JPH0749005A - 排熱利用発電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】電力設定器４８の電力負荷設定に対して、排熱
流量信号との偏差信号に先行的に低圧蒸発器の第１圧力
検出器２１と媒体タービンの入口側の第４圧力検出器２
８との圧力信号に基づく第１バイアス信号ａを加減算し
て得られた偏差信号を流量調節弁２０を開閉制御する排
熱流量偏差信号としてＰＩＤ調節計４１に入力するよう
にしている。低圧蒸発器７のレベル設定に対して低圧蒸
発器７の媒体レベルとの偏差信号に先行的に排熱流量偏
差信号に基づく第２バイアス信号ｂと低圧蒸発器７の入
口と出口の排熱流量偏差信号に基づく第３バイアス信号
ｃとを加減算して得られる偏差信号をレベル調節弁２３
を開閉制御するレベル偏差信号としてＰＩＤ調節計４２
に入力するようにしている。 【効果】過渡的な負荷変動に対して安定に制御でき、高
効率に運用ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業用プラント等の熱
水あるいは地下から得られる排熱を利用した排熱利用発
電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電の方法には、火力発電、水力発電、
原子力発電等の方式の他に、種々の特殊発電方式があ
る。この特殊発電方式の一つとして、工業プラントある
いは地下から得られる排熱を利用した発電方式がある。

【０００３】この種の発電方式では、火力発電と同様
に、蒸気によりタービンを回転させようとするものであ
るが、火力発電に比べてタービンを回転させるのに要す
る燃料費を大幅に節約できるため、近年は資源活用の面
から注目されはじめている。

【０００４】一般に、排熱利用発電プラントでは、高温
熱水および排熱が排熱ポンプにより蒸発器、予熱器に供
給され媒体と熱交換される。そして、蒸発器で熱交換さ
れて温度上昇した蒸発ガスが媒体タービンに供給され、
媒体タービン発電機を駆動させ発電する。その媒体ター
ビンの排ガスは、凝縮器に流れ冷却水で冷却されホット
ウェルタンクに回収され循環される。凝縮器では、媒体
タービンの排ガスを冷却水で冷却させている。

【０００５】ところで、従来の排熱利用発電制御装置で
は、熱水の流量について格別の制御を行っておらず、工
業用プラント等から得られる排熱の全てをタービン駆動
に用いるようにし、基本的には電力最大運転を行うよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た電力最大運転による発電制御では、工業用プラント等
からの排熱流量あるいは排熱温度が変化すると、直ちに
発電機出力も変動してしまい、成り行きまかせの制御と
なる欠点がある。

【０００７】まず、第１に、電流負荷制御時に一次系の
排熱流量および排熱温度が変動する場合、タービン発電
機の出力は、予熱器の熱交換性能および蒸発器の性能に
大きく左右される。つまり、過渡的な排熱流量および温
度変動に対して蒸発器の媒体蒸発量のレベルが変動し、
これに伴って媒体の蒸発ガス圧力も大幅に変動する。そ
のため、媒体タービンの入口流量および圧力変動が生
じ、媒体タービン発電機の出力も大幅に変動するという
問題がある。

【０００８】第２に、媒体タービン発電機の負荷変動に
伴って、媒体タービンの駆動に費やした排ガスが過渡的
な流量および温度変動となり、凝縮器の２次遅れ原因に
よって媒体の冷却温度も変動する。このように、過渡的
な排熱温度および排ガス流量の変動に伴い、熱交換器へ
の媒体流量の流量変動が生じ、予熱器、蒸発器で熱交換
するとき２次遅れ原因となって発電機の出力が変動し、
制御系が安定しないという問題がある。

【０００９】そこで、本発明は、上記事情を考慮してな
されたもので、タービン発電機の電力負荷設定に対し
て、排熱系統の排熱温度変動および排熱流量変動が生じ
てもタービン発電機の出力変動を防止する排熱利用発電
制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】高温熱水および排熱が排
熱ポンプによって取り込まれ、高圧蒸発器と高圧予熱器
と低圧蒸発器と低圧予熱器に順次供給され、それぞれと
熱交換させる排熱系統と、ホットウェルタンクから媒体
ポンプによって前記低圧予熱器と前記低圧蒸発器と前記
高圧予熱器と前記高圧蒸発器とへ順次媒体を流して前記
高温熱水と排熱と熱交換され温度上昇された媒体を低圧
蒸発器および高圧蒸発器で媒体を蒸発させ規定圧にし、
その媒体の蒸発ガスを媒体タービンの高圧側および低圧
側に供給し、媒体タービンの発電機を駆動させ、媒体タ
ービンの排ガスが凝縮器に流れ冷却水で冷却され前記ホ
ットウェルタンクに回収し、循環させる媒体系統と、前
記凝縮器で媒体タービンの排ガスを冷却水で冷却させる
冷却水系統からなる排熱利用発電プラントを制御する排
熱利用発電制御装置において、前記排熱系統には、流量
検出器と第１温度検出器と第２温度検出器と第３温度検
出器と第４温度検出器と流量調節弁をそれぞれ配置し、
前記媒体系統の低圧側には、低圧蒸発器に第１圧力検出
器と第１レベル検出器とを配置し、低圧蒸発器の入口側
にレベル調節弁を配置し、前記媒体系統の高圧側には、
高圧蒸発器に第２圧力検出器と第２レベル検出器とを配
置し、低圧予熱器の出口側にレベル調節弁を配置し、前
記媒体系統の高圧側の媒体タービンの入口側に第３圧力
検出器を配置し、前記媒体系統低圧側の媒体タービンの
入口側に第４圧力検出器とを配置し、さらに、バイパス
系統には、圧力調節弁が配置され、バイパス系統には圧
力調節弁を配置され、前記媒体系統の凝縮器の出口側に
は、第５温度検出器を配置され、ホットウェルタンクに
は第６温度検出器が配置され、冷却水系統には、温度調
節弁と冷却水ポンプとを配置し、前記媒体タービンの電
力設定信号を出力し、この電力設定信号と、前記流量検
出器の排熱流量信号との排熱流量偏差信号を演算して出
力する電力設定手段と、前記第１圧力検出器の圧力信号
と、前記第４圧力検出器の圧力信号との偏差信号に基づ
いて第１バイアス信号を出力する第１バイアス信号設定
手段と前記排熱流量量偏差信号と前記第１バイアス信号
とを加減算して加減算信号を出力する加減算手段と、前
記加減算信号を入力して前記流量調節弁を開閉させ排熱
流量を制御する制御信号を出力する制御演算手段とから
なる第１制御手段と、前記低圧蒸気発生器のレベル設定
信号を出力し、このレベル設定信号と前記第１レベル検
出器のレベル検出信号とのレベル偏差信号を演算出力す
るレベル設定手段と、前記第１制御手段の加減算信号に
基づいて第２バイアス信号を出力する第２バイアス設定
手段と、前記レベル偏差信号と前記第２バイアス信号と
前記第３バイアス信号とを加減算して加減算信号を出力
する加減算手段と、前記加減算信号を入力して前記第１
レベル調節弁を開閉させ前記低圧蒸発器のレベルを制御
する制御信号を出力する制御演算手段とからなる第２制
御手段と、前記高圧蒸発器のレベル設定信号を出力し、
このレベル設定信号と第２レベル検出器のレベル検出信
号とのレベル偏差信号を演算出力するレベル設定手段
と、前記第１温度検出器の温度検出信号と前記第２温度
検出器の温度検出信号との偏差信号に基づく第４バイア
ス信号を出力する第４バイアス設定手段と、前記第２温
度検出器の温度検出信号と前記第３温度検出器の温度検
出信号との偏差信号に基づく第５バイアス信号を出力す
る第５バイアス設定手段と、前記第４バイアス信号と前
記第５バイアス信号の内でいずれか高値の信号を第６バ
イアス信号として出力する高値優先手段と、前記レベル
偏差信号と前記第２バイアス信号と前記第６バイアス信
号とを加減算して加減算信号を出力する加減算手段と、
前記加減算信号を入力して前記第２レベル調節弁を開閉
させ前記高圧蒸発器のレベルを制御する制御信号を出力
する制御演算手段とからなる第３制御手段と、前記媒体
タービンの低圧側の入口圧力信号を出力し、この入口圧
力設定信号と前記第４圧力検出器の圧力検出信号との圧
力偏差信号を演算出力する圧力設定手段と、前記圧力偏
差信号と前記第１バイアス信号と前記第２バイアス信号
と前記第３バイアス信号とを加減算して加減算信号を出
力する加減算出力手段と前記加減算信号を入力して前記
第２圧力調節弁を開閉させ前記媒体タービンの低圧側の
入口圧力を制御する制御信号を出力する制御演算手段と
からなる第４制御手段と、前記媒体タービンの高圧側の
入口圧力信号を出力し、この入口圧力設定信号と前記第
３圧力検出器の圧力検出信号との圧力偏差信号を演算出
力する圧力設定手段と、前記第２圧力検出器の圧力検出
信号と前記第３圧力検出器の圧力検出信号との偏差信号
に基づく第７バイアス信号を出力する第７バイアス設定
手段と、前記圧力偏差信号と前記第２バイアス信号と前
記第６バイアス信号と前記第７バイアス信号とを加減算
して加減算信号を出力する加減算手段と、前記加減算信
号を入力して前記第１圧力調節弁を開閉させ前記媒体タ
ービンの高圧側の入口圧力を制御する制御信号を出力す
る制御演算手段とからなる第５制御手段と、前記凝縮器
の媒体温度設定信号を出力し、この媒体温度設定信号と
第５温度検出器の温度検出信号を出力する温度設定信号
と、前記第５温度検出器の温度検出信号と前記第６温度
検出器の温度検出信号との偏差信号に基づく第８バイア
ス信号を出力する第８バイアス設定手段と、前記温度偏
差信号と前記第２バイアス信号と前記第８バイアス信号
とを加減算して加減算信号を出力する加減算手段と、前
記加減算信号を入力して前記温度調節弁を開閉させ前記
凝縮器の媒体温度を制御する制御信号を出力する制御演
算手段からなる第６制御手段を設けるようにしたもので
ある。

【００１１】

【作用】第１制御手段では、媒体系統の低圧蒸発器の第
１圧力検出器と媒体タービンの低圧側入口の第４圧力検
出器との偏差信号が先行的に第１バイアス信号として排
熱偏差信号に付加されるため低圧蒸発器で熱交換すると
きの２次遅れ分が補償される。従って、媒体タービン発
電機の設定電力に追従して、低圧予熱器の出口の流量調
節弁の開度を設定値になるように制御される。

【００１２】第２制御手段では、第１制御手段の排熱流
量偏差信号に基づく第２バイアス信号と排熱系統の低圧
蒸発器の入口の第３温度検出器と低圧蒸発器の出口の第
４温度検出器との偏差信号に基づく第３バイアス信号と
が媒体レベル偏差信号に付加されるため、低圧蒸発器で
熱交換するときの２次遅れ分が補償され、低圧蒸発器の
レベル設定値に追従して、第１レベル調節弁の開度が設
定値になるように制御される。

【００１３】第３制御手段では、前記第２バイアス信号
と高圧蒸発器の入口の第１温度検出器と出口の第２温度
検出器との偏差信号に基づく第４バイアス信号と、高圧
予熱器入口と出口の第２および第３の温度検出器との偏
差信号に基づく第５バイアス信号とを比較した高値が先
行的に第６バイアス信号としてレベル偏差信号に各々付
加されるため、高圧蒸発器で熱交換するときの２次遅れ
分が補償され、高圧蒸発器のレベル設定値に追従して、
高圧蒸発器の入口側の第２レベル調節弁の開度が設定値
になるように制御される。

【００１４】第４制御手段では、媒体タービンの入口圧
力偏差信号に第１バイアス信号と第２バイアス信号と第
３バイアス信号とを付加しているため、媒体タービンの
低圧側の入口圧力が補償され、第２圧力調節弁の開度で
媒体タービンの低圧側の入口圧力が設定値になるように
制御される。

【００１５】第５制御手段では、前記第２バイアス信号
と前記第６バイアス信号と第２圧力検出器の圧力検出信
号と第３圧力検出信号との偏差に基づく第７バイアス信
号とが媒体タービンの入口圧力偏差信号に付加して媒体
タービンの低圧側の入口圧力を補償し、媒体タービンバ
イパスの第１圧力調節弁の開度で媒体タービンの低圧側
の入口圧力が設定値になるように制御される。

【００１６】第６制御手段では、第５温度検出器の温度
検出信号と第６温度検出器の温度検出信号との偏差信号
に基づく第８バイアス信号と第２バイアス信号とが温度
偏差信号に付加され補償することにより、ホットウェル
タンク内の温度が設定値になるように凝縮器入口の温度
調節弁の開度が制御される。従って、媒体タービンの電
力負荷設定に追従して高圧蒸発器および低圧蒸発器、高
圧予熱器および低圧予熱器、凝縮器の熱交換時の２次遅
れ分を先行的に補償し、かつ、過渡的な排熱流量および
温度変動、低沸点媒体流量および温度変動、冷却水温度
および流量の変動に対し安定に制御が図れる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施例を示す排熱利用
発電制御装置の全体系統図である。本システムは、排熱
系統１と媒体系統２と冷却水系統３とから構成されてい
る。

【００１９】図において、排熱系統１は、生産井から高
温熱水および排熱が、排熱ポンプ４で汲み上げられ高圧
蒸発器５で媒体と熱交換し、高圧予熱器６に供給され媒
体と熱交換し、低圧蒸発器７に供給され媒体と熱交換
し、低圧予熱器８に供給され媒体と熱交換し還元井へ還
元する。

【００２０】媒体系統２は、媒体が媒体ポンプ９によ
り、低圧予熱器８へ供給され、ここで、媒体が熱交換さ
れ、低圧予熱器８の出口側から分岐して第１媒体系統２
ａと第２媒体系統２ｂとなっている。

【００２１】第１媒体系統２ａは、媒体が媒体ポンプ１
０により、高圧予熱器６へ供給され、ここで、高圧高温
の排熱および熱水と熱交換され、さらに、媒体が高圧蒸
発器５へ供給され、高温の排熱および熱水と熱交換さ
れ、媒体ガスが所定の圧力条件で媒体タービン１１へ供
給されて発電機１２を駆動させ、その後、媒体ガスは、
第２媒体系統２ｂと媒体系統２として合流して、凝縮器
１３へ流入し、冷却水と熱交換されて媒体となり、ホッ
トウェルタンク１４へ回収されている。

【００２２】また、第２媒体系統２ｂは、低圧予熱器８
の出口側から媒体が低圧蒸発器７に供給され、ここで、
熱交換されて媒体ガスが所定の圧力条件で媒体タービン
１１へ供給されて発電機１２を駆動させ、第１媒体系統
２ａと合流して媒体系統２となっている。

【００２３】また、第１媒体系統２ａは所定の圧力条件
で媒体ガスが媒体タービン１１をバイアスするバイパス
系統２ｃが設けられると共に、第２媒体系統２ｂは所定
の圧力条件で媒体ガスが媒体タービン１１をバイアスす
るバイパス系統２ｄとの合流したバイパス系統２ｅが媒
体タービン１１の出口側に接続されている。

【００２４】冷却水系統３は、凝縮器１３に冷却水を流
す。なお、媒体は、例えば、フロンなどの低沸点の物体
を用いている。

【００２５】上記排熱系統１には、流量検出器１５、第
１の温度検出器１６、第２の温度検出器１７、第３の温
度検出器１８、第４の温度検出器１９、流量調節弁２０
がそれぞれ配置され、また、第２媒体系統２ｂには、低
圧蒸発器７に第１の圧力検出器２１と第１のレベル検出
器２２とが配置され、低圧蒸発器７の入口側にレベル調
節弁２３が配置されている。

【００２６】また、第１媒体系統２ａには、高圧蒸発器
５に第２の圧力検出器２４と第２のレベル検出器２５と
が配置され、低圧予熱器８の出口側にレベル調節弁２６
が配置され、第１媒体系統２ａの媒体タービン１１の入
口側に第３の圧力検出器２７が配置され、第２媒体系統
２ｂの媒体タービン１１の入口側に第４の圧力検出器２
８とが配置されている。

【００２７】さらに、バイパス系統２ｃには、圧力調節
弁２９が配置され、バイパス系統２ｄには圧力調節弁３
０が配置されている。媒体系統２の凝縮器１３の出口側
には、第５の温度検出器３１が配置され、ホットウェル
タンク１４には第６の温度検出器３２が配置されてい
る。また、冷却水系統３には、温度調節弁３３と冷却水
ポンプ３４とが配置されている。

【００２８】以上説明した各検出器の検出信号は、図２
および図３に示す制御装置４０に入力され制御演算され
各調節弁を制御するようになっている。

【００２９】本実施例は、第１制御手段として、発電機
１２の電力負荷設定に対して、排熱流量信号との偏差信
号に先行的に低圧蒸発器７の第１の圧力検出器２１と媒
体タービン１１の入口側の第４の圧力検出器２８との圧
力信号に基づく第１バイアス信号ａを加減算して得られ
た偏差信号を流量調節弁２０を開閉制御する排熱流量偏
差信号としてＰＩＤ調節計４１に入力するようにしてい
る。

【００３０】第２制御手段として、低圧蒸発器７のレベ
ル設定に対して低圧蒸発器７の媒体レベルとの偏差信号
に先行的に前記第１制御手段の排熱流量偏差信号に基づ
く第２バイアス信号ｂと低圧蒸発器７の入口と出口の排
熱流量偏差信号に基づく第３バイアス信号ｃとを加減算
して得られる偏差信号をレベル調節弁２３を開閉制御す
るレベル偏差信号としてＰＩＤ調節計４２に入力するよ
うにしている。

【００３１】第３制御手段として、高圧蒸発器５のレベ
ル設定に対して、高圧蒸発器５の媒体レベルとの偏差信
号に先行的に高圧蒸発器５の入口と出口の排熱温度偏差
信号に基づく第４バイアス信号ｄと高圧予熱器６の入口
と出口の温度偏差信号に基づく第５バイアス信号ｅとの
内でいずれか高値を第６バイアス信号ｆとし、この第６
バイアス信号ｆと第２バイアス信号ｂとを加減算して得
られる偏差信号をレベル調節弁２６を開閉制御するレベ
ル偏差信号としてＰＩＤ調節計４３に入力するようにし
ている。

【００３２】第４制御手段として、媒体タービン１１の
入口圧力設定に対して、媒体タービン１１の入口圧力と
の偏差信号に先行的に第１バイアス信号ａと第２バイア
ス信号ｂと第３バイアス信号ｃとを加減算して得られる
偏差信号を圧力調節弁３０を開閉制御する圧力偏差信号
としてＰＩＤ調節計４４へ入力するようにしている。

【００３３】第５制御手段として、媒体タービン１１の
入口圧力設定に対して、媒体タービ１１の入口圧力との
偏差信号に、先行的に媒体タービン１１の圧力信号と高
圧蒸発器５の圧力信号との圧力偏差信号に基づく第７バ
イアス信号ｇと第２バイアス信号ｂと第６バイアス信号
ｆとを加減算して得られる偏差信号を圧力調節弁２９を
開閉制御する圧力偏差信号としてＰＩＤ調節計４５へ入
力するようにしている。

【００３４】第６制御手段として、凝縮器１３の出口側
の媒体温度設定に対して、媒体温度信号との偏差信号に
先行的に前記媒体温度信号とホットウェルタンク１４の
媒体温度信号との偏差信号に基づく第８バイアス信号ｈ
と第２バイアス信号ｂとを加減算して得られる偏差信号
を温度調節弁３３を開閉制御する温度偏差信号としてＰ
ＩＤ調節計４６へ入力するようにしている。

【００３５】上記構成で、まず、排熱系統１の排熱流量
が図２および図３に示す制御装置４０の第１制御手段に
より次のように制御される。

【００３６】制御装置４０では、流量検出器１５の検出
信号が開平演算器４７によってリニア信号にされ、この
信号が電力設定器４８により電流負荷設定信号と比較さ
れる。この得られた偏差信号が加減演算器４９に加えら
れ、この加減演算器４９では、次の第１バイアス信号ａ
と図示符号で加減算されてＰＩＤ調節計４１に入力され
る。

【００３７】すなわち、加減演算器５０では、第４の圧
力検出器２８の検出信号と低圧蒸発器７の第１の圧力検
出器２１の検出信号とが加減算され、この加減算信号に
基づいてバイアス器５１によって第１バイアス信号ａと
して加減演算器４９に入力されている。

【００３８】そして、ＰＩＤ調節計４１からの制御信号
が、電空変換器５２により空気信号に変換されて流量調
節弁２０の開度を制御する。これにより、排熱流量が媒
体タービン１１の発電機１２の電力設定値に追従して制
御される。

【００３９】次に、第２制御手段では、低圧蒸発器７の
第１のレベル検出器２２の検出信号がレベル設定器５３
のレベル設定信号と比較され、偏差信号が加減算器５４
に加えられる。さらに、この加減算器５４には、第２バ
イアス信号ｂと第３バイアス信号ｃとが加えられる。

【００４０】すなわち、第２バイアス信号ｂは、加減演
算器４９からの排熱流量偏差信号に基づいてバイアス器
５５によりバイアス設定されたものである。また、加減
算器５６では、低圧蒸発器７の入口の第３の温度検出器
１８の検出信号を温度変換器５７により変換した電流信
号と低圧蒸発器７の出口の第４の温度検出器１９の検出
信号を温度変換器５８により変換した電流信号とが加え
られ、この加減算信号がバイアス器５９によって第３バ
イアス信号ｃとしている。

【００４１】加減算器５４の出力信号は、ＰＩＤ調節計
４２に入力され、その制御信号が電空変換器６０で空気
信号に変換されてレベル調節弁２３の開度の増減によっ
て低圧蒸発器７のレベルが制御される。

【００４２】次に、第３制御手段では、高圧蒸発器５の
第２のレベル検出信号２５の検出信号がレベル設定器６
１のレベル設定信号と比較され、得られた偏差信号が加
減算器６２に加えられる。さらに、この加減算器６２は
第２バイアス信号ｂと第６バイアス信号ｆとが加えられ
る。

【００４３】すなわち、加減算器６３では、低圧蒸発器
７の入口の第１の温度検出器１６の検出信号を温度変換
器６４により変換した電流信号と低圧蒸発器７の出口の
第２の温度検出器１７の検出信号を温度変換器６５によ
り変換した電流信号とが加えられ、この加減算信号がバ
イアス器６６によって第４バイアス信号ｄとして後述す
る高値優先器６７に入力している。

【００４４】また、加減算器６８では、前述した温度変
換器５７と温度変換器６５との電流信号とが加えられ、
この加減算信号がバイアス器６９によって第５バイアス
信号ｅとして高値優先器６７に入力している。

【００４５】高値優先器６７では、第４バイアス信号ｄ
と第５バイアス信号ｅとのいずれか高値を選択して第６
バイアス信号ｆとしている。

【００４６】加減算器６２の出力信号は、ＰＩＤ調節計
４３に入力され、その制御信号が電空変換器７０で空気
信号に変換されてレベル調節弁２６の開度の増減によっ
て高圧蒸発器５のレベルが制御される。

【００４７】次に、第４制御手段では、媒体タービン１
１の入口の第４の圧力検出器２８の検出信号が圧力設定
器７１の圧力設定信号と比較され、得られた偏差信号が
加減算器７２に加えられ、さらに、この加減算器７２に
は、第１バイアス信号ａと第２バイアス信号ｂと第３バ
イアス信号ｃとが図示符号で加減算される。

【００４８】加減算器７２の出力信号は、ＰＩＤ調節計
４４に入力され、その制御信号が電空変換器７３で空気
信号に変換されて、圧力調節弁３０の開度の増減によっ
て媒体タービン１１の入口圧力が制御される。

【００４９】次に、第５制御手段では、媒体タービン１
１の入口の第３の圧力検出器２７の検出信号が圧力設定
器７４の圧力設定信号と比較され、得られた偏差信号が
加減算器７５に加えられ、さらに、加減算器７５では第
２バイアス信号ｂと第６バイアス信号ｆと第７バイアス
信号ｇとが図示符号で加減算される。

【００５０】すなわち、加減算器７６では、第３の圧力
検出器２７の検出信号と第２の圧力検出器２４との検出
信号とが加減算され、加減算信号がバイアス器７７によ
って第７バイアス信号ｇとしている。

【００５１】加減算器７５の出力信号は、ＰＩＤ調節計
４５に入力され、その制御信号が電空変換器７８で空気
信号に変換され、圧力調節弁２９の開度の増減によって
媒体タービン１１の入口圧力が制御される。

【００５２】次に、第６制御手段では、凝縮器１３の出
口の第５の温度検出器３１の検出信号が温度変換器７９
により温度検出信号に変換されて、温度設定器８０へ入
力し、この温度設定器８０で温度設定信号と比較され、
得られた偏差信号が加減算器８１へ加えられ、さらに、
加減算器８１には、第２バイアス信号ｂと第８バイアス
信号ｈとが図示符号で加減算される。

【００５３】すなわち、加減算器８２では、温度変換器
７９からの電流信号とホットウェルタンク１４の第６の
温度検出器３２の検出信号を温度変換器８３で変換した
電流信号とが加減算され、この加減算信号がバイアス器
８４によって第８バイアス信号ｈとしている。

【００５４】加減算器８１の出力信号は、ＰＩＤ調節計
４６に入力され、その制御信号が電空変換器８５で空気
信号に変換され、温度調節弁３３の開度が増減されて凝
縮器１３の出口の温度が制御される。

【００５５】従って、本実施例によれば媒体タービン１
１の電力負荷設定に追従して高圧蒸発器および低圧蒸発
器、高圧予熱器および低圧予熱器、凝縮器の熱交換時の
２次遅れ分を先行的に補償し、かつ、過渡的な排熱、低
沸点媒体および冷却水温度・流量の変動に対して安定に
制御が図れる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、排熱利用
発電プラントの電力設定負荷に対して、排熱系統への高
圧蒸発器および低圧蒸発器の排熱流量および温度変動に
よる高圧蒸発器および低圧蒸発器の媒体蒸発圧力変動を
防止し、さらに、高圧予熱器および低圧予熱器での排熱
と媒体の熱交換時の２次遅れによる変動防止と、過渡的
な負荷変動を防止するために先行的に排熱系統の高圧蒸
発器および低圧蒸発器の入口および出口の媒体温度変化
率と、凝縮器の冷却水温度と高圧蒸発器および低圧蒸発
器の入口媒体温度変化率を各々バイアス信号として付加
し、排熱流量調節弁の開度を制御することにより、媒体
タービンの発電機の設定電力に追従して制御が図れ、か
つ、媒体タービンの入口圧力の変動を極力小さくなるよ
うに排熱系統、媒体系統、冷却水系統の凝縮器の各熱交
換率を向上させ、過渡的な負荷変動に対して安定に制御
でき、かつ、高効率に運用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す排熱利用発電プラント
の系統図である。

【図２】図１の排熱利用発電プラントを制御する制御装
置の前半部ブロック構成図である。

【図３】図１の排熱利用発電プラントを制御する制御装
置の後半部ブロック構成図である。

【符号の説明】

１ 排熱系統 ２ 媒体系統 ３ 冷却水系統 ４ 排熱ポンプ ５ 高圧蒸発器 ６ 高圧予熱器 ７ 低圧蒸発器 ８ 低圧予熱器 ９，１０ 媒体ポンプ １１ 媒体タービン １２ 発電機 １３ 凝縮器 １４ ホットウェルタンク １５ 流量検出器 １６ 第１の温度検出器 １７ 第２の温度検出器 １８ 第３の温度検出器 １９ 第４の温度検出器 ２０ 流量調整弁 ２１ 第１の圧力検出器 ２２ 第１のレベル検出器 ２３，２６ レベル調節弁 ２４ 第２の圧力検出器 ２５ 第２のレベル検出器 ２７ 第３の圧力検出器 ２８ 第４の圧力検出器 ２９，３０ 圧力調節弁 ３１ 第５の温度検出器 ３２ 第６の温度検出器 ３３ 温度調節弁 ４０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温熱水および排熱が排熱ポンプによっ
   て取り込まれ、高圧蒸発器と高圧予熱器と低圧蒸発器と
   低圧予熱器に順次供給され、それぞれと熱交換させる排
   熱系統と、ホットウェルタンクから媒体ポンプによって
   前記低圧予熱器と前記低圧蒸発器と前記高圧予熱器と前
   記高圧蒸発器とへ順次媒体を流して前記高温熱水と排熱
   と熱交換され温度上昇された媒体を前記低圧蒸発器およ
   び前記高圧蒸発器で媒体を蒸発させて規定圧とし、その
   媒体の蒸発ガスを媒体タービンの高圧側および低圧側に
   供給し、媒体タービンの発電機を駆動させ、媒体タービ
   ンの排ガスが凝縮器に流れて冷却水で冷却され前記ホッ
   トウェルタンクに回収して循環させる媒体系統と、前記
   凝縮器で媒体タービンの排ガスを冷却水で冷却させる冷
   却水系統とからなる排熱利用発電プラントを制御する排
   熱利用発電制御装置において、 前記排熱系統には、流量検出器と第１温度検出器と第２
   温度検出器と第３温度検出器と第４温度検出器と流量調
   節弁をそれぞれ配置し、前記媒体系統の低圧側には、前
   記低圧蒸発器に第１圧力検出器と第１レベル検出器とを
   配置し、前記低圧蒸発器の入口側に第１レベル調節弁を
   配置し、前記媒体系統の高圧側には、前記高圧蒸発器に
   第２圧力検出器と第２レベル検出器とを配置し、前記高
   圧予熱器の入口側に第２レベル調節弁を配置し、前記媒
   体系統の高圧側の媒体タービンの入口側に第３圧力検出
   器を配置し、前記媒体系統の低圧側の媒体タービンの入
   口側に第４圧力検出器とを配置し、さらに、高圧バイパ
   ス系統には、第１圧力調節弁を配置し、低圧側バイパス
   系統には第２圧力調節弁を配置し、前記媒体系統の凝縮
   器の出口側には、第５温度検出器を配置し、前記ホット
   ウェルタンクには第６温度検出器を配置し、冷却水系統
   には、温度調節弁と冷却水ポンプとを配置し、 前記媒体タービンの電力設定信号を出力し、この電力設
   定信号と、前記流量検出器の排熱流量信号との排熱流量
   偏差信号を演算して出力する電力設定手段と、前記第１
   圧力検出器の圧力信号と前記第４圧力検出器の圧力信号
   との偏差信号に基づいて第１バイアス信号を出力する第
   １バイアス信号設定手段と、前記排熱流量量偏差信号と
   前記第１バイアス信号とを加減算して加減算信号を出力
   する加減算手段と、前記加減算信号を入力して前記流量
   調節弁を開閉させ排熱流量を制御する制御信号を出力す
   る制御演算手段とからなる第１制御手段と、 前記低圧蒸気発生器のレベル設定信号を出力し、このレ
   ベル設定信号と前記第１レベル検出器のレベル検出信号
   とのレベル偏差信号を演算出力するレベル設定手段と、
   前記第１制御手段の前記加減算信号に基づいて第２バイ
   アス信号を出力する第２バイアス設定手段と、前記第３
   温度検出器の温度検出信号と前記第４温度検出器の温度
   検出信号との温度偏差信号に基ずく第３バイアス信号を
   出力する第３バイアス信号設定手段と、前記レベル偏差
   信号と前記第２バイアス信号と前記第３バイアス信号と
   を加減算して加減算信号を出力する加減算手段と、前記
   加減算信号を入力して前記第１レベル調節弁を開閉させ
   前記低圧蒸発器のレベルを制御する制御信号を出力する
   制御演算手段とからなる第２制御手段と、 前記高圧蒸発器のレベル設定信号を出力し、このレベル
   設定信号と第２レベル検出器のレベル検出信号とのレベ
   ル偏差信号を演算出力するレベル設定手段と、前記第１
   温度検出器の温度検出信号と前記第２温度検出器の温度
   検出信号との偏差信号に基づく第４バイアス信号を出力
   する第４バイアス設定手段と、前記第２温度検出器の温
   度検出信号と前記第３温度検出器の温度検出信号との偏
   差信号に基づく第５バイアス信号を出力する第５バイア
   ス設定手段と、前記第４バイアス信号と前記第５バイア
   ス信号の内でいずれか高値の信号を第６バイアス信号と
   して出力する高値優先手段と、前記レベル偏差信号と前
   記第２バイアス信号と前記第６バイアス信号とを加減算
   して加減算信号を出力する加減算手段と、前記加減算信
   号を入力して前記第２レベル調節弁を開閉させ前記高圧
   蒸発器のレベルを制御する制御信号を出力する制御演算
   手段とからなる第３制御手段と、 前記媒体タービンの低圧側の入口圧力設定信号を出力
   し、この入口圧力設定信号と前記第４圧力検出器の圧力
   検出信号との圧力偏差信号を演算出力する圧力設定手段
   と、前記圧力偏差信号と前記第１バイアス信号と前記第
   ２バイアス信号と前記第３バイアス信号とを加減算して
   加減算信号を出力する加減算出力手段と、前記加減算信
   号を入力して前記第２圧力調節弁を開閉させ前記媒体タ
   ービンの低圧側の入口圧力を制御する制御信号を出力す
   る制御演算手段とからなる第４制御手段と、 前記媒体タービンの高圧側の入口圧力設定信号を出力
   し、この入口圧力設定信号と前記第３圧力検出器の圧力
   検出信号との圧力偏差信号を演算出力する圧力設定手段
   と、前記第２圧力検出器の圧力検出信号と前記第３圧力
   検出器の圧力検出信号との偏差信号に基づく第７バイア
   ス信号を出力する第７バイアス設定手段と、前記圧力偏
   差信号と前記第２バイアス信号と前記第６バイアス信号
   と前記第７バイアス信号とを加減算して加減算信号を出
   力する加減算手段と、前記加減算信号を入力して前記第
   １圧力調節弁を開閉させ前記媒体タービンの高圧側の入
   口圧力を制御する制御信号を出力する制御演算手段とか
   らなる第５制御手段と、 前記凝縮器の媒体温度設定信号を出力し、この媒体温度
   設定信号と前記第５温度検出器の温度検出信号との温度
   偏差信号を演算出力する温度設定手段と、前記第５温度
   検出器の温度検出信号と前記第６温度検出器の温度検出
   信号との偏差信号に基づく第８バイアス信号を出力する
   第８バイアス設定手段と、前記温度偏差信号と前記第２
   バイアス信号と前記第８バイアス信号とを加減算して加
   減算信号を出力する加減算手段と、前記加減算信号を入
   力して前記温度調節弁を開閉させ前記凝縮器の媒体温度
   を制御する制御信号を出力する制御演算手段からなる第
   ６制御手段を備えたことを特徴とする排熱利用発電制御
   装置。