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公開番号2025096740
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212629
出願日2023-12-18
発明の名称プラント制御装置、プラント制御方法、及び、プラント制御プログラム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F01K 23/10 20060101AFI20250623BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】簡易な装置構成で、各給水系統に対して昇圧ポンプが過流量になることを防止する。
【解決手段】プラント制御装置の制御対象となるプラントは、ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第1給水、及び、第1給水より高圧な第2給水を生成するための昇圧ポンプと、第1蒸気生成ドラムに、第1給水を供給するための第1給水系統と、第2蒸気生成ドラムに、第2給水を供給するための第2給水系統とを備える。プラント制御装置は、昇圧ポンプを制御するための昇圧ポンプ制御部と、第2給水の流量を検出するための流量検出計とを備える。昇圧ポンプ制御部は、流量検出計によって検出された流量が基準値を超えたことを条件として昇圧ポンプを停止させる。基準値は、ガスタービンの起動後は、第2給水の定格流量に対応する第1基準値に設定され、ガスタービンの起動前は、第1基準値より低い第2基準値に設定される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、
前記蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第１給水、及び、前記第１給水より高圧な第２給水を生成するための昇圧ポンプと、
第１蒸気生成ドラムに、前記第１給水を供給するための第１給水系統と、
第２蒸気生成ドラムに、前記第２給水を供給するための第２給水系統と、
を備えるプラントを制御するためのプラント制御装置であって、
前記第２給水の流量を取得するための第２給水流量取得部と、
前記昇圧ポンプを制御するための昇圧ポンプ制御部と、
を備え、
前記昇圧ポンプ制御部は、前記第２給水流量取得部によって取得された前記流量が基準値を超えたことを条件として前記昇圧ポンプを停止させ、
前記基準値は、前記ガスタービンの起動後は、前記第２給水の定格流量に対応する第１基準値に設定され、前記ガスタービンの起動前は、前記第１基準値より低い第２基準値に設定される、プラント制御装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記昇圧ポンプ制御部は、前記ガスタービンの起動前は、前記第２給水流量取得部によって取得された前記流量が前記第２基準値を超えた状態が所定時間以上継続したことを条件として前記昇圧ポンプを停止させる、請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項３】
前記昇圧ポンプ制御部は、前記ガスタービンの起動前は、前記第２給水流量取得部によって取得された前記流量が前記第２基準値を超えた後、前記流量が前記第２基準値より小さい第３基準値を超えない状態が所定時間以上継続したことを条件として前記昇圧ポンプを停止させる、請求項１に記載のプラント制御装置。
【請求項４】
前記第２基準値は、前記昇圧ポンプの最大許容流量、及び、前記第１給水の定格流量に基づいて設定される、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラント制御装置。
【請求項５】
前記第２基準値は、前記最大許容流量から前記第１給水の定格流量に係数を乗算したものを減算することにより算出される、請求項４に記載のプラント制御装置。
【請求項６】
前記昇圧ポンプは、
前記復水を導入するための復水導入口と、
前記第２給水を吐出するための第２給水吐出口と、
前記復水導入口から前記第２給水吐出口に至る第２給水ラインと、
前記第２給水ラインの途中から分岐し、前記第１給水を吐出するための第１給水吐出口に至る第１給水ラインと、
を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラント制御装置。
【請求項７】
ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、
前記蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第１給水、及び、前記第１給水より高圧な第２給水を生成するための昇圧ポンプと、
第１蒸気生成ドラムに、前記第１給水を供給するための第１給水系統と、
第２蒸気生成ドラムに、前記第２給水を供給するための第２給水系統と、
を備えるプラントを制御するためのプラント制御方法であって、
前記第２給水の流量を取得する工程と、
前記流量が基準値を超えたことを条件として前記昇圧ポンプを停止させる工程と、
を備え、
前記基準値は、前記ガスタービンの起動後は、前記第２給水の定格流量に対応する第１基準値に設定され、前記ガスタービンの起動前は、前記第１基準値より低い第２基準値に設定される、プラント制御方法。
【請求項８】
ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、
前記蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第１給水、及び、前記第１給水より高圧な第２給水を生成するための昇圧ポンプと、
第１蒸気生成ドラムに、前記第１給水を供給するための第１給水系統と、
第２蒸気生成ドラムに、前記第２給水を供給するための第２給水系統と、
を備えるプラントを制御するためのプラント制御プログラムであって、
コンピュータ装置に、
前記第２給水の流量を取得する工程と、
前記流量が基準値を超えたことを条件として前記昇圧ポンプを停止させる工程と、
を実行可能であり、
前記基準値は、前記ガスタービンの起動後は、前記第２給水の定格流量に対応する第１基準値に設定され、前記ガスタービンの起動前は、前記第１基準値より低い第２基準値に設定される、プラント制御プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、プラント制御装置、プラント制御方法、及び、プラント制御プログラムに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンからの排熱を用いて、給水系統からの給水を加熱することで蒸気タービンに供給される蒸気を生成可能な蒸気生成ドラムを備えるプラントが知られている。この種のプラントでは、蒸気タービンで仕事を終えた蒸気を復水に戻し、当該復水を昇圧ポンプで昇圧し、昇圧ポンプから吐出される給水を給水系統により蒸気生成ドラムに供給する。ここで昇圧ポンプから吐出される給水が過流量になると、昇圧ポンプでは、メカニカルシールの破損やハウジングに隙間が発生する等の不具合が生じるおそれがある。そのため昇圧ポンプから吐出される給水の流量を検出し、当該流量が基準値を超えた場合にインターロック制御により昇圧ポンプを停止させることで、過流量を未然に防止することが効果的である。例えば特許文献１では、昇圧ポンプを停止させるインターロック制御ではないが、昇圧ポンプの高圧側及び中圧側の各給水系統における給水流量をそれぞれ検出し、昇圧ポンプに過流量が生じないように、各給水系統に配置された弁開度を調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－２６７２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、通常運転時において昇圧ポンプの高圧側及び中圧側の各給水系統に対する流量の各検出値をそれぞれ基準値と比較した結果に基づいて、昇圧ポンプが過流量になることを防止するための制御が行われている。このような昇圧ポンプが過流量になることを防止するための制御は、主にガスタービンの通常運転時を対象としていたが、本発明者が過去の昇圧ポンプの過流量による不具合事例を検証した結果、昇圧ポンプの過流量は、例えば蒸気生成ドラムの水張時等やシステム起動準備中等の通常運転前の段階で発生するケースが多いことが判明した。また上記特許文献１では、高圧側及び中圧側の各給水系統に流量を検出するための流量計を設置する必要があるため、コストが増加してしまう。
【０００５】
本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、簡易な装置構成で、各給水系統に対して昇圧ポンプが過流量になることを防止可能なプラント制御装置、プラント制御方法、及び、プラント制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態に係るプラント制御装置は、上記課題を解決するために、
ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、
前記蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第１給水、及び、前記第１給水より高圧な第２給水を生成するための昇圧ポンプと、
第１蒸気生成ドラムに、前記第１給水を供給するための第１給水系統と、
第２蒸気生成ドラムに、前記第２給水を供給するための第２給水系統と、
を備えるプラントを制御するためのプラント制御装置であって、
前記第２給水の流量を取得するための第２給水流量取得部と、
前記昇圧ポンプを制御するための昇圧ポンプ制御部と、
を備え、
前記昇圧ポンプ制御部は、前記第２給水流量取得部によって取得された前記流量が基準値を超えたことを条件として前記昇圧ポンプを停止させ、
前記基準値は、前記ガスタービンの起動後は、前記第２給水の定格流量に対応する第１基準値に設定され、前記ガスタービンの起動前は、前記第１基準値より低い第２基準値に設定される。
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係るプラント制御方法は、上記課題を解決するために、
ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、
前記蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第１給水、及び、前記第１給水より高圧な第２給水を生成するための昇圧ポンプと、
第１蒸気生成ドラムに、前記第１給水を供給するための第１給水系統と、
第２蒸気生成ドラムに、前記第２給水を供給するための第２給水系統と、
を備えるプラントを制御するためのプラント制御方法であって、
前記第２給水の流量を取得する工程と、
前記流量が基準値を超えたことを条件として前記昇圧ポンプを停止させる工程と、
を備え、
前記基準値は、前記ガスタービンの起動後は、前記第２給水の定格流量に対応する第１基準値に設定され、前記ガスタービンの起動前は、前記第１基準値より低い第２基準値に設定される。
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態に係るプラント制御プログラムは、上記課題を解決するために、
ガスタービンの排熱を用いて蒸気を生成するためのボイラと、
前記蒸気から生成された復水を昇圧することにより、第１給水、及び、前記第１給水より高圧な第２給水を生成するための昇圧ポンプと、
第１蒸気生成ドラムに、前記第１給水を供給するための第１給水系統と、
第２蒸気生成ドラムに、前記第２給水を供給するための第２給水系統と、
を備えるプラントを制御するためのプラント制御プログラムであって、
コンピュータ装置に、
前記第２給水の流量を取得する工程と、
前記流量が基準値を超えたことを条件として前記昇圧ポンプを停止させる工程と、
を実行可能であり、
前記基準値は、前記ガスタービンの起動後は、前記第２給水の定格流量に対応する第１基準値に設定され、前記ガスタービンの起動前は、前記第１基準値より低い第２基準値に設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、簡易な装置構成で、各給水系統に対して昇圧ポンプが過流量になることを防止可能なプラント制御装置、プラント制御方法、及び、プラント制御プログラムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係るコンバインドサイクルプラントの概略構成図である。
図１の昇圧ポンプの周辺構成を概略的に示す模式図である。
図２の制御装置のブロック構成図である。
図３の条件判定部による判定例を示すための説明図である。
図３の条件判定部における一判定例を示す図である。
図３の条件判定部における一判定例を示す図である。
図３の条件判定部における他の判定例を示す図である。
図３の条件判定部における他の判定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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