JPS5923006A - Lng冷熱利用発電設備のlng流量制御装置 - Google Patents

Lng冷熱利用発電設備のlng流量制御装置

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JPS5923006A
JPS5923006A JP13331182A JP13331182A JPS5923006A JP S5923006 A JPS5923006 A JP S5923006A JP 13331182 A JP13331182 A JP 13331182A JP 13331182 A JP13331182 A JP 13331182A JP S5923006 A JPS5923006 A JP S5923006A
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Kazue Nagata
永田 一衛
Fusaji Kakizaki
柿崎 房司
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野〕 本発明は、LNG冷熱利用発電設備におりるLNG流量
を制御するLNG流量制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその間顕点〕
従来の液化天然ガス(LNG)冷熱利用発電設備は、原
理的に2つの基本方式に分類される。それらは(1)直
接膨張方式と(2)フロン等の二次媒体(以下単に「媒
体」という)を動作流体としたランキンサイクル方式で
ある。
直接膨張方式によるLNG冷熱利用発電設備の一例を第
1図に示す。低温のLNGをLNG昇圧ポンプ1により
LNG蒸発器2に送り、海水等の加熱媒体と熱交換して
ガス化し、このガスでNGタービン3を回転し、直結さ
れた発電機4で発電するものである。
次にランキンサイクル方式によるLNG冷熱利用発電設
備の一例を第2図に示す。ランキンサイクル方式とは、
媒体タービンの凝縮器の冷却媒体としてLNGを利用す
るものである。第2図に示す装置によれば、媒体蒸発器
5で海水と熱交換して蒸発した媒体は、媒体タービン6
に注入され、発電機4を回転する。媒体タービン6で仕
事をした媒体は.凝縮体8で、LNG昇圧ポンプ1によ
り送られたLNGにより冷やされて凝縮する。凝縮され
た媒体は、媒体ポンプ7により媒体蒸発器5に送られる
これらLNG冷熱利用発電設備は、従来のLNG気化等
の代わりに、冷熱の有効利用のために考えられたもので
ある。しかしながら、これらLNG冷熱利用発電設備で
必要なLNG流量は発電機負荷の゛化等により変動する
にもかかわらず、実際のLNG流量は多すきたり少なす
ぎたりしてあり、最適なLNG流量を制御することはで
きず、そのような制御装置は存在しなかつた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、LNG
流量要求指令に基づいてLNG流量をLNG流量制御弁
により制御するLNG冷熱利用発電設備のLNG流量制
御装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために本発明によるLNG流量制御
装置は、 LNG流量要求指令を入力しLNG流量目標値を設定す
るLNG流量設定器と、 このLNG流量設定器により設定されたLNG流量目標
値まで所定の変化率で変化するようLNG流量指令信号
を生成するLNG流量指令信号発生器と、 冷熱媒体としての海水の温度を検出する海水温度検出器
と、 この海水温度検出器により検出された海水の温度を予め
定められた関数により変換して一大LNG流量信号を発
生する最大LNG流量信号発生器と、 予め定められた送出可能なLNG流量に従いLNG流量
制限信号を発生するLNG流量制限器と、前記LNG流
量指令信号発生器により発生するLNG流量指令信号と
、最大なLNG流量信号発生器により発生する最大LN
G流量信号と、LNG流量制限器により発生するLNG
流量制限信号とのうち最小の信号を選択してLNG流量
信号を出力する低値優先回路と、 この低値優先回路により出力されたLNG流量信号と実
際のLNG流量との偏差からLNG流量制御弁の開度信
号を出力する制御演算装置とを備え、 前記LNG流量要求指令に基づいてLNG流量を前記L
NG流量制御弁により制御するように構成したものであ
る。
〔発明の実施例) 第3図に、前述した直接膨脹方式とランキンサイクル方
の両方式を利用したLNG冷熱利用発電設備の一列を示
す。LNG昇圧ポンブ1で昇圧されたLNGは、LNG
流量制御弁14により流量制御され、媒体カ−ビン6の
凝縮器8で熱交換する。温度上昇したLNGは次にLN
G蒸発器2でガス化し、NGタービン制御井10を経由
してNGタービン3を回転し、発電機4で発電する。ま
た凝縮器8て凝縮された媒体は媒体ポンプ7で媒体蒸発
器5に送られる。媒体蒸発器5で海水と熱交換され蒸発
した媒体は、媒体カーピン入口弁9を通して媒体タービ
ン6に送られ、媒体タービン6を回転し、発電機4で発
電する。
このLNG冷熱利用発電設備における主な制御装置とし
ては、媒体タービン制御装置11、NGタービン制御装
置12、LNG流量制御装置16がある。
媒体タービン制御装置11は、凝縮器8を流れるLNG
流量に応じて、しかも速度検出器17により得られる媒
体タービン6の速度を所定の速度調定率に従うように媒
体タービン入口弁9を調節し、媒体タービン6の出力を
制御する。またNGタービン制御装置12は、NGター
ビン3の出力指令により、しかも速度検出器17により
得られるNGタービン6の速度を所定の速度調定率に従
うように制御する。そのNGタービン制御装置12の出
力は、NGタービン入口弁10に与えられNG流量を制
御することにより、NGタービン6の出力が制御される
これら2つ制御装置の他に、LNG流量要求指令に従つ
てLNG流量を制御するLNG流量制御装置16がある
。このLNG流量制御装置16にはLNG流量要求指令
が与えられ、LNG流量制御弁14を、流量検出器15
により得られるLNG流量の値がLNG流量要求指令に
従つた値となるようにする。ここでLNG蒸発器2およ
び媒体蒸発器5に流入する海水流量は一定とし、海水温
度検出器13の出力をLNG流量制御装置16に入力し
、LNG流量を抑制している。
第4図に本発明の一実施例によるLNG流量制御装置1
6の詳細なブロツク図を示す。LNG流量要求指令はL
NG流量設定器18に人力し、LNG流量目標値をセツ
トする。このLNG流量設定器18にセツトされたLN
G流量目標値は、上下限りミツタ21、積分器22によ
り所定の変化率で目標値まで変化するようにLNG流量
指令値がつくられ、低値優先回路器に入力される。アナ
ログメモリよりなるLNG流量設定器18、上限設定器
19.下限設定器20にはそれぞれ増/減の入力が出来
るようになつており、LNG流量設定器18ではLNG
流量をマニュアルでセツトする場合に使用し、上限設定
器19、下限設定器20ではLNG流量の変化率の変更
に用いられる。
また低値優先回路23には、海水によつて決められる最
大LNG流量信号が入力する。最大LNG流量信号は、
NGタービンのLNG蒸発器2の設計流量と、LNO蒸
発器2以後の配管の保護上決定される。LNG蒸発器2
は、海水温度の年間平均温域に基づいた経済設計をして
いるため、冬の低い海水温度のときには熱交換量に制限
が生ずる。
熱交換が十分でない場合には、低い温度のガスが発生す
ることになり、配管に材質上の問題が生するからである
。従つて海水温度検出器13により得られた温度信号を
電圧電流交換器24で変換し、第5図に示す関数による
最大LNG流量フアンクシヨン25により最大LNG流
量信号を決定し、低値優先回路23に入力する。
更に低値優先回路23には最大LNG流量制限信号が入
力する。このLNG流量制限信号は、LNG冷熱利用発
電設備に何らかの異常が発生したときに必要となるもの
で、LNG冷熱利用発電装置の許容する最大LNG流量
以内に制限しようとするものである。例えば媒体ポンプ
7がトリツプすると凝縮器8内でLNGと媒体の熱交換
がなくなり、低温のLNGが直接LNG蒸発器2に流入
するため海水温度によりガス化可能な最大LNG流量ま
で制御する必要がある。例えば50%までLNG流量を
制限する必要が生じたときには、LNG流量制限器30
を減少方向に手動で動かし、50%LNG流量までLN
G流量信号を低値優先回路23を介してランバツクさせ
る。
このように低値優先回路23に3つの信号が入力され、
、も低い信号が選択され出力される。低値優先回路23
の出力は、流量検出器15と開平演算器26により得ら
れるLNG流量と比較され、その個差は流量コントロ−
ラ27に入力される。流量コントローラ27は、その偏
差入カからLNG流量制御弁14の開度指令信号を出力
し、電圧電流変換器28、電空変換器29を介してLN
G流量制御弁14に与え、LNG流量を制御する。
このように本実施例によれば、LNG流量要求指令に基
づいて、LNG流量を制御するとともに、海水温度によ
り定まる最大LNG流量を超えることなく、かつLNG
冷熱利用発電設備に異常が発生した場合にも許容しうる
最大LNG流量を超えることなく制御することができる
第1の実施例においてはLNG流量制限器30を手動で
動かすこととしていたが、第6図に示すようなLNG流
量制限器30により自動的にランバツクさせることがで
きる。すなわち故障の原因により目標ランバツク量X、
Y、Zとそのランバツク変化率のα、βをあらかじめ登
録しておき、故障発生とともにあらかじめ登録されたラ
ンパツク量とランバツク変化率に従い、上下限リミツタ
301および積分器302によりLNG流量制限情号を
生成する。例えば100%LNG流量で運転中、媒体ポ
ンプ7の故障が発生し、Y%までLNG流量をランバツ
クしなければならない場合は、あらかしめ定められた制
御に従い接点BとEとが閉じ、Y%LNG流量までβ%
/分のレートでLNG流量が自動的にランバツクされる
ことになる。
なおLNG流量制御弁として空気式の制御弁ではなく、
位置フィードバツクを待つLNG制御弁でも同様なLN
G流量制御が可能である。
〔発明の効果〕
以上の通り、本発明によれば、LNG流量要求指令に討
し、冷熱媒体の温度に従う許容量内で、流量変化率に従
つてスムーズにLNG流量制御をおこなうことができる
。またLNG冷熱発電設備に何らかの故障があつた場合
でも、その故障により許容されるLNG流量の範囲内で
制御することができ、発電設備の保護が図れる。
4、図面の詳細な説明 第1図、第2図はそれぞれ従来のLNG冷熱利用発電設
備を示す構成図、 第3図は本発明の一実施例によるLNG流量制御装置が
用いられたLNG冷熱利用発電設備の一具体例を示す構
成図、 第4図は同LNG流量制御装置のブロツク図、第5図は
同装置における最大LNG流量ファンクシヨンの変換回
数を示すクラフ、 第6図は本発明の他の実施例によるLNG流量制御装置
におけるLNG流量制限器のブロツク図である。
1・・・LNG昇圧ポンプ、2・・・LNG蒸発器、3
・・・NGタービン、4・・・発電器、5・・・媒体蒸
発器、6・・・媒体タービン、7・・・媒体ポンプ、8
・・・凝縮器、11・・・媒体タービン制御装置、12
・・・NGタービン、13 ・・・海水温度検出器、1
4・・・LNG流量制御弁、15・・・LNG流量検出
器、16・・・LNG流量制御装置、17・・・回転、
18・・・LNG流量設定器、19・・・上限段定器、
20・・・下限設定器、21・・・上下限リミツタ、2
2・・・積分器、23・・・低値優先回路、24.28
・・・電圧電流変換器、25・・・最大LNG流量ファ
ンクシヨン、26・・・開平演算器、27・・・LNG
流量コントローラ、29・・・電空変換器、30・・・
LNG流量制限器。
出願人代理人  猪 股   清 手続補正書 昭和57年9月10日 特許庁長官   若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和!’i7 ’l’腸゛作願第133311号2、発
明の名称 LNG冷熱利用発電設備の LNG流柑制御装置 3、補正をする者 事件との関係’4’N’+’ fl躯J′1人(307
)東京芝浦車気(′(、式会社6 袖山により   す
る発明の数 7、補if−の対象 明細用および図面 8補1F:の[プ9容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 LNG流量要求指令を入力し、LNG流量目標値を設定
    するLNG流量設定器と、 このLNG流量設定器により設定されたLNG流量目標
    値まで所定の変化率で変化するよう、LNG流量指令信
    号を生成するLNG流量指令信号発生器と、 冷熱媒体としての海水の温度を検出する海水温度検出器
    と、 この海水温度検出器により検出された海水の温度を予め
    定められた関数により変換して、最大LNG流量信号を
    発生する最大LNG流量信号発生器と、 予め定められた送出可能なLNG流量に従いLNG流量
    制限信号を発生するLNG流量制限器と、前記LNG流
    量指令信号発生器により発生するLNG流量指令指号と
    、最大LNG流量信号発生器により発生する最大LNG
    流量信号と、LNG流量制限器により発生するLNG流
    量制限信号とのうち最小の信号を選択してLNG流量信
    号を出力する低値優先回路と、 この低値優先回路により出力されたLNG流量信号と実
    際のLNG流量との偏差からLNG流量制御弁の開度信
    号を出力する制御演算装置とを備え、 前記LNG流量要求指令に基づいてLNG流量を前記L
    NG流量制御弁により制御するLNG冷熱利用発電設備
    のLNG流量制御装置。
JP13331182A 1982-07-30 1982-07-30 Lng冷熱利用発電設備のlng流量制御装置 Granted JPS5923006A (ja)

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JPS6213487B2 JPS6213487B2 (ja) 1987-03-26

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