表す。Ｆ_Ｔ１は、流量計４２の地点を流れる蒸気の流量Ｆ_１に等しい。Ｔ_２、Ｐ_Ｔ２、Ｈ_Ｔ２は、温度計４４の地点を流れる蒸気の温度、圧力、エンタルピを表す。Ｐ_Ｓ１、Ｔ_Ｓ１、Ｆ_Ｓ１はそれぞれ、圧力計５１、温度計５２、流量計５３の地点を流れるスプレー水の圧力、温度、流量を表す。ＨＰＴは、蒸気のエンタルピ（第１引数）と圧力（第２引数）から蒸気の温度を計算するための関数である。ＴＰＨは、蒸気の温度（第１引数）と圧力（第２引数）から蒸気のエンタルピを計算するための関数である。なお、圧力、温度、流量の単位は、ＭＰａ、℃、ｔ／ｈである。

第２過熱器１６の出口蒸気温度かつ第２減温器１７の入口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_３は、次の式（３）および（４）で与えられる。
Ｔ_３＝Ｆｕｎｃ（Ｔ_Ｇ，Ｆ_Ｇ，Ｔ_２，Ｆ_Ｔ２） ・・・（３）
Ｆ_Ｔ２＝Ｆ_Ｔ１＋Ｆ_Ｓ１ ・・・（４）
ただし、Ｔ_２、Ｆ_Ｔ２は、温度計４４の地点を流れる蒸気の温度と流量を表す。Ｔ_３は、温度計４５の地点を流れる蒸気の温度を表す。Ｔ_Ｇ、Ｆ_Ｇはそれぞれ、温度計３１、流量計３２の地点を流れる排ガスの温度と流量を表す。Ｆｕｎｃは、第２過熱器１６の入口排ガス温度（第１引数）、入口排ガス流量（第２引数）、入口蒸気温度（第３引数）、および入口蒸気流量（第４引数）から第２過熱器１６の出口蒸気温度を計算するための関数である。Ｆｕｎｃは、後述するように、第２過熱器１６内での排ガスと蒸気との熱交換量から出口蒸気温度を計算する。

第２減温器１７の出口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_４は、次の式（５）〜（７）で与えられる。
Ｔ_４＝ＨＰＴ（Ｈ_Ｔ４，Ｐ_Ｔ４） ・・・（５）
Ｈ_Ｔ４＝｛Ｆ_Ｓ２×ＴＰＨ（Ｔ_Ｓ２，Ｐ_Ｓ２）＋Ｆ_Ｔ３×ＴＰＨ（Ｔ_３，Ｐ_Ｔ３）｝
／（Ｆ_Ｔ３＋Ｆ_Ｓ２） ・・・（６）
Ｆ_Ｔ３＝Ｆ_Ｔ２ ・・・（７）
ただし、Ｔ_３、Ｐ_Ｔ３、Ｆ_Ｔ３は、温度計４５の地点を流れる蒸気の温度、圧力、流量を表す。Ｔ_４、Ｐ_Ｔ４、Ｈ_Ｔ４は、温度計４７の地点を流れる蒸気の温度、圧力、エンタルピを表す。Ｐ_Ｔ４は、圧力計４６の地点を流れる蒸気の圧力Ｐ_２に等しい。Ｐ_Ｓ２、Ｔ_Ｓ２、Ｆ_Ｓ２はそれぞれ、圧力計５４、温度計５５、流量計５６の地点を流れるスプレー水の圧力、温度、流量を表す。

なお、式（１）〜（７）では、蒸気流路における圧力損失はほぼゼロであると仮定している。制御装置２０は、温度計４３〜４５等から取得した計測値を式（１）〜（７）の右辺に代入することで、式（１）〜（７）の左辺の値を計算することができる。上記の圧力損失や温度計４３〜４５等の計測誤差が小さい場合、これらの式から蒸気温度Ｔ_２〜Ｔ_４の値を精度よく計算することができる。

次に、図３と図４を参照して、式（３）のＦｕｎｃの計算方法を説明する。

図３は、第１実施形態の第２過熱器１６の構成を示す模式図である。図３は、排ガスと蒸気との熱交換の様子を示している。

符号Ｑは、第２過熱器１６内での排ガスと蒸気との熱交換量［ｋＷ］を表す。符号ｔ_ＩＮは、第２過熱器１６の入口蒸気温度を表し、蒸気温度Ｔ_２に相当する。符号ｔ_ＯＵＴは、第２過熱器１６の出口蒸気温度を表し、蒸気温度Ｔ_３に相当する。符号Ｔ_ＩＮは、第２過熱器１６の入口排ガス温度を表し、排ガス温度Ｔ_Ｇに相当する。符号Ｔ_ＯＵＴは、第２過熱器１６の出口排ガス温度を表す。

蒸気温度ｔ_ＩＮ、ｔ_ＯＵＴの間には、以下の式（８）の関係が成り立つ。また、排ガス温度Ｔ_ＩＮ、Ｔ_ＯＵＴの間には、以下の式（９）の関係が成り立つ。
ｔ_ＯＵＴ＝ｔ_ＩＮ＋Ｑ／ｃ／ｆ ・・・（８）
Ｔ_ＯＵＴ＝Ｔ_ＩＮ−Ｑ／Ｃ／Ｆ ・・・（９）
ただし、ｃは蒸気の比熱［ｋＷ／℃／ｋｇ］を表し、ｆは蒸気の流量［ｋｇ／ｓ］を表す。また、Ｃは排ガスの比熱［ｋＷ／℃／ｋｇ］を表し、Ｆは排ガスの流量［ｋｇ／ｓ］を表す。例えば、熱交換量Ｑが定まると、式（８）を用いて出口蒸気温度ｔ_ＯＵＴの計測値から入口蒸気温度ｔ_ＩＮの設定値を計算することができる。

図４は、第１実施形態の熱交換量Ｑの計算方法を示すフローチャートである。

まず、排ガス温度Ｔ_ＯＵＴと蒸気温度ｔ_ＯＵＴを仮定する（ステップＳ１）。次に、第２過熱器１６の伝熱係数ｈ［ｋＷ／℃］を計算する（ステップＳ２）。本実施形態では、伝熱係数ｈは一定値であると想定する。

次に、排ガスの放熱量Ｑ_１［ｋＷ］と蒸気の収熱量Ｑ_２［ｋＷ］を計算する（ステップＳ３、Ｓ４）。放熱量Ｑ_１は、以下の式（１０）で与えられる。収熱量Ｑ_２は、以下の式（１１）で与えられる。
Ｑ_１＝（Ｔ_ＩＮ−Ｔ_ＯＵＴ）×Ｃ×Ｆ ・・・（１０）
Ｑ_２＝ｈ｛（Ｔ_ＩＮ−ｔ_ＯＵＴ）−（Ｔ_ＯＵＴ−ｔ_ＩＮ）｝
／ｌｏｇ｛（Ｔ_ＩＮ−ｔ_ＯＵＴ）／（Ｔ_ＯＵＴ−ｔ_ＩＮ）｝ ・・・（１１）
ここで、排ガス温度Ｔ_ＯＵＴと蒸気温度ｔ_ＯＵＴの仮定が正しければ、エネルギー保存則より放熱量Ｑ_１と収熱量Ｑ_２は一致する。そこで、放熱量Ｑ_１と収熱量Ｑ_２との差の絶対値を閾値εと比較する（ステップＳ５）。

絶対値｜Ｑ_１−Ｑ_２｜が閾値εより大きい場合には、排ガス温度Ｔ_ＯＵＴと蒸気温度ｔ_ＯＵＴを修正する（ステップＳ６）。本方法ではその後、修正された排ガス温度Ｔ_ＯＵＴと蒸気温度ｔ_ＯＵＴを用いてステップＳ２〜Ｓ５を繰り返す。

一方、絶対値｜Ｑ_１−Ｑ_２｜が閾値εより小さい場合には、ステップＳ３で計算された放熱量Ｑ_１（またはステップＳ４で計算された収熱量Ｑ_２）を、熱交換量Ｑに決定する。このようにして、第２過熱器１６の熱交換量Ｑを計算することができ、これにより関数Ｆｕｎｃを計算することができる。この際、制御装置２０は、排ガス温度Ｔ_ＩＮを変更して本方法を繰り返し実行することで、蒸気温度ｔ_ＯＵＴが目標温度となる排ガス温度Ｔ_ＩＮの目標温度を探索することができる。

（１）第１実施形態の制御装置２０
図５は、第１実施形態の制御装置２０の構成を示す模式図である。

制御装置２０は、第１設定部６１と、第２設定部６２と、加算器６３と、上限値設定部６４と、余裕値設定部６５と、減算器６６と、選択部６７と、第１減温器制御部６８と、第２減温器制御部６９とを備えている。第１および第２減温器制御部６８、６９はそれぞれ、第１および第２制御部の例である。図５は、制御装置２０の構成要素のうち、蒸気温度の制御に関連する構成要素を示している。

制御装置２０は、単一のハードウェアに搭載されたコンピュータや電気回路により実現されてもよいし、複数のハードウェアに搭載されたコンピュータや電気回路により実現されてもよい。後者の場合、制御装置２０は、ハードウェア間で相互に通信を行いながら本発電プラントを制御する。本実施形態の制御装置２０は、単一のハードウェアにより実現されていると想定する。ただし、以下の説明は、複数のハードウェアにより実現された制御装置２０にも適用可能である。

第１設定部６１は、温度計４５の地点での蒸気温度Ｔ_３を調整するための設定値として、Ｔ_４負偏差許容値を保持している。温度計４５の地点は、過熱器と下流減温器との間の第１地点の例である。蒸気温度Ｔ_３は、第１温度の例である。Ｔ_４負偏差許容値は、第１設定値の例である。

Ｔ_４負偏差許容値は、蒸気温度Ｔ_３を、蒸気温度Ｔ_４の設定値と関連して調整するための設定値である。本実施形態のＴ_４負偏差許容値は、１０℃であり、時間に応じて変化しない定数である。

第２設定部６２は、温度計４７の地点での蒸気温度Ｔ_４を調整するための設定値として、Ｔ_４設定値を保持している。温度計４７の地点は、下流減温器の下流の第２地点の例である。蒸気温度Ｔ_４は、第２温度の例である。Ｔ_４設定値は、第２設定値の例である。

Ｔ_４設定値は、蒸気温度Ｔ_４を調整するための設定値である。図６に示すように、本実施形態のＴ_４設定値は、時間に応じて変化する。

図６は、第１実施形態のＴ_４設定値の例を示すグラフである。

第２設定部６２は、図６に示すようなＴ_４設定値の時系列値を保持している。よって、第２設定部６２から出力されるＴ_４設定値は、時間の経過と共に変化していく。図６は、本発電プラントの起動時におけるＴ_４設定値の例を示している。

以下、図５を再び参照し、制御装置２０の構成を説明する。

加算器６３は、第１設定部６１から出力されたＴ_４負偏差許容値と、第２設定部６２から出力されたＴ_４設定値とを取得する。そして、加算器６３は、Ｔ_４設定値にＴ_４負偏差許容値を加算して、Ｔ_３設定値を出力する（Ｔ_３設定値＝Ｔ_４設定値＋Ｔ_４負偏差許容値）。

上限値設定部６４は、本発電プラントの蒸気温度の上限値、具体的には、蒸気温度Ｔ_４の上限値として、５５０℃を保持している。余裕値設定部６５は、この上限値の余裕値として、３℃を保持している。これは、蒸気温度Ｔ_４が上限値を超えることを確実に防ぐために、蒸気温度Ｔ_４を５５０℃（上限値）を基準として制限する代わりに、蒸気温度Ｔ_４を５４７℃（上限値−余裕値）を基準として制限するためである。

減算器６６は、上限値設定部６４から出力された上限値と、余裕値設定部６５から出力された余裕値とを取得する。そして、減算器６６は、上限値から余裕値を減算して、蒸気温度Ｔ_４の修正上限値を出力する（修正上限値＝上限値−余裕値）。

選択部６７は、加算器６３から出力されたＴ_３設定値と、減算器６６から出力された修正上限値とを取得する。そして、選択部６７は、Ｔ_３設定値と修正上限値との低い方の値を出力する。これは、蒸気温度Ｔ_３が上限値を超えることを防ぐことで、蒸気温度Ｔ_４が上限値を超えることを防ぐためである。

なお、選択部６７は、Ｔ_３設定値と修正上限値（５４７℃）の低い方を出力する代わりに、Ｔ_３設定値と上限値（５５０℃）の低い方を出力してもよい。すなわち、本実施形態では、余裕値（３℃）を採用しても採用しなくてもよい。前者の修正上限値と後者の上限値は、いずれも制限値の例である。後者の場合には、余裕値設定部６５と減算部６６は不要である。一方、前者の場合には、上限値設定部６４、余裕値設定部６５、および減算器６６は、修正上限値を保持する修正上限値保持部に置き換えてもよい。

第１減温器制御部６８は、蒸気温度Ｔ_３がＴ_３設定値と修正上限値の低い方に調整されるように、第１減温器１５を制御する。具体的には、第１減温器制御部６８は、これらの低い方に基づいて、第１減温器バルブ１８の開度指示値Ｚ_Ｓ１を算出して出力する。これにより、第１減温器バルブ１８の開度が開度指示値Ｚ_Ｓ１に調整され、蒸気温度Ｔ_３がＴ_３設定値と修正上限値の低い方に近づいていく。

第１減温器制御部６８は例えば、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Derivative）制御により第１減温器１５を制御する。具体的には、第１減温器制御部６８は、温度計４５から蒸気温度Ｔ_３の計測値を取得し、Ｔ_３設定値と修正上限値の低い方とこの計測値との偏差を算出し、この偏差をゼロに近づけるように開度指示値Ｚ_Ｓ１を設定する。

第２減温器制御部６９は、蒸気温度Ｔ_４がＴ_４設定値に調整されるように、第２減温器１７を制御する。具体的には、第２減温器制御部６９は、Ｔ_４設定値に基づいて、第２減温器バルブ１９の開度指示値Ｚ_Ｓ２を算出して出力する。これにより、第２減温器バルブ１９の開度が開度指示値Ｚ_Ｓ２に調整され、蒸気温度Ｔ_４がＴ_４設定値に近づいていく。

第２減温器制御部６９は例えば、ＰＩＤ制御により第２減温器１７を制御する。具体的には、第１減温器制御部６９は、温度計４７から蒸気温度Ｔ_４の計測値を取得し、Ｔ_４設定値とこの計測値との偏差を算出し、この偏差をゼロに近づけるように開度指示値Ｚ_Ｓ２を設定する。

なお、本実施形態の制御装置２０は、定周期で動作する。制御装置２０の動作周期は、例えば１秒である。この場合、開度指示値Ｚ_Ｓ１、Ｚ_Ｓ２は、１秒ごとに更新される。

ここで、第１設定部６１のＴ_４負偏差許容値について詳細に説明する。

温度計４５は、第２減温器１７の入口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_３を計測し、温度計４７は、第２減温器１７の出口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_４を計測する。蒸気温度Ｔ_３がＴ_４設定値よりも高い場合には、第２減温器１７は、取り込んだ蒸気の温度をＴ_３から冷却により低下させることで、蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に調整することができる。一方、蒸気温度Ｔ_３がＴ_４設定値よりも低い場合には、第２減温器１７は、蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に調整することができない。理由は、第２減温器１７は、取り込んだ蒸気の温度をＴ_３から過熱により上昇させることはできないからである。

この問題は、蒸気温度Ｔ_３をＴ_４設定値よりも高く維持することで回避可能である。そのため、本実施形態では、Ｔ_３設定値をＴ_４設定値よりも高く設定するために、Ｔ_３設定値に対するＴ_４設定値の偏差を負に設定している（Ｔ_４設定値−Ｔ_３設定値＜０）。よって、本実施形態のＴ_３設定値は、Ｔ_４設定値とＴ_４負偏差許容値との和に設定されている。（Ｔ_３設定値＝Ｔ_４設定値＋Ｔ_４負偏差許容値）。Ｔ_４負偏差許容値は、正の値であり、例えば１０℃である。これにより、Ｔ_３設定値に対するＴ_４設定値の偏差を定常的に負に設定することが可能となる。

この場合、蒸気温度Ｔ_３は蒸気温度Ｔ_４よりも１０℃高く調整される。そのため、蒸気温度Ｔ_４が上限値に到達するより前に、蒸気温度Ｔ_３が上限値に到達してしまう。そこで、本実施形態では、蒸気温度Ｔ_３をＴ_３設定値と上限値（詳細には、修正上限値）とに基づいて調整する。これにより、本発電プラントの蒸気温度が上限値に到達することを防ぐことが可能となる。

（２）第１実施形態および比較例の発電プラントの動作
図７は、第１実施形態の比較例の発電プラントの動作例を示すグラフである。比較例の発電プラントは、本実施形態の発電プラントと同様の構成を有しているが、比較例のＴ_４負偏差許容値は、０℃に設定されている。

図７は、時間ｔ_１よりも前の期間Ｒ_１と、時間ｔ_１〜ｔ_２の期間Ｒ_２と、時間ｔ_２〜ｔ_３の期間Ｒ_３と、時間ｔ_３よりも後の期間Ｒ_４における発電プラントの動作例を示している。

期間Ｒ_１では、流量計５３の地点でのスプレー流量Ｆ_Ｓ１と、流量計５６の地点でのスプレー流量Ｆ_Ｓ２が、いずれも０に設定されている。よって、蒸気温度Ｔ_２は、蒸気温度Ｔ_１と同じ値になり、時間と共に上昇していく。同様に、蒸気温度Ｔ_４は、蒸気温度Ｔ_３と同じ値になり、時間と共に上昇していく。

期間Ｒ_２では、スプレー流量Ｆ_Ｓ１は一定値に設定されている。その結果、蒸気温度Ｔ_２は、緩やかに低下または上昇している。一方、第１減温器１５での蒸気温度の低下速度よりも第２過熱器１６での蒸気温度の上昇速度の方が速いため、蒸気温度Ｔ_３は時間と共に上昇していく。また、Ｔ_４設定値は期間Ｒ_２の前半にて一定値（４００℃）に維持されるため（図６参照）、スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４が４００℃に維持されるように調整される。その後、Ｔ_４設定値は期間Ｒ_２の後半にて４００℃から緩やかに上昇するため（図６参照）、スプレー流量Ｆ_Ｓ２は時間と共に低下していき、蒸気温度Ｔ_４は時間と共に上昇していく。

期間Ｒ_２の後半に蒸気温度Ｔ_４が蒸気温度Ｔ_３よりも急峻に上昇することで、期間Ｒ_３では、蒸気温度Ｔ_４が蒸気温度Ｔ_３に到達している（矢印Ａ_１）。これは、比較例のＴ_４負偏差許容値が０℃に設定され、Ｔ_３設定値がＴ_４設定値と等しいことに起因する。この場合、蒸気温度Ｔ_３と蒸気温度Ｔ_４は共にＴ_４設定値に近づくように調整されるため、蒸気温度Ｔ_３がＴ_４設定値よりも低くなる場合がある。この場合、第２減温器１７は、取り込んだ蒸気の温度を上昇させることができないため、蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に調整することができない。よって、蒸気温度Ｔ_４は蒸気温度Ｔ_３を超えることができない。（矢印Ａ_１）。その結果、期間Ｒ_３では蒸気温度Ｔ_４とＴ_４設定値との間に乖離が発生する。

期間Ｒ_４では、蒸気温度Ｔ_３が修正上限値（５４７℃）に到達している。その結果、蒸気温度Ｔ_３は５４７℃に維持され、蒸気温度Ｔ_４も５４７℃に維持されている。スプレー流量Ｆ_Ｓ１は、蒸気温度Ｔ_３を５４７℃に維持するように調整される。一方、蒸気温度Ｔ_３と蒸気温度Ｔ_４は共に５４７℃に調整されるため、スプレー流量Ｆ_Ｓ２はおおむね０に維持される。スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４が５４７℃よりも高くなった場合だけ０から増加する。

図８は、第１実施形態の発電プラントの動作例を示すグラフである。比較例のＴ_４負偏差許容値は０℃に設定されているのに対し、本実施形態のＴ_４負偏差許容値は１０℃に設定されている。

期間Ｒ_１では、スプレー流量Ｆ_Ｓ１、Ｆ_Ｓ２が０に設定されている。よって、蒸気温度Ｔ_２は、蒸気温度Ｔ_１と同じ値になり、時間と共に上昇していく。同様に、蒸気温度Ｔ_４は、蒸気温度Ｔ_３と同じ値になり、時間と共に上昇していく。

期間Ｒ_２では、スプレー流量Ｆ_Ｓ１は当初、一定値に設定されている（矢印Ｂ_１）。その結果、蒸気温度Ｔ_２は、緩やかに低下または上昇している。一方、第１減温器１５での蒸気温度の低下速度よりも第２過熱器１６での蒸気温度の上昇速度の方が速いため、蒸気温度Ｔ_３は時間と共に上昇していく。また、Ｔ_４設定値は期間Ｒ_２の前半にて一定値（４００℃）に維持されるため（図６参照）、スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４が４００℃に維持されるように調整される。その後、Ｔ_４設定値は期間Ｒ_２の後半にて４００℃から緩やかに上昇するため（図６参照）、蒸気温度Ｔ_４は時間と共に上昇していく。

ただし、本実施形態のＴ_４負偏差許容値は１０℃に設定されており、Ｔ_３設定値がＴ_４設定値よりも高い。その結果、期間Ｒ_２の後半に蒸気温度Ｔ_４が上昇しても、期間Ｒ_３に蒸気温度Ｔ_４が蒸気温度Ｔ_３に到達していない（矢印Ａ_２）。よって、本実施形態の第２減温器１７は、期間Ｒ_３にて蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に調整することができ、蒸気温度Ｔ_４とＴ_４設定値との間に乖離が発生することを抑制することができる。期間Ｒ_２、Ｒ_３において、スプレー流量Ｆ_Ｓ１は、蒸気温度Ｔ_３がＴ_３設定値（＝Ｔ_４設定値＋Ｔ_４負偏差許容値）に近づくように調整される（矢印Ｂ_２、Ｂ_３）。同様に、スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４がＴ_４設定値に近づくように調整される。

本実施形態のスプレー流量Ｆ_Ｓ２は、時間ｔ_１〜ｔ_３の間に０に到達していないことに留意されたい。これは、時間ｔ_１〜ｔ_３の間、第２減温器１７が蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に調整し続けていることを意味する。

期間Ｒ_４では、期間Ｒ_３にて蒸気温度Ｔ_３が５４７℃に到達した後、蒸気温度Ｔ_４が５４７℃に到達している。その結果、蒸気温度Ｔ_３は５４７℃に維持され、蒸気温度Ｔ_４も５４７℃に維持されている。スプレー流量Ｆ_Ｓ１は、蒸気温度Ｔ_３を５４７℃に維持するように調整される。一方、蒸気温度Ｔ_３と蒸気温度Ｔ_４は共に５４７℃に調整されるため、スプレー流量Ｆ_Ｓ２はおおむね０に維持される。スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４が５４７℃よりも高くなった場合だけ０から増加する。

（３）第１実施形態の変形例
図９は、第１実施形態の変形例の発電プラントの構成を示す模式図である。

本変形例の蒸気タービン２５は、高圧タービン２５ａと低圧タービン２５ｂにより構成されている。高圧タービン２５ａは、蒸気の流れに対し、第２減温器１７の下流に設けられている。低圧タービン２５ｂは、蒸気の流れに対し、高圧タービン２５ａの下流に設けられている。高圧、低圧タービン２５ａ、２５ｂはそれぞれ、第１、第２蒸気タービンの例である。

本変形例の発電プラントは、図１に示す構成要素に加え、第３過熱器１０１と、第３減温器１０２と、第４過熱器１０３と、第４減温器１０４と、第３減温器バルブ１０５と、第４減温器バルブ１０６とを備えている。第３減温器１０２、第４過熱器１０３、第４減温器１０４、第３減温器バルブ１０５、および第４減温器バルブ１０６はそれぞれ、上流減温器、過熱器、下流減温器、第１弁、および第２弁の例である。

第３および第４過熱器１０１、１０３は、第１および第２過熱器１４、１６と同様に、排熱回収ボイラ５内に設けられている。第３および第４過熱器１０１、１０３は、高圧タービン２５ａから低圧タービン２５ｂに供給される蒸気を排ガスの熱により再熱する再熱器である。

本発電プラントは更に、高圧タービン２５ａと第３過熱器１０１との間の蒸気流路Ｌ_Ａと、第３過熱器１０１と第３減温器１０２との間の蒸気流路Ｌ_Ｂと、第３減温器１０２と第４過熱器１０３との間の蒸気流路Ｌ_Ｃと、第４過熱器１０３と第４減温器１０４との間の蒸気流路Ｌ_Ｄと、第４減温器１０４と低圧タービン２５ｂとの間の蒸気流路Ｌ_Ｅとを備えている。

本発電プラントは更に、蒸気流路Ｌ_Ａに設けられた流量計１１１と、蒸気流路Ｌ_Ｂに設けられた温度計１１２と、蒸気流路Ｌ_Ｃに設けられた温度計１１３と、蒸気流路Ｌ_Ｄに設けられた温度計１１４と、蒸気流路Ｌ_Ｅに設けられた圧力計１１５、温度計１１６、および流量計１１７とを備えている。

本発電プラントは更に、第３減温器バルブ１０５を介して第３減温器１０２に水を搬送する水流路に設けられた圧力計１２１、温度計１２２、および流量計１２３と、第４減温器バルブ１０６を介して第４減温器１０４に水を搬送する水流路に設けられた圧力計１２４、温度計１２５、および流量計１２６とを備えている。

第２減温器１７から排出された蒸気は、主蒸気配管２１を介して高圧タービン２５ａに送られる。高圧タービン２５ａは、この蒸気により回転駆動されることで、蒸気タービンロータを回転させる。また、高圧タービン２５ａから排出された蒸気は、蒸気配管Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｅを介して低圧タービン２５ｂに送られる。低圧タービン２５ｂは、この蒸気により回転駆動されることで、蒸気タービンロータを高圧タービン２５ａと共に回転させる。第２発電機２６は、蒸気タービンロータの回転を利用して発電を行う。

バイパス蒸気配管２３は、蒸気タービン２５の上流で主蒸気配管２１から分岐し、蒸気流路Ｌ_Ａに合流している。よって、主蒸気弁２２とバイパス蒸気弁２４とが開いている場合、低圧タービン２５ｂは、高圧タービン２５ａを通過した蒸気と、高圧タービン２５ａをバイパスした蒸気により回転駆動される。

蒸気流路Ｌ_Ａの蒸気は、排熱回収ボイラ５内の第３過熱器１０１に送られ、第１過熱器１０１で過熱された後、蒸気流路Ｌ_Ｂを介して第３減温器１０２に送られ、第３減温器１０２で冷却される。第３減温器１０２は、第３減温器バルブ１０５からの水により蒸気を冷却する。第３減温器１０２で冷却された蒸気は、蒸気流路Ｌ_Ｃを介して排熱回収ボイラ５内の第４過熱器１０３に送られ、第４過熱器１０３で再び過熱された後、蒸気流路Ｌ_Ｄを介して第４減温器１０４に送られ、第４減温器１０４で再び冷却される。第４減温器１０４は、第４減温器バルブ１０６からの水により蒸気を冷却する。第４減温器１０４で冷却された蒸気は、蒸気流路Ｌ_Ｅを介して低圧タービン２５ｂに送られる。

蒸気流路Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｅを流れる蒸気の状態は、制御装置２０により制御される。例えば、制御装置２０は、第３減温器バルブ１０５の開度を調整して、第３減温器１０２でのスプレー水の流量を調整することで、第４過熱器１０３の出口蒸気温度を設定値に制御することができる。さらに、制御装置２０は、第４減温器バルブ１０６の開度を調整して、第４減温器１０４でのスプレー水の流量を調整することで、第４減温器１０４の出口蒸気温度を設定値に制御することができる。これは、第１および第２減温器１５、１７の制御と同様である。

なお、本実施形態の第４過熱器１０３は、蒸気の流れに対し、排熱回収ボイラ５の最終段に位置する過熱器である。また、第３減温器１０２は、蒸気の流れに対し第４過熱器１０３の前段に位置しており、第４減温器１０４は、蒸気の流れに対し第４過熱器１０３の後段に位置している。

図２〜図８の説明は、本変形例の第１、第２過熱器１４、１６および第１、第２減温器１５、１７にも適用可能である。また、図２〜図８の説明は、第１、第２過熱器１４、１６および第１、第２減温器１５、１７を第３、第４過熱器１０１、１０３および第３、第４減温器１０２、１０４に置き換えることで、本変形例の第３、第４過熱器１０１、１０３および第３、第４減温器１０２、１０４にも適用可能である。

この場合、図２〜図８の説明において、符号４２〜４８で示す流量計、温度計、圧力計は、符号１１１〜１１７で示す流量計、温度計、圧力計に置き換えられる。また、符号５１〜５６で示す流量計、温度計、圧力計は、符号１２１〜１２６で示す流量計、温度計、圧力計に置き換えられる。また、図５のＴ_４負偏差許容値、Ｔ_４設定値、第１減温器バルブ１８の開度指示値Ｚ_Ｓ１、第２減温器バルブ１９の開度指示値Ｚ_Ｓ２は、Ｔ_８負偏差許容値、Ｔ_８設定値、第３減温器バルブ１０５の開度指示値Ｚ_Ｓ３、第４減温器バルブ１０６の開度指示値Ｚ_Ｓ４に置き換えられる。この場合、蒸気温度Ｔ_７や蒸気温度Ｔ_８を、蒸気温度Ｔ_３や蒸気温度Ｔ_４と同様に適切に制御することが可能となる。

以上のように、本実施形態の発電プラントは、第２過熱器１６の前段および後段に第１および第２減温器１５、１７を備え、これら２つの減温器により蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に制御する。よって、本実施形態によれば、１つの減温器により蒸気温度Ｔ_４を制御する場合に比べて、蒸気温度Ｔ_４を高精度に制御することや、発電プラントを短時間で起動することが可能となる。

また、本実施形態の発電プラントは、蒸気温度Ｔ_３がＴ_４設定値よりもＴ_４負偏差許容値だけ高く調整されるように、第１減温器１５を制御し、蒸気温度Ｔ_４がＴ_４設定値に調整されるように、第２減温器１７を制御する。よって、本実施形態によれば、蒸気温度Ｔ_３がＴ_４設定値よりも低くなって第２減温器１７が蒸気温度Ｔ_４を調整不能になる事態を抑制することが可能となる。よって、本実施形態によれば、蒸気温度Ｔ_４を安定的に制御することが可能となる。

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態の発電プラントの構成を示す模式図である。

図１０の発電プラントは、図１に示す構成要素に加え、バイパス流路Ｌ_５〜Ｌ_７を備えている。蒸気流路Ｌ_１〜Ｌ_４は、ドラム１１からの蒸気を第１、第２過熱器１４、１６および第１、第２減温器１５、１７を介して搬送するのに対し、バイパス流路Ｌ_５〜Ｌ_７は、ドラム１１からの蒸気を蒸気流路Ｌ_１〜Ｌ_４の少なくとも一部をバイパスして搬送する。

具体的には、バイパス流路Ｌ_５は、流量計４２の上流の地点において、蒸気流路Ｌ_１から分岐している。バイパス流路Ｌ_６、Ｌ_７は、バイパス流路Ｌ_５から分岐している。バイパス流路Ｌ_６は、バイパス流路Ｌ_５からの蒸気を、蒸気流路Ｌ_２との合流地点Ｃ_１に供給する。バイパス流路Ｌ_７は、バイパス流路Ｌ_５からの蒸気を、蒸気流路Ｌ_４との合流地点Ｃ_２に供給する。

本発電プラントはさらに、蒸気流路Ｌ_２に設けられた温度計４３’と、蒸気流路Ｌ_４に設けられた温度計４５’とを備えている。温度計４３が、合流地点Ｃ_１の上流に位置するのに対し、温度計４３’は、合流地点Ｃ_１の下流に位置している。同様に、温度計４５が、合流地点Ｃ_２の上流に位置するのに対し、温度計４５’は、合流地点Ｃ_２の下流に位置している。

本発電プラントはさらに、バイパス流路Ｌ_６に設けられた第１バイパス弁７１および第１バイパス流量計７３と、バイパス流路Ｌ_７に設けられた第２バイパス弁７２および第２バイパス流量計７４とを備えている。

本発電プラントは、蒸気流路Ｌ_２からの蒸気を第１減温器１５により冷却することができ、蒸気流路Ｌ_４からの蒸気を第２減温器１７により冷却することができる。また、本発電プラントは、蒸気流路Ｌ_２の蒸気をバイパス流路Ｌ_６からの蒸気により冷却することができ、蒸気流路Ｌ_４の蒸気をバイパス流路Ｌ_７からの蒸気により冷却することができる。

この際、合流地点Ｃ_１の下流の蒸気温度は、合流地点Ｃ_１の上流の蒸気と、バイパス流路Ｌ_６の蒸気との流量比率により制御可能である。合流地点Ｃ_１の下流の蒸気温度の上限は、合流地点Ｃ_１の上流の蒸気温度となり、合流地点Ｃ_１の下流の蒸気温度の下限は、バイパス流路Ｌ_６の蒸気温度となる。これは、合流地点Ｃ_２でも同様である。

図１１は、第２実施形態の発電プラントの動作を説明するためのグラフである。

図１１の横軸は、蒸気流路上の各地点とドラム１１との距離を示す。図１１の縦軸は、蒸気流路を流れる蒸気の温度を示す。符号Ｔ_１、Ｔ_１’は、蒸気流路Ｌ_２を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４３、４３’により計測される。符号ΔＴ_１は、Ｔ_１とＴ_１’との温度差を示す（ΔＴ_１＝Ｔ_１−Ｔ_１’）。符号Ｔ_２は、蒸気流路Ｌ_３を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４４により計測される。符号Ｔ_３、Ｔ_３’は、蒸気流路Ｌ_４を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４５、４５’により計測される。符号ΔＴ_３は、Ｔ_３とＴ_３’との温度差を示す（ΔＴ_３＝Ｔ_３−Ｔ_３’）。符号Ｔ_４は、主蒸気配管２１を流れる蒸気の温度を示しており、温度計４７により計測される。図１１は、これらの温度計４３、４３’、４４、４５、４５’、４７による蒸気温度Ｔ_１〜Ｔ_４の計測値を示している。

以下、蒸気温度Ｔ_１〜Ｔ_４の計算方法を説明する。

合流地点Ｃ_１と第１減温器１５との間の地点での蒸気温度Ｔ_１’は、次の式（１２）で与えられる。
Ｔ_１’＝（ＴＦ_Ｂ１＋Ｔ_１Ｆ_Ｔ１）／（Ｆ_Ｂ１＋Ｆ_Ｔ１） ・・・（１２）
ただし、Ｔは、バイパス流路Ｌ_５〜Ｌ_７を流れる蒸気の温度を表す。ここでのＴは、圧力計４１の地点の蒸気の圧力（ドラム圧力）が飽和蒸気圧力であるとして計算された飽和蒸気温度である。Ｔ_１、Ｆ_Ｔ１は、温度計４３の地点を流れる蒸気の温度、流量を表す。Ｆ_Ｔ１は、流量計４２の地点を流れる蒸気の流量Ｆ_１に等しい。Ｔ_１’は、温度計４３’の地点を流れる蒸気の温度を表す。Ｆ_Ｂ１は、第１バイパス流量計７３の地点を流れる蒸気の流量を表す。

第１減温器１５の出口蒸気温度かつ第２過熱器１６の入口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_２は、式（１）および（２）と同様に、次の式（１３）〜（１５）で与えられる。
Ｔ_２＝ＨＰＴ（Ｈ_Ｔ２，Ｐ_Ｔ２） ・・・（１３）
Ｈ_Ｔ２＝｛Ｆ_Ｓ１×ＴＰＨ（Ｔ_Ｓ１，Ｐ_Ｓ１）＋Ｆ_Ｔ１’×ＴＰＨ（Ｔ_１’，Ｐ_Ｔ１’）｝
／（Ｆ_Ｔ１’＋Ｆ_Ｓ１） ・・・（１４）
Ｆ_Ｔ１’＝Ｆ_Ｔ１＋Ｆ_Ｂ１ ・・・（１５）
ただし、Ｔ_１’、Ｐ_Ｔ１’、Ｆ_Ｔ１’は、温度計４３’の地点を流れる蒸気の温度、圧力、流量を表す。Ｔ_２、Ｐ_Ｔ２、Ｈ_Ｔ２は、温度計４４の地点を流れる蒸気の温度、圧力、エンタルピを表す。Ｐ_Ｓ１、Ｔ_Ｓ１、Ｆ_Ｓ１はそれぞれ、圧力計５１、温度計５２、流量計５３の地点を流れるスプレー水の圧力、温度、流量を表す。

第２過熱器１６の出口蒸気温度かつ第２減温器１７の入口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_３は、式（３）および（４）と同様に、次の式（１６）および（１７）で与えられる。
Ｔ_３＝Ｆｕｎｃ（Ｔ_Ｇ，Ｆ_Ｇ，Ｔ_２，Ｆ_Ｔ２） ・・・（１６）
Ｆ_Ｔ２＝Ｆ_Ｔ１’＋Ｆ_Ｓ１ ・・・（１７）
ただし、Ｔ_２、Ｆ_Ｔ２は、温度計４４の地点を流れる蒸気の温度と流量を表す。Ｔ_３は、温度計４５の地点を流れる蒸気の温度を表す。Ｔ_Ｇ、Ｆ_Ｇはそれぞれ、温度計３１、流量計３２の地点を流れる排ガスの温度と流量を表す。

合流地点Ｃ_２と第２減温器１７との間の地点での蒸気温度Ｔ_３’は、次の式（１８）および（１９）で与えられる。
Ｔ_３’＝（ＴＦ_Ｂ２＋Ｔ_３Ｆ_Ｔ３）／（Ｆ_Ｂ２＋Ｆ_Ｔ３） ・・・（１８）
Ｆ_Ｔ３＝Ｆ_Ｔ２ ・・・（１９）
ただし、Ｔ_３、Ｆ_Ｔ３は、温度計４５の地点を流れる蒸気の温度、流量を表す。Ｔ_３’は、温度計４５’の地点を流れる蒸気の温度を表す。Ｆ_Ｂ２は、第２バイパス流量計７４の地点を流れる蒸気の流量を表す。

第２減温器１７の出口蒸気温度である蒸気温度Ｔ_４は、式（５）〜（７）と同様に、次の式（２０）〜（２２）で与えられる。
Ｔ_４＝ＨＰＴ（Ｈ_Ｔ４，Ｐ_Ｔ４） ・・・（２０）
Ｈ_Ｔ４＝｛Ｆ_Ｓ２×ＴＰＨ（Ｔ_Ｓ２，Ｐ_Ｓ２）＋Ｆ_Ｔ３’×ＴＰＨ（Ｔ_３’，Ｐ_Ｔ３’）｝
／（Ｆ_Ｔ３’＋Ｆ_Ｓ２） ・・・（２１）
Ｆ_Ｔ３’＝Ｆ_Ｔ３＋Ｆ_Ｂ２ ・・・（２２）
ただし、Ｔ_３’、Ｐ_Ｔ３’、Ｆ_Ｔ３’は、温度計４５’の地点を流れる蒸気の温度、圧力、流量を表す。Ｔ_４、Ｐ_Ｔ４、Ｈ_Ｔ４は、温度計４７の地点を流れる蒸気の温度、圧力、エンタルピを表す。Ｐ_Ｔ４は、圧力計４６の地点を流れる蒸気の圧力Ｐ_２に等しい。Ｐ_Ｓ２、Ｔ_Ｓ２、Ｆ_Ｓ２はそれぞれ、圧力計５４、温度計５５、流量計５６の地点を流れるスプレー水の圧力、温度、流量を表す。

なお、式（１２）〜（２２）では、蒸気流路とバイパス流路における圧力損失はほぼゼロであると仮定している。制御装置２０は、温度計４３〜４５’等から取得した計測値を式（１２）〜（２２）の右辺に代入することで、式（１２）〜（２２）の左辺の値を計算することができる。上記の圧力損失や温度計４３〜４５’等の計測誤差が小さい場合、これらの式から蒸気温度Ｔ_１’〜Ｔ_４の値を精度よく計算することができる。

（１）第２実施形態の制御装置２０
図１２は、第２実施形態の制御装置２０の構成を示す模式図である。

制御装置２０は、図５に示す構成要素に加え、第１バイパス設定部８１と、第２バイパス設定部８２と、第１バイパス制御部８３と、第２バイパス制御部８４と、減算器８５とを備えている。第１および第２バイパス設定部８１、８２は、第３設定部の例である。第１および第２バイパス制御部８３、８４は、第３制御部の例である。

第１バイパス設定部８１は、温度差ΔＴ_１を調整するための設定値として、ΔＴ_１設定値を保持している。温度差ΔＴ_１は、温度計４３の地点での蒸気温度Ｔ_１と、温度計４３’の地点での蒸気温度Ｔ_１’との差を表す（ΔＴ_１＝Ｔ_１−Ｔ_１’）。温度計４３の地点と温度計４３’の地点は、上流減温器の上流の第３地点と第４地点の例である。蒸気温度Ｔ_１と蒸気温度Ｔ_１’は、第３温度と第４温度の例である。本実施形態のΔＴ_１設定値は、時間に応じて変化しない定数であり、例えば５℃に設定されている。ΔＴ_１設定値は、第３設定値の例である。

第１バイパス流量計７３の地点での蒸気流量である第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１は、この温度差ΔＴ_１により次の式（２３）で与えられる。
Ｆ_Ｂ１＝ΔＴ_１Ｆ_Ｔ１／（Ｔ_１−ΔＴ_１−Ｔ） ・・・（２３）
式（２３）は、式（１２）にΔＴ_１を代入することで導出される。式（２３）のΔＴ_１にΔＴ_１設定値を代入すると、平衡点における第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１が算出される。

第２バイパス設定部８２は、温度差ΔＴ_３を調整するための設定値として、ΔＴ_３設定値を保持している。温度差ΔＴ_３は、温度計４５の地点での蒸気温度Ｔ_３と、温度計４５’の地点での蒸気温度Ｔ_３’との差を表す（ΔＴ_３＝Ｔ_３−Ｔ_３’）。温度計４５の地点と温度計４５’の地点は、過熱器と下流減温器との間の第３地点と第４地点の例である。蒸気温度Ｔ_３と蒸気温度Ｔ_３’は、第３温度と第４温度の例である。本実施形態のΔＴ_３設定値は、時間に応じて変化しない定数であり、例えば２０℃に設定されている。ΔＴ_３設定値は、第３設定値の例である。

第２バイパス流量計７４の地点での蒸気流量である第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２は、この温度差ΔＴ_２により次の式（２４）で与えられる。
Ｆ_Ｂ２＝ΔＴ_３Ｆ_Ｔ３／（Ｔ_３−ΔＴ_３−Ｔ） ・・・（２４）
式（２４）は、式（１８）にΔＴ_３を代入することで導出される。式（２４）のΔＴ_３にΔＴ_３設定値を代入すると、平衡点における第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２が算出される。

第１バイパス制御部８３は、温度差ΔＴ_１がΔＴ_１設定値に調整されるように、第１バイパス弁７１を制御する。具体的には、第１バイパス制御部８３は、式（２３）にΔＴ_１設定値を代入することにより第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１を算出し、第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１から第１バイパス弁７１の開度指示値Ｚ_Ｂ１を算出して出力する。これにより、第１バイパス弁７１の開度が開度指示値Ｚ_Ｂ１に調整され、第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１が平衡点に達し、温度差ΔＴ_１がΔＴ_１設定値に近づいていく。

しかしながら、第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１が平衡点に達するとは限らないことや、温度計４３、４３’等に計測誤差があることから、上記の制御により温度差ΔＴ_１がΔＴ_１設定値にならない場合がある。そこで、第１バイパス制御部８３は、蒸気温度Ｔ_１’の計測値と設定値との偏差を用いたＰＩＤ制御を行い、ΔＴ_１設定値から算出された第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１にＰＩＤ制御の操作量を加算することで、第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１を補正する。これにより、温度差ΔＴ_１をΔＴ_１設定値に精度よく調整することができる。

第２バイパス制御部８４は、温度差ΔＴ_３がΔＴ_３設定値に調整されるように、第２バイパス弁７２を制御する。具体的には、第２バイパス制御部８４は、式（２４）にΔＴ_３設定値を代入することにより第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２を算出し、第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２から第２バイパス弁７２の開度指示値Ｚ_Ｂ２を算出して出力する。これにより、第２バイパス弁７２の開度が開度指示値Ｚ_Ｂ２に調整され、第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２が平衡点に達し、温度差ΔＴ_３がΔＴ_３設定値に近づいていく。

しかしながら、第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２が平衡点に達するとは限らないことや、温度計４５、４５’等に計測誤差があることから、上記の制御により温度差ΔＴ_３がΔＴ_３設定値にならない場合がある。そこで、第２バイパス制御部８４は、蒸気温度Ｔ_３’の計測値と設定値との偏差を用いたＰＩＤ制御を行い、ΔＴ_３設定値から算出された第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２にＰＩＤ制御の操作量を加算することで、第２バイパス流量Ｆ_Ｂ２を補正する。これにより、温度差ΔＴ_３をΔＴ_３設定値に精度よく調整することができる。

図１２の第１設定部６１、第２設定部６２、加算器６３、上限値設定部６４、余裕値設定部６５、減算器６６、選択部６７、第１減温器制御部６８、第２減温器制御部６９の動作は、図５の場合と同様である。

ただし、本実施形態のＴ_４負偏差許容値は、第１実施形態と同様、Ｔ_３設定値とＴ_４設定値との差であるのに対し（Ｔ_４負偏差許容値＝Ｔ_３設定値−Ｔ_４設定値）、本実施形態の第２減温器１７の入口蒸気温度は、蒸気温度Ｔ_３ではなく蒸気温度Ｔ_３’である。

よって、本実施形態の制御装置２０では、加算器６３が、Ｔ_４設定値にＴ_４負偏差許容値を加算してＴ_３設定値を出力した後、減算器８５が、Ｔ_３設定値からΔＴ_３設定値を減算してＴ_３’設定値を出力する（Ｔ_３’設定値＝Ｔ_３設定値−ΔＴ_３設定値）。また、選択部６７は、Ｔ_３’設定値と修正上限値との低い方の値を出力する。また、第１減温器制御部６８は、蒸気温度Ｔ_３’がＴ_３’設定値と修正上限値の低い方に調整されるように、第１減温器１５を制御する。これにより、蒸気温度Ｔ_３’がＴ_３’設定値と修正上限値の低い方に近づいていき、さらには、蒸気温度Ｔ_３がＴ_３設定値と「修正上限値＋ΔＴ_３設定値」の低い方に近づいていく。

上述のように、Ｔ_３設定値は「Ｔ_４負偏差許容値＋Ｔ_４設定値」で与えられ、Ｔ_３’設定値は「Ｔ_４負偏差許容値＋Ｔ_４設定値−ΔＴ_３設定値」で与えられる。Ｔ_４負偏差許容値、Ｔ_４設定値、ΔＴ_３設定値はそれぞれ、第１、第２、第３設定値の例である。本実施形態では、蒸気温度Ｔ_３は、第２設定値よりも第１設定値だけ高く調整され、蒸気温度Ｔ_３’は、第２設定値よりも第１設定値と第３設定値との差分値だけ高く調整される。蒸気温度Ｔ_３は第１および第３温度の例であり、蒸気温度Ｔ_３’は第４温度の例であり、蒸気温度Ｔ_４は第２温度の例である。

図１３は、第２実施形態の第１バイパス制御部８３の構成を示す模式図である。

第１バイパス制御部８３は、バイパス蒸気温度算出部（以下「温度算出部」と呼ぶ）９１と、バイパス蒸気流量算出部（以下「流量算出部」と呼ぶ）９２と、減算器９３と、ＰＩＤ制御部９４と、加算器９５と、弁開度算出部（以下「開度算出部」と呼ぶ）９６とを備えている。

温度算出部９１は、圧力計４１のドラム圧力Ｐ_Ｄが飽和蒸気圧力であるとして飽和蒸気温度を算出し、バイパス流路Ｌ_５〜Ｌ_７の蒸気温度Ｔとして飽和蒸気温度を出力する。

流量算出部９２は、温度算出部９１からの蒸気温度Ｔと、第１バイパス設定部８１からのΔＴ_１設定値と、温度計４３からの蒸気温度Ｔ_１と、流量計４２からの蒸気流量Ｆ_１（＝Ｆ_Ｔ１）とを式（２３）に代入して、第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１を算出する。

減算器９３は、温度計４３により計測された蒸気温度Ｔ_１からΔＴ_１設定値を減算して、ＰＩＤ制御用に蒸気温度Ｔ_１’の設定値を出力する。

ＰＩＤ制御部９４は、蒸気温度Ｔ_１’の計測値を温度計４３から取得し、蒸気温度Ｔ_１’の設定値を減算器９３から取得し、これら計測値と設定値との偏差を用いたＰＩＤ制御を行う。具体的には、ＰＩＤ制御部９４は、この偏差をゼロに近づけるように第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１の補正量を設定する。

加算器９５は、流量算出部９２により算出された第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１にこの補正量を加算し、補正された第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１を出力する。

開度算出部９６は、補正された第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１に基づいて、第１バイパス弁７１の開度指示値Ｚ_Ｂ１を算出して出力する。開度算出部９６は例えば、第１バイパス弁７１のＣＶ特性を用いて、補正された第１バイパス流量Ｆ_Ｂ１を開度指示値Ｚ_Ｂ１に変換する。

第２バイパス制御部８４の構成は、第１バイパス制御部８３の構成と同様である。この場合、式（２３）は式（２４）に置き換えられ、蒸気流量Ｆ_１（＝Ｆ_Ｔ１）、蒸気温度Ｔ_１およびＴ_１’、ΔＴ_１設定値はそれぞれ、蒸気流量Ｆ_Ｔ３、蒸気温度Ｔ_３およびＴ_３’、ΔＴ_３設定値に置き換えられる。式（１５）、（１７）、（１９）に示すように、蒸気流量Ｆ_Ｔ３は、流量計４２からの蒸気流量Ｆ_１と、第１バイパス流量計７３からの蒸気流量Ｆ_Ｂ１と、流量計５３からの蒸気流量Ｆ_Ｓ１とを用いて算出可能である（Ｆ_Ｔ３＝Ｆ_１＋Ｆ_Ｂ１＋Ｆ_Ｓ１）。

（２）第２実施形態の発電プラントの動作
図１４は、第２実施形態の発電プラントの動作例を示すグラフである。本実施形態において、Ｔ_４負偏差許容値、ΔＴ_１設定値、ΔＴ_３設定値はそれぞれ、３０℃、５℃、２０℃に設定されている。

期間Ｒ_１では、スプレー流量Ｆ_Ｓ１、Ｆ_Ｓ２が０に設定され、バイパス流量Ｆ_Ｂ１、Ｆ_Ｂ２も０に設定されている。よって、蒸気温度Ｔ_２は、蒸気温度Ｔ_１、Ｔ_１’と同じ値になり、時間と共に上昇していく。同様に、蒸気温度Ｔ_４は、蒸気温度Ｔ_３、Ｔ_３’と同じ値になり、時間と共に上昇していく。

期間Ｒ_２では、スプレー流量Ｆ_Ｓ１は当初、一定値に設定されている（矢印Ｂ_１）。また、期間Ｒ_２およびそれ以降の期間では、バイパス流量Ｆ_Ｂ１、Ｆ_Ｂ２はそれぞれ、温度差ΔＴ_１、ΔＴ_３をΔＴ_１、ΔＴ_３設定値に調整するように設定される。その結果、蒸気温度Ｔ_２は、緩やかに低下または上昇している。一方、第１減温器１５と合流地点Ｃ_２での蒸気温度の低下速度よりも第２過熱器１６での蒸気温度の上昇速度の方が速いため、蒸気温度Ｔ_３’は時間と共に上昇していく。また、Ｔ_４設定値は期間Ｒ_２の前半にて一定値（４００℃）に維持されるため（図６参照）、スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４が４００℃に維持されるように調整される。その後、Ｔ_４設定値は期間Ｒ_２の後半にて４００℃から緩やかに上昇するため（図６参照）、蒸気温度Ｔ_４は時間と共に上昇していく。

ただし、本実施形態のＴ_４負偏差許容値、ΔＴ_３設定値はそれぞれ３０℃、２０℃に設定され、Ｔ_３’設定値がＴ_４設定値に比べて１０℃だけ高い。その結果、期間Ｒ_２の後半に蒸気温度Ｔ_４が上昇しても、期間Ｒ_３に蒸気温度Ｔ_４が蒸気温度Ｔ_３’に到達していない（矢印Ａ_３）。よって、本実施形態の第２減温器１７は、期間Ｒ_３にて蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に調整することができ、蒸気温度Ｔ_４とＴ_４設定値との間に乖離が発生することを抑制することができる。期間Ｒ_２、Ｒ_３において、スプレー流量Ｆ_Ｓ１は、蒸気温度Ｔ_３’がＴ_３’設定値（＝Ｔ_４設定値＋Ｔ_４負偏差許容値−ΔＴ_３設定値）に近づくように調整される（矢印Ｂ_２、Ｂ_３）。同様に、スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４がＴ_４設定値に近づくように調整される。

期間Ｒ_４では、期間Ｒ_３にて蒸気温度Ｔ_３’が５４７℃に到達した後、蒸気温度Ｔ_４が５４７℃に到達している。その結果、蒸気温度Ｔ_３’は５４７℃に維持され、蒸気温度Ｔ_４も５４７℃に維持されている。スプレー流量Ｆ_Ｓ１は、蒸気温度Ｔ_３’を５４７℃に維持するように調整される。一方、蒸気温度Ｔ_３’と蒸気温度Ｔ_４は共に５４７℃に調整されるため、スプレー流量Ｆ_Ｓ２はおおむね０に維持される。スプレー流量Ｆ_Ｓ２は、蒸気温度Ｔ_４が５４７℃よりも高くなった場合だけ０から増加する。

（３）第２実施形態の変形例
図１５は、第２実施形態の変形例の発電プラントの構成を示す模式図である。

本変形例の蒸気タービン２５は、第１実施形態の変形例の蒸気タービン２５（図９）と同様に、高圧タービン２５ａと低圧タービン２５ｂにより構成されている。

本変形例の発電プラントは、図９と図１０に示す構成要素に加え、バイパス流路Ｌ_Ｆ〜Ｌ_Ｈを備えている。蒸気流路Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｅは、高圧タービン２５ａからの蒸気を第３、第４過熱器１０１、１０３および第３、第４減温器１０２、１０４を介して搬送するのに対し、バイパス流路Ｌ_Ｆ〜Ｌ_Ｈは、高圧タービン２５ｂからの蒸気を蒸気流路Ｌ_Ａ〜Ｌ_Ｅの少なくとも一部をバイパスして搬送する。

具体的には、バイパス流路Ｌ_Ｆは、流量計１１１の上流の地点において、蒸気流路Ｌ_Ａから分岐している。バイパス流路Ｌ_Ｇ、Ｌ_Ｈは、バイパス流路Ｌ_Ｆから分岐している。バイパス流路Ｌ_Ｇは、バイパス流路Ｌ_Ｆからの蒸気を、蒸気流路Ｌ_Ｂとの合流地点Ｃ_Ａに供給する。バイパス流路Ｌ_Ｈは、バイパス流路Ｌ_Ｆからの蒸気を、蒸気流路Ｌ_Ｄとの合流地点Ｃ_Ｂに供給する。

本発電プラントはさらに、蒸気流路Ｌ_Ｂに設けられた温度計１１２’と、蒸気流路Ｌ_Ｄに設けられた温度計１１４’とを備えている。温度計１１２が、合流地点Ｃ_Ａの上流に位置するのに対し、温度計１１２’は、合流地点Ｃ_Ａの下流に位置している。同様に、温度計１１４が、合流地点Ｃ_Ｂの上流に位置するのに対し、温度計１１４’は、合流地点Ｃ_Ｂの下流に位置している。

本発電プラントはさらに、バイパス流路Ｌ_Ｇに設けられた第３バイパス弁１３１および第３バイパス流量計１３３と、バイパス流路Ｌ_Ｈに設けられた第４バイパス弁１３２および第４バイパス流量計１３４とを備えている。

本発電プラントは、蒸気流路Ｌ_Ｂからの蒸気を第３減温器１０２により冷却することができ、蒸気流路Ｌ_Ｄからの蒸気を第４減温器１０４により冷却することができる。また、本発電プラントは、蒸気流路Ｌ_Ｂの蒸気をバイパス流路Ｌ_Ｇからの蒸気により冷却することができ、蒸気流路Ｌ_Ｄの蒸気をバイパス流路Ｌ_Ｈからの蒸気により冷却することができる。

図１１〜図１４の説明は、本変形例の第１、第２過熱器１４、１６、第１、第２減温器１５、１７、およびバイパス流路Ｌ_５〜Ｌ_７にも適用可能である。また、図１１〜図１４の説明は、これらを第３、第４過熱器１０１、１０３、第３、第４減温器１０２、１０４、およびバイパス流路Ｌ_Ｆ〜Ｌ_Ｇに置き換えることで、本変形例の第３、第４過熱器１０１、１０３、第３、第４減温器１０２、１０４、およびバイパス流路Ｌ_Ｆ〜Ｌ_Ｇにも適用可能である。

この場合、図１１〜図１４の説明において、第１実施形態の変形例での置き換えに加えて、符号７１〜７４で示す弁や流量計が、符号１３１〜１３４で示す弁や流量計に置き換えられる。また、図１２のＴ_４負偏差許容値、Ｔ_４設定値、ΔＴ_１設定値、ΔＴ_３設定値、開度指示値Ｚ_Ｓ１、Ｚ_Ｓ２、Ｚ_Ｂ１、Ｚ_Ｂ２は、Ｔ_８負偏差許容値、Ｔ_８設定値、ΔＴ_５設定値、ΔＴ_７設定値、開度指示値Ｚ_Ｓ３、Ｚ_Ｓ４、Ｚ_Ｂ３、Ｚ_Ｂ４に置き換えられる。この場合、蒸気温度Ｔ_７、Ｔ_７’、Ｔ_８を、蒸気温度Ｔ_３、Ｔ_３’、Ｔ_４と同様に適切に制御することが可能となる。

以上のように、本実施形態の発電プラントは、第２過熱器１６の前段および後段に第１および第２減温器１５、１７を備え、これら２つの減温器により蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に制御する。よって、本実施形態によれば、１つの減温器により蒸気温度Ｔ_４を制御する場合に比べて、蒸気温度Ｔ_４を高精度に制御することや、発電プラントを短時間で起動することが可能となる。

また、本実施形態の発電プラントは、第１および第２減温器１５、１７と第１および第２バイパス弁７１、７２により、蒸気温度Ｔ_４をＴ_４設定値に制御する。よって、本実施形態によれば、これらの減温器のみで蒸気温度Ｔ_４を制御する場合に比べて、より高精度の制御やより短時間の起動を実現することが可能となる。

また、本実施形態の発電プラントは、蒸気温度Ｔ_３がＴ_４設定値よりもＴ_４負偏差許容値だけ高く調整されるように、第１減温器１５を制御し、蒸気温度Ｔ_４がＴ_４設定値に調整されるように、第２減温器１７を制御する。また、本実施形態の発電プラントは、蒸気温度Ｔ_３’がＴ_４設定値よりも「Ｔ_４負偏差許容値−ΔＴ_３設定値」だけ高く調整されるように、第１バイパス弁７１を制御する。よって、本実施形態によれば、蒸気温度Ｔ_３’がＴ_４設定値よりも低くなって第２減温器１７が蒸気温度Ｔ_４を調整不能になる事態を抑制することが可能となる。よって、本実施形態によれば、蒸気温度Ｔ_４を安定的に制御することが可能となる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法、およびプラントは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法、およびプラントの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１：ガスタービン、２：圧縮機、３：第１発電機、
４：排ガス配管、５：排熱回収ボイラ、
１１：ドラム、１２：下降管、１３：蒸発器、
１４：第１過熱器、１５：第１減温器、１６：第２過熱器、１７：第２減温器、
１８：第１減温器バルブ、１９：第２減温器バルブ、２０：制御装置、
２１：主蒸気配管、２２：主蒸気弁、
２３：バイパス蒸気配管、２４：バイパス蒸気弁、２５：蒸気タービン、
２５ａ：高圧タービン、２５ｂ：低圧タービン、２６：第２発電機、
３１：温度計、３２：流量計、
４１：圧力計、４２：流量計、４３、４３’：温度計、４４：温度計、
４５、４５’：温度計、４６：圧力計、４７：温度計、４８：流量計、
５１：圧力計、５２：温度計、５３：流量計、
５４：圧力計、５５：温度計、５６：流量計、
５７：回転数計測器、５８：電気出力計測器、
６１：第１設定部、６２：第２設定部、６３：加算器、
６４：上限値設定部、６５：余裕値設定部、６６：減算器、
６７：選択部、６８：第１減温器制御部、６９：第２減温器制御部、
７１：第１バイパス弁、７２：第２バイパス弁、
７３：第１バイパス流量計、７４：第２バイパス流量計、
８１：第１バイパス設定部、８２：第２バイパス設定部、
８３：第１バイパス制御部、８４：第２バイパス制御部、８５：減算器、
９１：バイパス蒸気温度算出部、９２：バイパス蒸気流量算出部、
９３：減算器、９４：ＰＩＤ制御部、９５：加算器、９６：弁開度算出部、
１０１：第３過熱器、１０２：第３減温器、
１０３：第４過熱器、１０４：第４減温器、
１０５：第３減温器バルブ、１０６：第４減温器バルブ、
１１１：流量計、１１２、１１２’：温度計、１１３：温度計、
１１４、１１４’：温度計、１１５：圧力計、１１６：温度計、１１７：流量計、
１２１：圧力計、１２２：温度計、１２３：流量計、
１２４：圧力計、１２５：温度計、１２６：流量計、
１３１：第３バイパス弁、１３２：第４バイパス弁、
１３３：第３バイパス流量計、１３４：第４バイパス流量計

Claims (11)

1. 蒸気を冷却する上流減温器と、
   前記上流減温器からの前記蒸気を過熱する過熱器と、
   前記過熱器からの前記蒸気を冷却する下流減温器と、
   を備える発電プラントを制御するプラント制御装置であって、
   前記過熱器と前記下流減温器との間の第１地点での前記蒸気の温度である第１温度を調整するための第１設定値を出力する第１設定部と、
   前記下流減温器の下流の第２地点での前記蒸気の温度である第２温度を調整するための第２設定値を出力する第２設定部と、
   前記第１温度が前記第２設定値よりも前記第１設定値だけ高く調整されるように、前記上流減温器を制御する第１制御部と、
   前記第２温度が前記第２設定値に調整されるように、前記下流減温器を制御する第２制御部と、
   を備えるプラント制御装置。
2. 前記第１制御部は、前記上流減温器に水を供給する第１弁の開度指示値を出力し、
   前記第２制御部は、前記下流減温器に水を供給する第２弁の開度指示値を出力する、
   請求項１に記載のプラント制御装置。
3. 前記第２設定部は、時間に応じて変化する前記第２設定値を出力する、請求項１または２に記載のプラント制御装置。
4. 前記第１制御部は、前記第１温度が、前記第１設定値と前記第２設定値との和と、前記蒸気の温度の制限値との低い方の値に調整されるように、前記上流減温器を制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
5. 前記発電プラントは、
   前記蒸気を前記上流減温器、前記過熱器、および前記下流減温器を介して搬送する蒸気流路と、
   前記蒸気流路の少なくとも一部をバイパスして前記蒸気を搬送し、前記蒸気を前記蒸気流路との合流地点に供給するバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、
   をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
6. 前記合流地点よりも上流の第３地点での前記蒸気の温度である第３温度と、前記合流地点よりも下流の第４地点での前記蒸気の温度である第４温度との温度差を調整するための第３設定値を出力する第３設定部と、
   前記温度差が前記第３設定値に調整されるように、前記バイパス弁を制御する第３制御部と、
   をさらに備える請求項５に記載のプラント制御装置。
7. 前記合流地点、前記第３地点、および前記第４地点は、前記上流減温器の上流に位置する、請求項６に記載のプラント制御装置。
8. 前記合流地点、前記第３地点、および前記第４地点は、前記過熱器と前記下流減温器との間に位置する、請求項６に記載のプラント制御装置。
9. 前記第３地点と前記第３温度はそれぞれ、前記第１地点と前記第１温度であり、
   前記第１制御部は、前記第３温度が前記第２設定値よりも前記第１設定値だけ高く調整され、かつ、前記第４温度が前記第２設定値よりも前記第１設定値と前記第３設定値との差分値だけ高く調整されるように、前記上流減温器を制御する、
   請求項８に記載のプラント制御装置。
10. 前記第１制御部は、前記第４温度が、前記第２設定値と前記差分値との和と、前記蒸気の温度の制限値との低い方の値に調整されるように、前記上流減温器を制御する、請求項９に記載のプラント制御装置。
11. 前記発電プラントは、第１蒸気タービンと、前記第１蒸気タービンの下流に設けられた第２蒸気タービンとをさらに備え、
    前記上流減温器、前記過熱器、および前記下流減温器は、
    前記第１蒸気タービンの上流の第１蒸気流路に設けられ、前記下流減温器からの前記蒸気を前記第１蒸気タービンに供給する、または、
    前記第１蒸気タービンと前記第２蒸気タービンとの間の第２蒸気流路に設けられ、前記下流減温器からの前記蒸気を前記第２蒸気タービンに供給する、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載のプラント制御装置。

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