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公開番号2024054414
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2024029459,2021211549
出願日2024-02-29,2017-02-23
発明の名称電力プラントを制御するためのシステムおよび方法
出願人8 リバーズキャピタル,エルエルシー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F02C 9/00 20060101AFI20240409BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】本開示は、電力生産プラントの1つまたは複数の態様の制御に有用なシステムおよび方法に関する。
【解決手段】電力生産プラントであって、以下の:燃焼器;前記燃焼器からの燃焼生成物流を受容し、且つ前記燃焼生成物流を膨張させて、発電機を用いて電力を生産するように位置するタービン;冷却流として使用可能な流体を通過させるように構成された、1つ又は複数のライン;及び前記電力生産プラントの作動中の少なくとも1つの動作を自動的に制御するように構成された制御システムであって、前記制御システムが、前記タービンの1つ又は複数の構成要素の冷却を引き起す手段で、前記タービンへの前記冷却流の自動通過を制御するように構成された1つ又は複数の制御経路を備える、制御システムを備える電力生産プラント。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力生産プラントであって、以下の：
燃焼器；
前記燃焼器からの燃焼生成物流を受容し、且つ前記燃焼生成物流を膨張させて、発電機を用いて電力を生産するように位置するタービン；
冷却流として使用可能な流体を通過させるように構成された、１つ又は複数のライン；及び
前記電力生産プラントの作動中の少なくとも１つの動作を自動的に制御するように構成された制御システムであって、前記制御システムが、前記タービンの１つ又は複数の構成要素の冷却を引き起す手段で、前記タービンへの前記冷却流の自動通過を制御するように構成された１つ又は複数の制御経路を備える、制御システム
を備える電力生産プラント。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記１つ又は複数の制御経路は、質量流、圧力、温度、及び前記冷却流の供給源のうちの１つ又は複数を制御するように構成される、請求項１に記載の電力生産プラント。
【請求項３】
冷却流として使用可能な前記流体は、二酸化炭素を含有する、請求項１に記載の電力生産プラント。
【請求項４】
復熱型熱交換器を更に備える、請求項１に記載の電力生産プラント。
【請求項５】
前記復熱型熱交換器は、異なる温度範囲で作動する少なくとも２つの熱交換部を備える、請求項４に記載の電力生産プラント。
【請求項６】
冷却流として使用可能な前記流体は、前記復熱型熱交換器を通過する流体である、請求項４に記載の電力生産プラント。
【請求項７】
前記復熱型熱交換器を通過する前記流体は、前記復熱型熱交換器を通過する間に加熱される、請求項６に記載の電力生産プラント。
【請求項８】
前記１つ又は複数の制御経路は、前記冷却流として使用可能な前記流体が通過するように構成された前記１つ又は複数のラインに位置した、１つ又は複数のバルブの作動を制御するように構成される、請求項１に記載の電力生産プラント。
【請求項９】
前記１つ又は複数のバルブの作動は、前記冷却流のための冷却温度の設定点の範囲を維持するようにバイアスされる、請求項８に記載の電力生産プラント。
【請求項１０】
前記１つ又は複数の制御経路は、前記冷却温度の設定点と、前記冷却流の実際の測定温度との間の差分を比較する、請求項９に記載の電力生産プラント。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
開示分野
本明細書中開示される主題は、電力プラントの様々な態様を制御するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本システムおよび方法は、電力プラントの起動、作動、およびシャットダウンの複数の段階の間の、圧力、温度、流量、スイッチ、バルブなどを制御するための様々なシグナルおよび関数を利用することができる。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電力生産に関して世界規模で需要が高まっているため、このようなニーズに応えるためにさらなる電力生産プラントが絶えず必要とされている。市場の需要のため、このような電力生産を最大限の効率で達成させることが望ましい；しかしながら、高まる炭素の回収の必要性により技術的な進歩が必要である。たとえば、本明細書中参照として援用されているＡｌｌａｍらに対する米国特許第８，５９６，０７５号は、ＣＯ
２
が、比較的純粋な高圧の流れとして回収されているリサイクルＣＯ
２
流を利用した酸素－燃料燃焼システムにおいて望ましい有効性を提供している。このような高度な電力生産システムは、これまで提供されていない制御に関する検討を必要としている。よって、電力プラント、特に実質的に完全な炭素の回収を伴う高効率の電力生産のために構成された電力プラントの複数の態様の制御に適した、さらなるシステムおよび方法が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本開示は、電力生産のためのシステムおよび方法であって、１つまたは複数の制御経路が、１つまたは複数の作業の自動化制御のために利用されている、システムおよび方法を提供する。この自動化制御は、様々なシグナルの入力、計算値、既定値、測定値、論理関数、コンピュータアルゴリズム、またはコンピュータプログラムの入力に基づくことができる。
【０００４】
１つまたは複数の実施形態では、本開示は、電力生産プラントのための制御システムに関することができる。たとえばこの制御システムは、燃焼器に燃料を流すためのＦＵＥＬＦＬＯＷＤＥＭＡＮＤシグナルおよびタービンの入口温度のためのＴＵＲＢＩＮＥＩＮＬＥＴＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥシグナルのうち小さいほうを選択し、燃料供給システムから燃焼器までを流れる燃料の質量および圧力のうちの１つまたは両方を調節するように適合させた流量制御ロジカルシーケンスを含むことができる。さらなる実施形態では、電力生産プラントのための制御システムを、任意の数または順序で組み合わせてもよい以下の記載のうちのいずれか１つまたは複数と関連させて説明することができる。
【０００５】
本制御システムは、所定の時間での電力生産プラントによる実際の電力生産を中継（伝達）するＰＯＷＥＲＡＣＴＵＡＬシグナルと、同じ所定の時間でのプラントによる望ましい電力生産を中継するＰＯＷＥＲＤＥＭＡＮＤシグナルとを含むことができ、制御システムは、ＰＯＷＥＲＤＥＭＡＮＤシグナルとＰＯＷＥＲＡＣＴＵＡＬシグナルとの間の差分を計算し、この差分をＦＵＥＬＦＬＯＷＤＥＭＡＮＤシグナルに変換するように構成されている。
【０００６】
本制御システムは、それぞれがタービンの入口温度を計算するための異なる計算手順に由来する、複数の計算された温度シグナルのうち最も高いシグナルを選択することにより、ＴＵＲＢＩＮＥＩＮＬＥＴＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥシグナルを生成することができる。
【０００７】
本制御システムは、燃料流供給システムから燃焼器までの２つ以上の異なる燃料ラインを流れる燃料の質量または体積の比率を調節するように適合させることができる。
【０００８】
本制御システムは、２つ以上の異なる燃料ラインのそれぞれで、流量制御バルブを開口／閉鎖するように適合させることができる。
【０００９】
本制御システムは、２つ以上の異なる燃料ラインのそれぞれで、少なくとも１つの圧力制御バルブを開口／閉鎖するように適合させることができる。
【００１０】
本制御システムは、酸化剤供給システムから燃焼器までの２つ以上の異なる酸化剤ラインの中を流れる酸化剤の質量または体積の比率を調節するように適合させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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