(57)【要約】  ガスタービンシステムの運転状態に応じて、太陽熱エネルギを利用して生成された高圧温水を使用できない場合にも、出力増加の要求に対応可能なガスタービンシステムを提供する。  圧縮機（１）で吸気ダクト（６）より吸気（５）を吸引し、空気と燃料とを燃焼器（３）で燃焼させた燃焼ガス（９）でガスタービン（２）を駆動させるガスタービンシステム（５００Ａ）において、太陽熱を利用した集熱管（２７）を設けて高圧温水を生成し、圧縮機（１）で吸引する吸気（５）中に高圧温水を噴霧するための配管（２１Ａ），（２３Ａ），（２５Ａ），（２８），（３０Ａ）と、圧縮機（１）で吸引する吸気（５）中に常温水を噴霧するための配管（２１Ｂ），（２３Ｂ），（３０Ｂ）を備える。
2012042655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、を備えたガスタービンシステムにおいて、
太陽熱エネルギを利用した集熱装置により高圧温水を生成し、前記圧縮機に吸気される前記空気中に前記高圧温水を噴霧ノズルから噴霧する太陽熱利用高圧温水噴霧系と、
前記圧縮機に吸気される前記空気中に常温水を噴霧ノズルから噴霧する常温水噴霧系と、を備えたことを特徴とするガスタービンシステム。
【請求項２】
前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスタービンシステム。
【請求項３】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、
該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、
該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
太陽熱エネルギを利用した集熱装置により高圧温水を生成し、前記圧縮機に吸気される前記空気中に前記高圧温水を噴霧ノズルから噴霧する太陽熱利用高圧温水噴霧系と、
前記圧縮機に吸気される前記空気中に常温水を噴霧ノズルから噴霧する常温水噴霧系と、を備えるガスタービンシステムにおける該ガスタービンシステムの運転を制御する制御装置であって、
前記集熱装置により得られる高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、
少なくとも、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、前記太陽熱利用高圧温水噴霧系から高圧温水を噴霧する高圧温水噴霧モードと前記常温水噴霧系から常温水を噴霧する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有することを特徴とするガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項４】
前記ガスタービンシステムの前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
少なくとも、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記高圧温水噴霧モードと前記常温水噴霧モードとの切替決定することを特徴とする請求の範囲第３項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項５】
前記ガスタービンシステムの前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段と、
更に、予報された気象情報を取得する気象情報取得手段と、を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
少なくとも、前記気象報情報手段により取得された気象情報、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率及び予測される高圧温水の生成率、並びに前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算し、
該予測演算された時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予測演算された時間が前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードとする決定することを特徴とする請求の範囲第３項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項６】
前記ガスタービンシステムの前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
少なくとも、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算し、
該予測演算された時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予測演算された時間が前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードとする決定するとともに、
前記圧縮機内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算した結果を、表示装置に表示することを特徴とする請求の範囲第３項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項７】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
前記圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、前記圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、前記圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、
前記噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して前記圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、
常温水を前記噴霧装置に供給する常温水供給配管と、を少なくとも備えるガスタービンシステムにおける制御方法であって、
前記ガスタービンシステムは、その運転を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、
前記集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、
前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、前記太陽熱利用高圧温水供給配管からの高圧温水を前記噴霧装置に供給する高圧温水噴霧モードと、前記常温水供給系からの常温水を前記噴霧装置に供給する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な高圧温水を前記集熱装置で生成することが可能な時間を予測演算し、
該予測演算された前記時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードとする決定をすることを特徴とするガスタービンシステムにおける制御方法。
【請求項８】
前記ガスタービンシステムは、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、及び該蓄熱槽に貯留された高圧温水を前記噴霧装置に供給する貯留高圧温水供給配管と、を更に備え、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算し、
該予測演算された前記時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードと決定することを特徴とする請求の範囲第７項に記載のガスタービンシステムの制御装置における制御方法。
【請求項９】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、を備えたガスタービンシステムであって、
前記圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、前記圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、前記圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、
前記噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して前記圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽、及び該蓄熱槽に貯留された高圧温水を前記噴霧装置に供給する貯留高圧温水供給配管と、
必要に応じて常温水を前記噴霧装置に供給する常温水供給配管と、
前記ガスタービンシステムの運転を制御する制御装置と、を備え、
前記噴霧装置は、
その噴霧ノズルから前記吸気室内に前記高圧温水又は常温水を噴霧する噴霧母管を前記吸気室内の吸気の方向に複数段有するとともに、
前記制御装置により制御されて前記噴霧母管に前記高圧温水又は常温水切り替えて供給する切替手段を有し、
前記制御装置は、前記太陽熱利用高圧温水供給配管、前記貯留高圧温水供給配管及び前記常温水供給配管のそれぞれの流量を制御して前記高圧温水及び常温水の供給量を制御するとともに、前記高圧温水及び常温水のそれぞれの供給量に応じて前記切替手段を制御して、前記噴霧母管の各段の噴霧母管に供給する前記高圧温水及び常温水の切り替え設定を行うことを特徴とするガスタービンシステム。
【請求項１０】
請求の範囲第９項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置であって、
前記集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段と、
前記複数段の噴霧母管のうち何段の噴霧母管から前記高圧温水を噴霧させるかを設定する、高圧温水噴霧段数設定手段と、
前記噴霧装置への前記高圧温水及び前記常温水のそれぞれの供給量を設定する供給量設定手段と、を有し、
少なくとも、前記高温水噴霧段数設定手段は、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な前記噴霧母管の段数を演算して、前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、
前記供給量設定手段は、前記演算された噴霧母管の段数に応じて、前記噴霧装置に供給する前記高圧温水の供給量と前記常温水の供給量とを設定することを特徴とするガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項１１】
前記高前記温水噴霧段数設定手段は、前記圧縮機に最も近い前記噴霧母管側から、前記演算された噴霧母管の段数に応じて前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１０項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置による制御方法において、
前記制御装置は、更に、予報された気象情報を取得する気象情報取得手段を有し、
前記高圧温水噴霧段数設定手段は、
前記気象情報取得手段により取得された前記気象情報と、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率から今後の高圧温水生成率を推定演算し、推定演算された高圧温水生成率と、前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量とに基づいて、前記高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な前記噴霧母管の段数を演算して、前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、
前記供給量設定手段は、前記演算された噴霧母管の段数に応じて、前記噴霧装置に供給する前記高圧温水の供給量と前記常温水の供給量とを設定することを特徴とするガスタービンシステムにおける制御方法。
【請求項１３】
前記高前記温水噴霧段数設定手段は、前記圧縮機に最も近い前記噴霧母管側から、前記演算された噴霧母管の段数に応じて前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のガスタービンシステムにおける制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱エネルギをガスタービンに利用したガスタービンシステム、ガスタービンシステムの制御装置及びガスタービンシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化物質の一つである二酸化炭素（ＣＯ2）の排出量をできる限り抑制することが求められている。このような動向の中、再生可能エネルギの代表例としては、水力、風力、地熱、太陽（光／熱）エネルギ等が存在するが、これらの中でも特に太陽熱を利用した発電システムは、集熱器で集熱して発生させた蒸気により蒸気タービンを駆動する方式が一般的である。この種の従来技術としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。【０００３】
一方、天然ガスや石油等の化石資源を燃料とする発電システムとして、ガスタービンシステムがある。
なお、ガスタービンシステムでは、夏場等大気温度が上昇する条件では圧縮機における空気の吸気量が減少し、それにともなってガスタービンの出力も低下することが知られている。大気温度の上昇にともなうガスタービンシステムの出力低下を抑制する手段の一つとして、例えば、特許文献２，３に記載の技術がある。特許文献２，３に記載の技術は、具体的には、再生サイクルの一種であるＨＡＴ（Humid Air Turbine）サイクルのガスタービンシステムであり、当該サイクル内における再生サイクル内の圧縮機出口の後置冷却器、圧縮機出口の圧縮空気を加湿する加湿器、加湿器へ供給する水を加熱する熱交換器等を含んで構成されている。そして、後置冷却器や熱交換器等で生成された高圧温水を、圧縮機入口に設置した噴霧装置にて減圧沸騰を利用して噴霧する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３９３６７号公報
【特許文献２】特開２００１−２１４７５７号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ９８／４８１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記した太陽熱利用発電システムでは、蒸気の熱源である太陽熱を集熱するための集熱装置が必要となる。集熱方式としては、曲面鏡の前に設置した集熱管に太陽光を集光させて集熱するトラフト型、ヘリオスタットと呼ばれる多数の平面鏡で反射させた太陽光をタワーに集光させるタワー型等各種の方式が存在する。しかしながら、集熱方式を問わず、蒸気タービンを高効率化、すなわち、より高温の蒸気を得て蒸気タービンを駆動させる、又は高出力化するためには、膨大な規模の集熱装置（反射鏡）が必要となる。これは、集熱装置を設置するために広大な敷地が必要であることを意味する。例えば、出力５０ＭＷの太陽熱利用発電システムの場合、集熱装置の設置面積として１．２平方キロメートルが必要と言われている。【０００６】
一方、太陽熱発電システムをコストの面から評価すると、設置される集熱装置（反射鏡）の規模が膨大であるある故、システム全体に占める集熱装置のコストの割合は８０％程度になっているのが現状である。このため、コスト低減を図るためには集熱装置の規模を大幅に削減する必要があるが、集熱装置の規模の縮小は、太陽熱利用発電システムにおける高効率化、高出力化の目的とは相反する課題となっていた。【０００７】
また、許文献３に記載の技術のように圧縮機の吸気温度が高くなったときに、出力低下を抑制するために、圧縮機の吸気ダクト内の空気に常温水を噴霧する技術においては、次のような課題がある。
圧縮機内部では、エロージョンを生じさせるような大きさの液滴を形成させず、速やかに噴霧水を気化させることが、吸気の温度低下、圧縮機の健全性の観点から望ましい。つまり、常温水を圧縮機の吸気内に噴霧する場合は、気化潜熱による吸熱作用で噴霧された常温水の液滴が氷点下となり、圧縮機の入口部で氷結し易い上に、噴霧後の液滴の粒径が小さくなりにくく、圧縮機内部での速やかな気化が望めない状態が生じ得る。【０００８】
そのため、高圧温水を吸気ダクト内に噴霧することが望ましい。すなわち、例えば、１５０〜２００℃の高圧温水の有する熱量の約７０〜８０％が気化潜熱であることを利用して、高圧状態から大気圧状態へと急激に減圧させて温水を減圧沸騰させる。この場合、高圧温水の減圧沸騰では、液滴の微粒子化が促進され、圧縮機内部で速やかに気化できる。
しかし、高圧温水の生成に化石燃料を用いると、二酸化炭素が増加することになる。【０００９】
そこで、空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された空気を供給して燃料を燃焼させる燃焼器と、燃焼器で発生した燃焼ガスによって駆動されるガスタービンと、太陽熱を集熱して高圧温水を生成する集熱装置とを備え、圧縮機に取り込まれる空気に、集熱装置で生成された高圧温水を噴霧する噴霧装置とを含む、ガスタービンシステムが考えられる。
このような構成により、集熱装置の規模、例えば、集光鏡の数を大幅に低減し、集熱装置の設置に要する敷地面積を大幅に縮小化した太陽熱エネルギを利用したガスタービンシステムが提供できる。【００１０】
しかしながら、このような太陽熱エネルギを利用したガスタービンシステムでも、日射量が少なく太陽熱エネルギを利用して高圧温水を生成できない場合や、集熱装置の塵埃除去、検査、トラブル等により太陽熱エネルギを利用して高圧温水を生成する系統が使用できない場合等が考えられるので、そのような場合にも、圧縮機の吸気温度が高くガスタービンシステムの出力増大の要求に対応する必要がある。【００１１】
本発明の目的は、ガスタービンシステムの運転状態に応じて、太陽熱エネルギを利用して生成された高圧温水を使用できない場合にも、出力増加の要求に対応可能なガスタービンシステム、ガスタービンシステムの制御装置及びガスタービンシステムの制御方法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】
【００１２】
請求の範囲第１項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、を備えたガスタービンシステムにおいて、太陽熱エネルギを利用した集熱装置により高圧温水を生成し、圧縮機に吸気される空気中に高圧温水を噴霧ノズルから噴霧する太陽熱利用高圧温水噴霧系と、圧縮機に吸気される空気中に常温水を噴霧ノズルから噴霧する常温水噴霧系と、を備えたことを特徴とする。【００１３】
請求の範囲第３項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、太陽熱エネルギを利用した集熱装置により高圧温水を生成し、圧縮機に吸気される空気中に高圧温水を噴霧ノズルから噴霧する太陽熱利用高圧温水噴霧系と、圧縮機に吸気される空気中に常温水を噴霧ノズルから噴霧する常温水噴霧系と、を備えるガスタービンシステムにおけるガスタービンシステムの運転を制御する制御装置であって、
集熱装置により得られる高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、少なくとも、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、太陽熱利用高圧温水噴霧系から高圧温水を噴霧する高圧温水噴霧モードと常温水噴霧系から常温水を噴霧する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有することを特徴とする。【００１４】
請求の範囲第１項及び第３項に記載の発明によれば、太陽熱エネルギを利用して高圧温水を生成する集熱装置が、太陽熱の不足やメンテナンス等のため高圧温水を十分に生成できない場合も、常温水噴霧系による常温水の圧縮機の吸気への噴霧に切替が可能となる。その結果、ガスタービン出力の増加要求に柔軟に対応可能なガスタービンシステムとすることができる。【００１５】
請求の範囲第７項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、常温水を噴霧装置に供給する常温水供給配管と、を少なくとも備えるガスタービンシステムにおける制御方法であって、
ガスタービンシステムは、その運転を制御する制御装置を備え、制御装置は、集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、太陽熱利用高圧温水供給配管からの高圧温水を噴霧装置に供給する高圧温水噴霧モードと、常温水供給系からの常温水を噴霧装置に供給する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有し、
噴霧制御モード決定手段は、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な高圧温水を集熱装置で生成することが可能な時間を予測演算し、予測演算された時間が予め設定された閾値時間以上のときには、高圧温水噴霧モードとする決定をし、予め設定された閾値時間より短いときには、常温水噴霧モードとする決定をすることを特徴とする。【００１６】
請求の範囲第７項に記載の発明によれば、太陽熱エネルギを利用して高圧温水を生成する集熱装置が、太陽熱の不足やメンテナンス等のため高圧温水を十分に生成できない場合も、常温水噴霧系により常温水を圧縮機器の吸気へ噴霧する常温水噴霧モードへの切替が可能となる。その結果、タービン出力の増加要求に柔軟に対応可能なようにガスタービンシステムを制御することができる。【００１７】
請求の範囲第９項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、を備えたガスタービンシステムであって、圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽、及び蓄熱槽に貯留された高圧温水を噴霧装置に供給する貯留高圧温水供給配管と、必要に応じて常温水を噴霧装置に供給する常温水供給配管と、ガスタービンシステムの運転を制御する制御装置と、を備え、
噴霧装置は、その噴霧ノズルから吸気室内に高圧温水又は常温水を噴霧する噴霧母管を吸気室内の吸気の方向に複数段有するとともに、制御装置により制御されて噴霧母管に高圧温水又は常温水切り替えて供給する切替手段を有し、
制御装置は、太陽熱利用高圧温水供給配管、貯留高圧温水供給配管及び常温水供給配管のそれぞれの流量を制御して高圧温水及び常温水の供給量を制御するとともに、高圧温水及び常温水のそれぞれの供給量に応じて切替手段を制御して、噴霧母管の各段の噴霧母管に供給する高圧温水及び常温水の切り替え設定を行うことを特徴とする。【００１８】
請求の範囲第９項に記載の発明によれば、集熱装置の生成する高圧温水の生成率が低いことが原因、又は蓄熱槽に貯留された高圧温水の量が少ないことが原因で、噴霧装置から圧縮機の吸気に噴霧する高圧温水が、所要の高圧温水の噴霧率に対して不足する場合でも、高圧温水を噴霧母管により噴霧するとともに、高圧温水を噴霧する噴霧母管と異なる噴霧母管から常温水を噴霧することができる。その結果、柔軟に太陽熱で生成された高圧温水を可能な限り使うような運転が可能なガスタービンシステムを提供できる。また、蓄熱槽に高圧温水を貯留して、放熱に伴うロスが発生することを低減できる。【００１９】
請求の範囲第１０項に係る発明は、請求の範囲第９項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置であって、集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段と、複数段の噴霧母管のうち何段の噴霧母管から高圧温水を噴霧させるかを設定する、高圧温水噴霧段数設定手段と、噴霧装置への高圧温水及び常温水のそれぞれの供給量を設定する供給量設定手段と、を有し、
高温水噴霧段数設定手段は、少なくとも、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定することを特徴とする。【００２０】
請求の範囲第１０項に記載の発明によれば、高温水噴霧段数設定手段は、少なくとも、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定する。その結果、柔軟に太陽熱で生成された高圧温水と蓄熱槽に貯留された高圧温水とを可能な限り使うような運転を可能とするガスタービンシステムの制御装置を提供できる。また、蓄熱槽に高圧温水を貯留して、放熱に伴うロスが発生することを低減できる。【００２１】
請求の範囲第１２項に係る発明は、請求の範囲第１０項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置による制御方法において、制御装置は、更に、予報された気象情報を取得する気象情報取得手段を有し、
高圧温水噴霧段数設定手段は、気象情報取得手段により取得された気象情報と、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率から今後の高圧温水生成率を推定演算し、推定演算された高圧温水生成率と、高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量とに基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定することを特徴とする。【００２２】
請求の範囲第１２項に記載の発明によれば、高圧温水噴霧段数設定手段は、推定演算された高圧温水生成率と、高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量とに基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定する。その結果、高圧温水を噴霧する噴霧母管の段数を予め設定された時間にわたって固定できるので、高圧温水を早く使い過ぎて、途中から常温水を噴霧する噴霧母管のみという場合が生じることを防止でき、圧縮機入口側近くの噴霧母管から常温水を噴霧することによる圧縮機のエロージョンの可能性を低減できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ガスタービンシステムの運転状態に応じて、太陽熱エネルギを利用して生成された高圧温水を使用できない場合にも、出力増加の要求に対応可能なガスタービンシステム、ガスタービンシステムの制御装置及びガスタービンシステムの制御方を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガスタービンシステムの構成図である。
【図２】第１の実施形態のガスタービンシステムの制御装置の機能ブロック構成図である。
【図３】（ａ）は、高圧温水使用時の出力目標値ＭＷＤに対する高圧温水の噴霧率を設定するデータマップの説明図、（ｂ）は、常温水使用時の出力目標値ＭＷＤに対する常温水の噴霧率を設定するデータマップの説明図である。
【図４】高圧温水使用の制御モード及び常温水使用の制御モードそれぞれの場合の、太陽熱利用高圧温水噴霧系及び常温水噴霧系の弁とポンプの動作説明図である。
【図５】第１の実施形態における高圧温水使用の制御モード又は常温水使用の制御モードを選択するか、又それらの制御モードを選択しない制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】図５の続きのフローチャートである。
【図７】流量調整弁２４Ｂ，２９，４３の制御ロジックの説明図である。
【図８】ガスタービンシステムのコンソールの表示装置に表示される画面の説明図であり、（ａ）は、監視画面例の説明図、（ｂ）は太陽熱利用状況表示画面例の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るガスタービンシステムにおける圧縮機の吸気ダクトに備える噴霧母管と、それに高圧温水又は常温水を供給する配管の構成図である。
【図１０】第２の実施形態に係るガスタービンシステムの制御装置の機能ブロック構成図である。
【図１１】第２の実施形態における高圧温水使用の制御モードの制御の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１１の続きのフローチャートである。
【図１３】図１２の続きのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
《第１の実施形態》
図１から図８を参照し、本発明の第１の実施形態に係るガスタービンシステム５００Ａを説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るガスタービンシステムの構成図である。
図１に示すように本実施形態のガスタービンシステム５００Ａは、主に、ガスタービン装置１００Ａ、太陽熱を集熱して高圧温水を生成する集熱装置２００、集熱装置２００で生成された高圧温水を吸気５に噴霧するとともに、必要に応じて常温水を吸気５に噴霧する噴霧装置３００Ａ、集熱装置２００で生成された高圧温水を保温貯留する蓄熱槽４０、制御装置４００Ａ、気象情報受信装置（気象情報取得手段）４１０、給電指令受信装置４１１を含んで構成される。
【００２６】
（吸気ダクトと噴霧装置）
ガスタービン装置１００Ａにおいて、圧縮機１の上流側には、例えば、断面が矩形の吸気ダクト６が設けられている。吸気ダクト６の入口側には、例えば、ルーバー６ａが設けられ、更に塵埃の除去のためのフィルタ６ｂが配置されている。吸気ダクト６には、更に、フィルタ６ｂの下流側（圧縮機１側）に、吸気５に常温水を噴霧する噴霧ノズル３２Ｂを、例えば、格子状に配置し、各噴霧ノズル３２Ｂに常温水を供給する噴霧母管３１Ｂと、噴霧ノズル３２Ｂよりも下流側（圧縮機１側）に、吸気５に後記する高圧温水を噴霧する噴霧ノズル３２Ａを、例えば、格子状に配置し、各噴霧ノズル３２Ａに高圧温水を供給する噴霧母管３１Ａを配置し、これらで噴霧装置３００Ａを構成している。
図１の吸気ダクト６は、噴霧母管３１Ａ、噴霧ノズル３２Ａ並びに噴霧母管３１Ｂ、噴霧ノズル３２Ｂを表示するため、部分断面図で示してある。
吸気ダクト６にフィルタ６ｂや図示しないサイレンサが設置されている場合は、噴霧装置３００Ａは、フィルタ６ｂやサイレンサよりも吸気５の流れの下流側に設置することが望ましい。
【００２７】
（圧縮機１、燃焼器３、ガスタービン２）
大気条件の吸気５が吸気ダクト６を通して圧縮機１に吸引され、圧縮機１で加圧された後、圧縮空気７となって燃焼器３へ流入する。燃焼器３で圧縮空気７と流量調整弁６１を介して供給された燃料８が混合されて燃焼し、高温の燃焼ガス９が発生する。燃焼ガス９はガスタービン２へ流入し、ガスタービン２を回転駆動する。また、ガスタービン２と軸を介し接続された発電機４は、ガスタービン２により回転駆動され、発電する。ガスタービン２を駆動した燃焼ガス９は、燃焼排ガス１０としてガスタービン２より排出される。また、圧縮機１は、ガスタービン２の駆動軸１１により回転駆動される。
【００２８】
（集熱装置２００と太陽熱利用高圧温水噴霧系）
次に、太陽熱エネルギを利用した集熱装置２００と太陽熱利用高圧温水噴霧系の構成について説明する。
常温水を貯留する水タンク２０内の水は、配管２１Ａを経てポンプ２２Ａに給水され、ポンプ２２Ａにて昇圧され、配管２３Ａ及び流量調整弁２４Ａ、配管２５Ａの順に送水されて集熱管２７に圧送される。集熱管２７には集光板２６によって集光された太陽Ｓの太陽光が照射される。その集光板２６によって集光され照射された太陽光の熱によって集熱管２７内に供給された水は加熱され、高圧温水となる。集熱管２７内の高圧温水は配管２８、流量調整弁２９、配管３０Ａの順に圧送され、前記した噴霧母管３１Ａに最終的に供給される。
【００２９】
ここで、集光板２６と集熱管２７が集熱装置２００を構成するが、この集熱装置２００としては、具体的には、例えば、集熱管２７に沿って集光板２６として曲面鏡を配置して太陽光を曲面鏡の線状の焦点の位置の集熱管２７に集める構成（トラフ式集熱装置）、集光板２６として平面鏡をほぼＶ字形に配置して、集熱管２７をＶ字形に配置した平面鏡で集光する部分に配置した構成や、平面型のフレネルレンズの焦点に集熱管２７を配置する構成、３次元のパラボラ形に集光板２６である複数の曲面鏡又は平面鏡を配して、そのパラボラ形の焦点に円盤型の集熱管２７を配置した構成（ディッシュ式集熱装置）等が考えられる。
図１では、集熱装置２００として代表的に１つのユニットだけを表示してあるが、普通は複数のユニットがシリーズ又はパラレルに集熱管２７が配管接続されるように設置され、そこで生成された高圧温水が配管２８に合流するように構成されている。ディッシュ式集熱装置やタワー式集熱装置の場合は１つのユニットでも可能である。
【００３０】
配管２８は、流量調整弁２９に到る途中で流量調整弁４１を介在させた配管４５に分岐し、蓄熱槽４０に接続している。集熱管２７で生成された高圧温水が、吸気ダクト６内に噴霧されない場合や、吸気ダクト６内に噴霧される噴霧率よりも生成された高圧温水の生成率の方が大きい場合は、流量調整弁４１を経て、蓄熱槽４０に高圧温水が貯留される。
蓄熱槽４０には、配管４６を経由して蓄熱槽４０から貯留された高圧温水を吸水するポンプ４２が接続される。そして、そのポンプ４２の吐出側に配管４７が、流量調整弁４３を介在させて接続され、配管３０Ａに蓄熱槽４０に貯留された高圧温水を合流させる配管構成となっている。
【００３１】
ここで、水タンク２０、配管２１Ａ、ポンプ２２Ａ、配管２３Ａ，流量調整弁２４Ａ、配管２５Ａ、集熱管２７、配管２８、流量調整弁２９、配管３０Ａ、配管４５、流量調整弁４１、蓄熱槽４０、配管４６、ポンプ４２、配管４７、流量調整弁４３、噴霧母管３１Ａ，噴霧ノズル３２Ａが、請求の範囲に記載の「太陽熱利用高圧温水噴霧系」を構成している。
配管２１Ａ、ポンプ２２Ａ、配管２３Ａ，流量調整弁２４Ａ、配管２５Ａ、集熱管２７、配管２８、流量調整弁２９、配管３０Ａは、請求の範囲に記載の「太陽熱利用高圧温水供給配管」を構成している。
また、ポンプ４２、流量調整弁４３、配管４６，４７は、請求の範囲に記載の「蓄熱槽高圧温水供給系」を構成している。配管４５、流量調整弁４１、蓄熱槽４０、配管４６、ポンプ４２、配管４７、流量調整弁４３は、請求の範囲に記載の「貯留高圧温水供給配管」を構成している。
【００３２】
（常温水噴霧系）
また、水タンク２０内の水は、配管２１Ｂを経てポンプ２２Ｂに給水され、ポンプ２２Ｂにて昇圧され、配管２３Ｂ、流量調整弁２４Ｂ、配管３０Ｂの順に送水されて、前記した噴霧母管３１Ｂに最終的に供給される。
ここで、水タンク２０、配管２１Ｂ、２３Ｂ、ポンプ２２Ｂ、配管３０Ｂ、流量調整弁２４Ｂ、噴霧母管３１Ｂ，噴霧ノズル３２Ｂが、請求の範囲に記載の「常温水噴霧系」を構成している。
【００３３】
ちなみに、水タンク２０には、水位センサ１５１が設けられ、その水位信号は制御装置４００Ａに送信され、適切な水位範囲に維持されるように制御装置４００Ａからの信号により開閉操作される給水弁である開閉弁１９を介して、常温水が補給される。
【００３４】
（計測センサ）
ガスタービンシステム５００Ａには様々な計測センサが備え付けられており、流体の温度、圧力、流量や、発電機４での発電量を計測し、制御装置４００Ａに計測した信号を送り、前記したポンプ２２Ａ，２２Ｂ，４２の駆動を制御したり、流量調整弁１９，２４Ａ，２４Ｂ，２９，４３，６１の開度を調整したりしている。そのために、図１中には、代表的な計測センサを例示してある。
集熱装置２００の代表的な集熱管２７の配管２８に接続する出口側には、太陽熱エネルギで加熱された温水の温度を計測する温度センサ１４１Ａと温水の圧力を計測する圧力センサ１４１Ｂが設けられている。また、集熱装置２００の近傍には、太陽Ｓの照射量を計測する光量センサ１４２が設けられ、集熱装置２００における高圧温水の生成率を制御装置４００Ａの後記する集熱量演算部４２７で演算可能になっている。
【００３５】
配管３０Ａの配管４７との合流点より上流側には、温度センサ組み込みの流量センサ１４４Ａと圧力センサ１４４Ｂが設けられ、流量センサ１４４Ａは、計測した体積流量から温度による密度補正された質量流量信号を、又圧力センサ１４４Ｂは、計測した圧力信号を制御装置４００Ａ送信する。
蓄熱槽４０には、水位センサ１４５Ａ、温度センサ１４５Ｂ、圧力センサ１４５Ｃが設けられ、それぞれからの水位信号、温度信号及び圧力信号は制御装置４００Ａ送信される。
配管４７の流量調整弁４３の下流側には、温度センサ組み込みの流量センサ１４７Ａと圧力センサ１４７Ｂが設けられ、流量センサ１４７Ａは、計測した体積流量から温度による密度補正された質量流量信号を、又圧力センサ１４７Ｂは、計測した圧力信号を制御装置４００Ａ送信する。
【００３６】
流量調整弁２４Ｂの下流側の配管３０Ｂには、温度センサ組み込みの流量センサ１５２Ａと圧力センサ１５２Ｂと温度センサ１５２Ｃとが設けられ、流量センサ１５２Ａは計測した体積流量から温度による密度補正された質量流量信号を、圧力センサ１５２Ｂは計測した圧力信号を、温度センサ１５２Ｃは計測した温度信号を、それぞれ制御装置４００Ａに送信する。
【００３７】
吸気ダクト６の入口側には大気条件の吸気５の温度、圧力、湿度をそれぞれ計測する温度センサ１４３Ａ、気圧センサ１４３Ｂ、湿度センサ１４３Ｃが設けられており、それぞれの計測信号は、制御装置４００Ａ送信される。
図１では、温度センサ１４３Ａ、気圧センサ１４３Ｂ、湿度センサ１４３Ｃは、吸気ダクト６の外側に設けられているが、実際には、ルーバー６ａより下流側の太陽光や雨水の当たらない箇所に、また、当然、噴霧装置３００Ａよりも上流側に設置されている。
これらのセンサの内、特に、温度センサ１４３Ａは、夏場などの気温が高い場合、圧縮機１の入口温度が大気条件のままであれば、空気密度が低下して圧縮機１の吸入空気流量が減少した分だけ、ガスタービン２出力の低下とともに外部に取り出せる出力が減少するので、大気温度の上昇によるガスタービン２の出力低下を補完するため、高圧温水又は常温水を噴霧装置３００Ａから吸気ダクト６内に噴霧することにより、蒸発潜熱の効果で圧縮機１の入口の空気温度を低下させる制御に用いられる。
【００３８】
発電機４の出力側には、発電量を検出する出力センサ１７１が設けられ、制御装置に発電量が送信される。
また、ガスタービン装置１００Ａには、燃焼器３に供給される燃料８の圧力、温度、体積流量をそれぞれ計測する圧力センサ１７２Ａ，温度センサ１７２Ｂ，流量センサ１７２Ｃが設けられ、圧力信号、温度信号、体積流量信号が制御装置４００Ａに送信される。これらの信号は、燃焼器３に供給される燃料の質量流量を流量調整弁６１で制御する制御ロジックにおける流量調整弁６１の開度フィードバック制御に用いられる。
ちなみに、図１では、燃料供給系のポンプやタンクは省略されている。
【００３９】
さらに、圧縮機１の出口側の配管には、例えば、圧縮機１で加圧された圧縮空気の温度、圧力、流量をそれぞれ計測する温度センサ１７３Ａ、圧力センサ１７３Ｂ、流量センサ１７３Ｃが設けられている。
ガスタービン２の排気側には、例えば、燃焼排ガスの温度や、ガスタービン２の背圧を計測する温度センサ１７４Ａ、圧力センサ１７４Ｂが設けられ、温度信号及び圧力信号を制御装置４００Ａに送信している。これらの信号は、例えば、ガスタービン装置１００Ａの動作監視や効率監視等に用いられる。実際には、ガスタービン装置１００Ａには、更に計測センサが設置されて、ガスタービン装置１００Ａの動作監視がされているが、本発明には関係ないので省略する。
【００４０】
また、図１では省略されているが、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，４２の回転速度やオン・オフ状態を検知するセンサが設けられ、流量調整弁２４Ａ，２４Ｂ，２９，４１，４３，６１の弁開度を検出する弁開度センサも設けられ、それぞれの信号が制御装置４００Ａに入力されている。
【００４１】
（制御装置）
次に、図２を参照しながら制御装置４００Ａの機能構成について説明する。図２は、第１の実施形態のガスタービンシステムの制御装置の機能ブロック構成図である。
制御装置４００Ａは、制御装置本体４００ａとコンソール４００ｂとで構成されている。制御装置４００Ａは、例えば、プロセスコンピュータであり、コンソール４００ｂは、表示装置と入力装置で構成されている。表示装置は例えば、液晶表示装置であり、入力装置は、例えば、マウスとキーボードで構成されている。
制御装置本体４００ａは、例えば、入力インタフェース４０１Ａ、入出力インタフェース４０１Ｂ、出力インタフェース４０１Ｃ、ＣＰＵ４０２、図示省略のＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク記憶装置等を有しており、ハードディスク記憶装置に記憶された図示しないプログラムやデータを読み出してＣＰＵ４０２で実行することにより、後記する各機能構成を実現する。
【００４２】
入力インタフェース４０１Ａには、前記した各種センサ１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２，１４３Ａ，１４３Ｂ，１４３Ｃ，１４４Ａ，１４４Ｂ，１４５Ａ，１４５Ｂ，１４５Ｃ，１４７Ａ，１４７Ｂ，１５１，１５２Ａ，１５２Ｂ、１７１、１７２Ａ，１７２Ｂ，１７２Ｃ，１７３Ａ，１７３Ｂ，１７３Ｃ，１７４Ａ，１７４Ｂからの計測信号（図２では、センサの符号を省略）が入力される。
また、気象情報受信装置４１０からの気象情報（以下では、「天気予報情報」とも称する）、特に、予測大気温度変化、予測日照量変化の情報が入力インタフェース４０１Ａに入力される。
更に、給電命令受信装置４１１が受信する出力目標値ＭＷＤが入力インタフェース４０１Ａに入力される。
ちなみに、気象情報受信装置４１０、給電命令受信装置４１１は、例えば、無線通信又はインターネット回線で、発信元と通信する。
【００４３】
入出力インタフェース４０１Ｂは、コンソール４００ｂの前記した入力装置からの指示が入力され、コンソール４００ｂの前記した表示装置への表示出力を出力する。
【００４４】
出力インタフェース４０１Ｃは、オン・オフ弁である開閉弁１９への開閉制御信号を出力し、流量調整弁２４Ａ，２９，４１，４３，２４Ｂ，６１への開度制御信号を出力し、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，４２への起動、停止、回転速度制御信号を出力する。
【００４５】
ＣＰＵ４０２で実現される機能構成としては、図２に示すように主に、目標出力設定部４２０、制御モード切替部（噴霧制御モード決定手段）４２１、集熱量演算部（高圧温水生成率取得手段）４２７、プラント監視部４２８、高圧温水使用制御部４３０Ａ、常温水使用制御部４４０Ａ、燃料噴射制御部４５０を含んでいる。
【００４６】
目標出力設定部４２０は、給電命令受信装置４１１が受信した出力目標値ＭＷＤを入力され、時々刻々と出力目標値ＭＷＤを更新して設定する。更新して設定された出力目標値ＭＷＤは、制御モード切替部４２１に入力される。
ちなみに、目標出力設定部４２０は、コンソール４００ｂからの入力指示により出力目標値ＭＷＤの設定を変更する機能も有している。そして、コンソール４００ｂからの出力目標値ＭＷＤの増加指令を受信したときは、その要求指令があったことと、新たな出力目標値ＭＷＤを制御モード切替部４２１に出力する。
【００４７】
集熱量演算部４２７は、光量センサ１４２からのセンサ信号に基づいて、集熱装置２００における高圧温水の生成率を演算して、制御モード切替部４２１、プラント監視部４２８及び高圧温水使用制御部４３０Ａに入力する。
ちなみに、集熱装置２００において太陽エネルギにより生成する高圧温水は、例えば、１５０〜２００℃の範囲で生成するようにポンプ２２Ａの回転速度、流量調整弁２４Ａの開度を制御することを前提とし、噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａには、１５０〜２００℃の高圧温水を供給することを考えている。そこで、制御の簡単化のため、ここでは、１５０℃の高圧温水の生成率に換算したものを高圧温水生成率ＧWHとする。
【００４８】
制御モード切替部４２１は、高圧温水供給可能時間推定部４２３と制御モード決定部４２５を有している。制御モード切替部４２１には、入力インタフェース４０１Ａに入力されるセンサ信号の内の所要の信号が入力される。具体的に用いられる信号は、後記する図５から図６のフローチャートの説明の中で説明するので省略する。
高圧温水供給可能時間推定部４２３は、集熱量演算部４２７からの高圧温水生成率ＧWHと、気象情報受信装置４１０からの天気予報情報と、蓄熱槽４０の水位Ｓ0に基づいて、高圧温水の供給可能時間を推定する。天気予報情報の特に大気温度ＴAire（ｔ）の変化に対して、高圧温水の要求される噴霧率ＱWHe（ｔ）を推定演算し、天気予報情報の特に日照量の変化に対して高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）を推定演算し、次式（１）で示す関係が維持される時間が、予め設定された時間ＴＳＨを超えるか、又は、次式（２）が満たされるかをチェックする。そしてその結果を、制御モード決定部４２５に出力する。
ＧWHe（ｔ）≧ＱWHe（ｔ）      ・・・・・・・・・・・・・・・（１）
【数１】
2012042655.tif 000003
【００４９】
制御モード決定部４２５は、式（１）が時間ＴＳＨを超えて満たされる場合、又は、式（２）が満たされる場合は、高圧温水を噴霧装置３００Ａで噴霧させる（制御モードＡ（図４参照））とし、そうでない場合は、常温水を噴霧装置３００Ａで噴霧させる（制御モードＢ（図４参照））決定をして、高圧温水使用制御部４３０Ａ、常温水使用制御部４４０Ａに制御モードＡ、制御モードＢの制御を実行させる。
この制御モードＡ、制御モードＢの詳細については、図４の説明の中で後記する。
【００５０】
高圧温水使用制御部４３０Ａは、高圧温水を噴霧装置３００Ａで噴霧するモード(制御モードＡ)においては、図４に示すような後記するサブモードＡ１，Ａ２，Ａ３に従って、ポンプ２２Ａ，４２の運転制御をするとともに、流量調整弁２４Ａ，２９，４１，４３の開度制御を行い、主に温度センサ１４３Ａ（図１参照）からの大気温度ＴAirの信号と出力目標値ＭＷＤに応じた高圧温水の噴霧率ＱWHの制御をデータマップ４３０ａを用いて行う。
また、高圧温水制御部４３０は、常温水を噴霧装置３００Ａで噴霧するモード(制御モードＢ)においては、図４に示すような後記するサブモードＢ１で、ポンプ２２Ａの運転制御をするとともに、流量調整弁２４Ａ，４１の開度制御を行う。
高圧温水使用制御部４３０Ａには、制御モード決定部４２５からの高圧温水を噴霧するか否かの信号と、集熱量演算部４２７からの高圧温水生成率の信号が入力される。また図２では省略してあるが、目標出力設定部４２０からの出力目標値ＭＷＤ、センサ１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２，１４３Ａ，１４３Ｂ，１４３Ｃ，１４４Ａ,１４４Ｂ，１４５Ａ，１４５Ｂ，１４５Ｃ，１４７Ａ，１４７Ｂからのセンサ値が入力インタフェース４０１Ａを介して入力される。
【００５１】
図３（ａ）は、高圧温水使用時の出力目標値ＭＷＤに対する高圧温水の噴霧率を設定するデータマップの説明図である。横軸が出力目標値ＭＷＤ（単位：ＭＷ）を示し、縦軸が高圧温水の噴霧率ＱWH（単位：ｋｇ／ｓｅｃ）を示す。
このデータマップ４３０ａは、パラメータとして大気温度ＴＡｉｒ以外に、例えば、大気湿度、気圧、高圧温水温度ＴWHを用いる。このパラメータにおける大気湿度は、湿度センサ１４３Ｃ（図１参照）からの計測信号が用いられ、高圧温水温度ＴWHとしては、集熱装置２００からの高圧温水が噴霧装置３００Ａ（図１参照）に供給されるときは、温度センサ１４１Ａ（図１参照）の計測温度が用いられ、蓄熱槽４０（図１参照）からの高圧温水が噴霧装置３００Ａに供給されるときは、温度センサ１４５Ｂ（図１参照）が用いられる。
このデータマップ４３０ａから分かるように、大気温度ＴAirが高いほど高圧温水の噴霧率ＱWHが増加する。
【００５２】
常温水使用制御部４４０Ａは、常温水を噴霧装置３００Ａで噴霧するモード(制御モードＢ)においては、必要に応じて図４に示すような後記するサブモードＢ１に従って、ポンプ２２Ｂの運転制御をするとともに、流量調整弁２４Ｂの開度制御を行い、主に温度センサ１４３Ａからの大気温度ＴAirの信号と出力目標値ＭＷＤに応じた常温水の噴霧率ＱWCの制御を、データマップ４４０ａを用いて行う。
【００５３】
常温水使用制御部４４０Ａには、図２では省略してあるが、目標出力設定部４２０からの出力目標値ＭＷＤの他に、センサ１４３Ａ，１４３Ｂ，１４３Ｃ，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃからのセンサ値が入力インタフェース４０１Ａを介して入力される。
図３（ｂ）は、常温水使用時の出力目標値ＭＷＤに対する常圧温水の噴霧率を設定するデータマップの説明図である。横軸が出力目標値ＭＷＤ（単位：ＭＷ）を示し、縦軸が常温水の噴霧率ＱWC（単位：ｋｇ／ｓｅｃ）を示す。
このデータマップ４４０ａは、パラメータとして大気温度ＴAir以外に、例えば、大気湿度、気圧、常温水温度ＴWCを用いる。このパラメータにおける大気湿度は、湿度センサ１４３Ｃからの計測信号が用いられ、常温水温度ＴWCとしては、温度センサ１５２Ｃ（図１参照）が用いられる。
このデータマップ４４０ａから分かるように、大気温度ＴAirが高いほど常温水の噴霧率ＱWCが増加する。
【００５４】
燃料噴射制御部４５０は、前記した温度センサ１７３Ａ、圧力センサ１７３Ｂ、流量センサ１７３Ｃからのセンサ信号と出力目標値ＭＷＤ、出力センサ１７１からの発電出力に基づいて、目標燃料噴射率を設定して燃料噴射率Ｇfをフィードバック制御する。
なお、燃料噴射制御部４５０による目標燃料噴射率の制御は、この制御方法に限定されることなく、出力目標値ＭＷＤと他の計測センサからのセンサ信号とに基づいて制御する方法であっても良い。
【００５５】
ちなみに、プラント監視部４２８は、各種センサの値の必要なデータを読み取り、ガスタービンシステム５００Ａの運転状態を示す監視画面を生成して、コンソール４００ｂの表示装置に表示する。
【００５６】
（制御モード）
次に、図４を参照しながら制御モード決定部４２５（図２参照）で決定された高圧温水を使用する制御モードＡ（高圧温水噴霧モード）の中のサブモードＡ１，Ａ２，Ａ３と、制御モード決定部４２５で決定された常温水を使用する制御モードＢ（常温水噴霧モード）の中のサブモードＢ１，Ｂ２について説明する。図４は、高圧温水使用の制御モード及び常温水使用の制御モードそれぞれの場合の、太陽熱利用高圧温水噴霧系及び常温水噴霧系の流量調整弁とポンプの動作説明図である。
【００５７】
図４において、最左側欄に、太陽熱利用高圧温水噴霧系の流量調整弁２４Ａ，２９，４１，４３、（図１参照）常温水噴霧系の流量調整弁２４Ｂ（図１参照）、太陽熱利用高圧温水噴霧系のポンプ２２Ａ，４２（図１参照）、常温水噴霧系のポンプ２２Ｂ（図１参照）を示してある。その右側に前記した高圧温水を噴霧装置３００Ａ（図１参照）で噴霧させる制御モードＡに対しては、更に高圧温水を蓄熱槽４０（図１参照）に溜めないで集熱装置２００（図１参照）からそのまま噴霧装置３００Ａに供給するサブモードＡ１、高圧温水を蓄熱槽４０に溜めながら大部分は噴霧装置３００Ａに供給するサブモードＡ２、高圧温水を集熱装置２００と蓄熱槽４０の両方から噴霧装置３００Ａに供給するサブモードＡ３の欄を示し、各サブモードＡ１〜Ａ３における前記した、流量調整弁２４Ａ，２４Ｂ，２９，４１，４３の開閉の動作状態を示し、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，４２の運転又は停止状態を示してある。
【００５８】
更に右側の欄に、前記した高圧温水を噴霧装置３００Ａに噴霧しないで常温水を噴霧させる制御モードＢに対しては、更に高圧温水を蓄熱槽４０に溜めるサブモードＢ１、高圧温水を蓄熱槽４０に溜めないサブモードＢ２の欄を示し、各サブモードＢ１、Ｂ２における前記した、流量調整弁２４Ａ，２４Ｂ，２９，４１，４３の開閉の動作状態を示し、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，４２の運転又は停止状態を示してある。
【００５９】
ここで、各流量調整弁２４Ａ，２４Ｂ，２９，４１，４３の「開」の記載は、全開を意味するものではなく、開状態で開度の制御を制御装置４００Ａ（図１参照）の高圧温水使用制御部４３０Ａ（図２参照）又は常温水使用制御部４４０Ａ（図２参照）により行われることを意味する。
【００６０】
サブモードＡ１は、高圧温水を噴霧装置３００Ａに供給する制御装置４００Ａの高圧温水使用制御部４３０Ａ（図２参照）で演算される要求目標値である噴霧率と、集熱装置２００で生成される１５０〜２００℃の高圧温水の生成率とがほぼバランスし、集熱装置２００で生成された高圧温水をそのまま噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａ（図１参照）に供給する制御のサブモードである。この制御は、高圧温水使用制御部４３０Ａにより行われる。
【００６１】
このサブモードＡ１では、ポンプ２２Ａの回転速度制御と、流量調整弁２４Ａの開度と、流量調整弁２９の開度は、そのときの出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率、及びその噴霧率に対応する所要圧力を、流量センサ１４４Ａからの流量信号並びに圧力センサ１４１Ｂ，１４４Ｂからの圧力信号が示すように制御される。
また、このサブモードＡ１では、ポンプ２２Ｂ，４２は停止され、流量調整弁２４Ｂ，４１，４３は全閉される。
【００６２】
サブモードＡ２は、高圧温水を噴霧装置３００Ａに供給すべき制御装置４００Ａの高圧温水使用制御部４３０Ａで演算される要求目標値である噴霧率に対し、集熱装置２００で生成される１５０〜２００℃の高圧温水の生成率の方が多く余裕があるので、集熱装置２００で生成された高圧温水を要求された噴霧率で噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａに供給するとともに、集熱装置２００で余裕の分の高圧温水を流量センサ１４４Ａ（図１参照）、圧力センサ１４４Ｂ（図１参照）が示す要求された噴霧率を維持するように、流量調整弁４１の開度を調整する制御のサブモードである。この制御は、高圧温水使用制御部４３０Ａにより行われる。
【００６３】
このサブモードＡ２では、ポンプ２２Ａの回転速度制御と、流量調整弁２４Ａの開度とは、配管２８（図１参照）の流量がそのときの出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率より高くなっても所定の温度（１５０〜２００℃）の高圧温水が生成されるように制御され、流量調整弁２９、４１の開度は、そのときの出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率と、噴霧率に対応した所要圧力を、流量センサ１４４Ａからの流量信号並びに圧力センサ１４１Ｂ，１４４Ｂからの圧力信号が示すように制御される。
また、このサブモードＡ２では、ポンプ２２Ｂ，４２は停止され、流量調整弁２４Ｂ，４３は全閉される。
ちなみに、図１における流量調整弁２４Ａ，２４Ｂ，２９，４１，４３は、本サブモードＡ２での動作状態を示している。
【００６４】
サブモードＡ３は、高圧温水を噴霧装置３００Ａに供給すべき制御装置４００Ａの高圧温水使用制御部４３０Ａで演算される要求目標値である噴霧率に対し、集熱装置２００で生成される１５０〜２００℃の高圧温水の生成率の方が不足しているので、集熱装置２００で生成された高圧温水を全て噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａに供給するとともに、蓄熱槽４０に貯留されている高圧温水を流量センサ１４７Ａ（図１参照）、圧力センサ１４７Ｂ（図１参照）の計測信号に基づいて不足分の噴霧率を追加するように、ポンプ４３の回転速度と流量調整弁４３の開度とを制御するサブモードである。この制御は、高圧温水使用制御部４３０Ａにより行われる。
【００６５】
ちなみに、サブモードＡ１とＡ３の間は、噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａに供給する高圧温水の噴霧率にヒステリシスを設定して、このサブモードＡ１とＡ３のサブモード間の高頻度に切り替え制御が行われることないようにし、そのためにサブモードＡ３では、流量調整弁４３を必要に応じて開、ポンプ４２を必要に応じて運転と表示してある。
【００６６】
このサブモードＡ３では、ポンプ２２Ａの回転速度制御と、流量調整弁２４Ａ，２９の開度とは、そのときの出力目標値ＭＷＤに対応する噴霧率より低いが、所定の温度（１５０〜２００℃）の高圧温水が出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率に対応する所要圧力で生成されるように制御され、流量調整弁２９の開度は、そのときの出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率での所要圧力を、圧力センサ１４１Ｂ，１４４Ｂからの圧力信号が示すように制御される。
【００６７】
更に、ポンプ４２の回転速度制御と流量調整弁４３の開度は、流量センサ１４７Ａからの配管４７（図１参照）の流量を示す信号が、出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率に対して配管２８の流量の不足分の流量になり、圧力センサ１４７Ｂの示す圧力が圧力センサ１４４Ｂの示す圧力、つまり、出力目標値ＭＷＤに対応する高圧温水の噴霧率に対応する所要圧力に一致するように制御される。
また、このサブモードＡ３では、ポンプ２２Ｂは停止され、流量調整弁２４Ｂは全閉される。
【００６８】
なお、このサブモードＡ３では、集熱装置２００で生成された高圧温水を全量配管３０Ａ（図１参照）で供給するとともに、蓄熱槽４０の高圧温水を配管４７（図１参照）から配管３０Ａに追加する制御方法としているが、それに限定されるものではない。蓄熱槽４０に貯留されている高圧温水は放熱によって温度低下することが考えられるので、集熱装置２００で生成された高圧温水を全量配管４５（図１参照）を経由して一端蓄熱槽４０に溜めながら、更に、ポンプ４２と流量調整弁４３の開度を制御して、高圧温水を噴霧装置３００Ａに供給すべき制御装置４００Ａの高圧温水使用制御部４３０Ａで演算される要求目標値である噴霧率を配管４７、配管３０Ａを介して噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａに供給しても良い。この場合、流量調整弁２９は図４に記載されている「開」状態ではなく「閉」状態となる。
【００６９】
サブモードＢ１は、常温水を噴霧装置３００Ａに供給すべき制御装置４００Ａの常温水使用制御部４４０Ａで演算される要求目標値である噴霧率を噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ｂ（図１参照）に供給するとともに、集熱装置２００で生成される１５０〜２００℃の高圧温水を全て蓄熱槽４０に貯留するサブモードである。つまり、集熱装置２００で得られる高圧温水の生成率が要求目標値である噴霧率に対して低過ぎ、かつ、蓄熱槽４０に十分な高圧温水が貯留されていない場合である。
この制御における常温水の噴霧制御に係るポンプ２２Ｂ（図１参照）と流量調整弁２４Ｂの開度制御は、常温水使用制御部４４０Ａが行うが、蓄熱槽４０に高圧温水を溜める制御は、高圧温水使用制御部４３０Ａにより行われる。
【００７０】
このサブモードＢ１では、ポンプ２２Ｂの回転速度制御と、流量調整弁２４Ｂの開度とは、そのときの出力目標値ＭＷＤに対応する常温水の噴霧率と、その噴霧率での所要圧力を、流量センサ１５２Ａからの流量信号並びに圧力センサ１５２Ｂからの圧力信号が示すように制御される。また、このサブモードＢ２では、ポンプ２２Ａの回転速度制御と、流量調整弁２４Ａ，４１の開度とは、所定の温度（１５０〜２００℃）の高圧温水が生成されるように制御される。
更に、このサブモードＢ２では、ポンプ４２は停止され、流量調整弁２９，４３は全閉される。
【００７１】
サブモードＢ２は、常温水を噴霧装置３００Ａに供給すべき制御装置４００Ａの常温水使用制御部４４０Ａで演算される要求目標値である噴霧率を噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ｂ（図１参照）に供給するだけで、集熱装置２００では高圧温水を生成できない場合（曇天等で太陽熱エネルギが不足し高圧温水を生成できない場合、又は、集熱装置２００が点検等で運転できない場合）に適用されるサブモードである。この制御における常温水の噴霧制御に係るポンプ２２Ｂ（図１参照）と流量調整弁２４Ｂの開度制御は、常温水使用制御部４４０ＡがサブモードＢ１と同様に行う。
このサブモードＢ２では、ポンプ２２Ａ，４２は停止され、流量調整弁２４Ａ，２９，４１，４３は全閉される。
【００７２】
次に、図５から図６を参照しながら、適宜、図１、図２を参照して高圧温水の噴霧装置３００Ａから噴霧制御と常温水の噴霧装置３００Ａからの噴霧制御の切り替え方法について説明する。図５から図６は、第１の実施形態における高圧温水使用の制御モード又は常温水使用の制御モードを選択するか、又それらの制御モードを選択しない制御の流れを示すフローチャートである。このフローチャートのステップＳ０１〜Ｓ１３の処理は、高圧温水供給可能時間推定部４２３で行われ、ステップＳ１４，Ｓ１９の制御は、制御モード決定部４２５で処理され、ステップＳ１５〜Ｓ１８，Ｓ２４の制御は高圧温水使用制御部４３０Ａで処理され、ステップＳ２０〜Ｓ２４の制御は常温水使用制御部４４０Ａで処理される。
【００７３】
ステップＳ０１では、高圧温水供給可能時間推定部４２３は、目標出力設定部４２０から出力目標値ＭＷＤを受信する。ステップＳ０２では、出力目標値ＭＷＤが閾値ＧＰth以上か否かをチェックする（「出力目標値≧閾値ＧＰth？」）。これは、ガスタービン装置１００Ａ（図１参照）が部分出力で閾値ＧＰth未満の出力目標値の場合は、出力増大のために高圧温水噴霧や常温水噴霧が不要であるのでそのための判定である。
出力目標値ＭＷＤが閾値ＧＰth以上の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０３へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０５へ進む。
ステップＳ０３では、温度センサ１４３Ａ（図１参照）の示す大気温度ＴAirが閾値ＴAirth以上か否かをチェックする（「大気温度ＴAir≧閾値ＴAirth？」）。大気温度ＴAirが閾値ＴAirth以上の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０７へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０４へ進む。
【００７４】
ステップＳ０４では、出力目標値ＭＷＤに対して、出力センサ１７１（図１参照）からの現在の出力ＭＷＯｕｔが所定閾値ε以上低下しているか否かをチェックする。ステップＳ０４でＹｅｓの場合はステップＳ０７へ進み、Ｎｏの場合は、ステップＳ０１に戻る。ステップＳ０５では、目標出力設定部４２０からの信号において、コンソール４００ｂ（図２参照）から出力増加要求があったか否かをチェックする。出力増加要求があった場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ０６へ進み、出力増加要求がない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ０１に戻る。ステップＳ０６では、出力目標値ＭＷＤの設定更新を行い、ステップＳ０７へ進む。
【００７５】
ステップＳ０７では、気象情報受信装置４１０（図２参照）からの気象情報（天気予報情報）に基づき、今後の高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）を所定の時間ＴＳＨにわたって推定演算する。具体的には、現在集熱量演算部４２７から入力されている高圧温水生成率ＧWHにおいて、天気予報情報のうちの日照量の予報値の現在値と、光量センサ１４２からの照射量を比較して、日照量の予報値の変化の推移に対する補正係数を算出し、日照量の予報値（気象情報）の推移に、現在の高圧温水生成率ＧWHと前記した補正係数を乗じて、今後の高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）を推定演算できる。
【００７６】
ちなみに、ここでは、制御を簡単化するため高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）は、例えば、１５０℃に換算して演算される。
ステップＳ０８では、気象情報受信装置４１０からの気象情報（天気予報情報）に基づき、今後の大気温度ＴAire（ｔ）を所定の時間ＴＳＨにわたって推定演算する。具体的には、現在大気温度を計測している温度センサ１４３Ａから入力されている大気温度ＴAirと、大気温度の予報値の現在値とを比較して、大気温度の予報値の推移に対する補正係数を算出し、大気温度の予報値（気象情報）の推移に、前記した補正係数を乗じて、今後の大気温度ＴAire（ｔ）を推定演算できる。
ステップＳ０８の後、結合子（Ａ）に従って、図６のステップＳ０９へ進む。
【００７７】
ステップＳ０９では、ステップＳ０８において推定演算された今後の大気温度ＴAire（ｔ）の変化に対して要求される高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）の推移を、所定時間ＴＳＨにわたって予測演算する。
ちなみに、ここでは、制御を簡単化するため高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）は、例えば、１５０℃に換算して演算される。
【００７８】
ステップＳ１０では、ステップＳ０７で推定された高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）とステップＳ０９で予測演算された噴霧率ＱWHe（ｔ）とを比較して、ＧWHe（ｔ）≧ＱWHe（ｔ）を満たす時間Ｔ１を演算する。ステップＳ１１では、Ｔ１が所定の時間ＴＳＨ以上か否かをチェックする。Ｔ１が所定の時間ＴＳＨ以上の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、蓄熱槽４０に設けられた水位センサ１４５Ａ、温度センサ１４５Ｂ，圧力センサ１４５Ｃからの水位信号、温度信号、圧力信号から、例えば、１５０℃に換算して、現在、蓄熱槽４０（図１参照）に貯留されている高圧温水の量Ｓ0を取得する。ステップＳ１３では前記した式（１）が満たされるか否かをチェックする。ステップＳ１３でＹｅｓの場合は、ステップＳ１４へ進み、Ｎｏの場合は、ステップＳ１９へ進む。
【００７９】
ステップＳ１４では、制御モード決定部４２５は、高圧温水を使用するモードに設定する。そして、その設定信号が高圧温水使用制御部４３０Ａ、常温水使用制御部４４０Ａに入力される。
ここで、前記した所定の時間ＴＳＨは、予めコンソール４００ｂ（図２参照）から運転員（オペレータ）により入力されて設定された時間であり、例えば、夏場の場合は、空調機の消費電力が増加して電力需要が増加する時間帯の長さ、３時間とか値であり、季節に応じて適宜設定できるようになっている。
【００８０】
ステップＳ１５では、高圧温水使用制御部４３０Ａは、タイマｔをスタートする。ステップＳ１６では、高圧温水使用制御部４３０Ａは、データマップ４３０ａを用いて、温度センサ１４３Ａ、気圧センサ１４３Ｂ、湿度センサ１４３Ｃが計測する大気温度ＴAir、気圧、湿度や、出力目標値ＭＷＤ等に応じた高圧温水の噴霧制御を行う｛「大気温度ＴAir等に応じた高圧温水の噴霧制御（ＱWHの制御）」｝。
具体的にこの制御は前記した図４のサブモードＡ１，Ａ２，Ａ３のいずれかのサブモードで制御される。
ステップＳ１７では、燃料噴射制御部４５０が、燃料噴射量Ｇfの制御を行う。そして、ステップＳ１８では、高圧温水使用制御部４３０Ａは、タイマｔが一定時間ＴＳＨを経過したか否かをチェックする。一定時間ＴＳＨを経過した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進み、一定時間ＴＳＨを経過していない場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１６へ戻る。
【００８１】
ステップＳ１３からステップＳ１９へ進むと、制御モード決定部４２５は、常温水を使用するモードに設定する。そして、その設定信号が高圧温水使用制御部４３０Ａ、常温水使用制御部４４０Ａに入力される。
ステップＳ２０では、高圧温水使用制御部４３０Ａは、タイマｔをスタートする。ステップＳ２１では、常温水使用制御部４４０Ａは、データマップ４４０ａを用いて、温度センサ１４３Ａ、気圧センサ１４３Ｂ、湿度センサ１４３Ｃが計測する大気温度ＴAir、気圧、湿度や出力目標値ＭＷＤ等に応じた常温水の噴霧制御を行う｛「大気温度ＴAir等に応じた常温水の噴霧制御（ＱWCの制御）」｝。また、このとき高圧温水使用制御部４３０Ａは、状況に応じ高圧温水を生成させて、蓄熱槽４０に溜める制御、又は高圧温水を生成させない制御を行う。
具体的にこの制御は前記した図４のサブモードＢ１、Ｂ２のいずれかのサブモードで制御される。
【００８２】
ステップＳ２２では、燃料噴射制御部４５０が、燃料噴射量Ｇfの制御を行う。そして、ステップＳ２３では、常温水使用制御部４４０Ａは、タイマｔが一定時間ＴＳＨを経過したか否かをチェックする。一定時間ＴＳＨを経過した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２４へ進み、一定時間ＴＳＨを経過していない場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１へ戻る。
【００８３】
ステップＳ２４では、高圧温水使用制御部４３０Ａ、又は、常温水使用制御部４４０Ａは、高圧温水噴霧、又は常温水噴霧の制御モードを終了する。
本フローチャートが終了したタイミングで、開とされていた流量調整弁２４Ｂ，２９，４３は閉とし、運転されていたポンプ２２Ｂ，４２は停止され、噴霧母管３１Ａ又は噴霧母管３１Ｂに流体を供給しなくなる。
フローチャートのステップＳ１２は、請求の範囲に記載の「高圧温水貯留量取得手段」に対応する。
【００８４】
次に、図７を参照して、流量調整弁２４Ｂ，２９，４３の制御ロジックを説明する。図７は、図２において省略してある流量調整弁２４Ｂ，２９，４３の制御ロジックの説明図である。減算器６０１に目標圧力値と計測圧力値が入力され偏差を演算し、流量調整ゲイン部６０２において減算器６０１で演算された偏差に所定のゲイン値が乗じられて、流量増減値が算出され、加算器６０４に入力される。減算器６０３に目標流量値と計測流量値が入力され偏差を演算し、加算器６０４に入力する。加算器６０４では、流量調整ゲイン部６０２で演算された流量増減値と減算器６０３で演算された偏差を加算し、その結果をＰＩ制御部６０５に入力する。ＰＩ制御部６０５は、弁開度を設定して出力する。これにより、容易に流量調整弁２４Ｂ，２９，４３の開度制御が行われる。
【００８５】
（監視画面）
次に、図８を参照しながら図２のプラント監視部４２８がコンソール４００ｂの表示装置に表示するプラント監視画面８０１と太陽熱利用状況表示画面８０３について説明する。図８は、ガスタービンシステムのコンソールの表示装置に表示される画面の説明図であり、（ａ）は、監視画面例の説明図、（ｂ）は太陽熱利用状況表示画面例の説明図である。
図８（ａ）に示すように、プラント監視画面８０１には、図１で示したガスタービンシステム５００Ａの概要系統図が表示される。概要系統図には、図１と同じ符号を付して示し、図１の説明と重複する説明を省略する。
【００８６】
図８（ａ）に示すように、プラント監視部４２８には、「集熱量」と表示の集熱量表示欄８３０、「水レベル」と表示の水タンク２０の水位表示欄８３１、「高圧温水量」と表示の蓄熱槽４０の高圧温水量表示欄８３２、「発電量」と表示の出力表示欄８３３、「高圧温水維持可能時間」と表示された高圧温水供給可能時間表示欄８３４が用意されている。集熱量表示欄８３０に表示される値は、集熱量演算部４２７で演算された高圧温水生成率（ｋｇ／ｓｅｃ）を表示する。この値は、例えば、この値は、１５０℃に換算して表示される。水レベルは、水タンク２０の水位そのもの（単位：ｍ）又はタンクの貯水量（単位：トン）で表示される。高圧温水量は、例えば、１５０℃の高圧温水に換算した高圧温水の貯留量（単位：トン）にて表示される。発電量は、発電量を検出する出力センサ１７１で検出された発電機４で現在発電されている出力（単位：ＭＷｅ）を表示する。高圧温水維持可能時間は、図５から図７のフローチャートに示した制御において、高圧温水供給可能時間推定部４２３において演算された結果を表示する。
なお、図８（ａ）に記載した項目以外にも、各配管３０Ａ，３０Ｂ，４７や集熱管２７（図１参照）、蓄熱槽４０における流体の温度や圧力等をプラント監視画面８０１に必要に応じて表示することもできる。
【００８７】
また、図８（ｂ）に示すように、横軸をその日の時刻とし、縦軸を高圧温水噴霧率（Ｋｇ／ｓｅｃ）、高圧温水生成率（ｋｇ／ｓｅｃ）、高圧温水貯留量（ｋｇ）として、曲線８４１が高圧温水生成率の時間推移を示し、曲線８４３が高圧温水噴霧率の時間推移を示し、曲線８４５が高圧温水の貯留量の時間推移を示す。
ここでは、１例として、これらのパラメータは、体積×エンタルピの結果を１５０℃の温水のエンタルピと密度で補正して、１５０℃の高圧温水状態で統一表示するようにしてある。
【００８８】
また、本実施形態の図８（ｂ）には記載していないが、太陽熱を利用したことによるコストメリットやＣＯ2削減量を計算する機能を制御装置４００Ａ内に追加し、これらの計算結果を表示装置に表示させることも可能である。
このように本実施形態における制御装置４００Ａでは、高圧温水を供給可能な時間や太陽熱の利用状況等のプラント運転状態を画面に表示することで、オペレータによるプラント監視を支援し、監視労力を低減する効果も得られる。
【００８９】
本実施形態によれば、圧縮機１の吸気の入口温度を低下させる高圧温水を噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａの噴霧ノズル３２Ａ（図１参照）から噴霧しているので、高圧温水の減圧沸騰により完全に気化し、圧縮機１にエロージョンを生じさせるような悪影響のある液滴を生じない。また、高圧温水を生成するのにエネルギとして太陽熱エネルギを利用して温室効果ガスであるＣＯ2を増加させずにガスタービンシステム５００Ａの出力を向上でき、環境保全性の面で好ましいガスタービンシステム５００Ａを提供できる。
【００９０】
しかし、太陽Ｓ（図１参照）の日射量が１日の中で時間変化すると、太陽熱を利用した集熱装置２００での高圧温水の生成率も変化する。本実施形態によれば、この日射量の１日の中での変化に対する高圧温水の生成率の変動に対処する機能が備わっている。すなわち、日射量が多い日、又は時間帯には、蓄熱槽４０に余剰の高圧温水を蓄えておき、日射量が少ない日や時間帯に、蓄熱槽４０に蓄えた高圧温温水を使用することができる。
【００９１】
また、日射が少なく、さらに蓄熱槽４０に高圧温水が蓄えられていない時は、水タンク２０の常温水を圧送して、噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ｂの噴霧ノズル３２Ｂ（図１参照）から噴霧することもできる。常温水を噴霧することで、出力増加の効果を得ることができる。例えば、夜間でも熱帯夜で、発電電力の出力目標値ＭＷＤの値が高い場合には、常温水を噴霧することで、出力増加の効果を得ることができる。この場合、常温水は、吸気ダクト６の圧縮機１から離れた上流側に配置した噴霧母管３１Ｂの噴霧ノズル３２Ｂから噴霧するので、液滴が吸気ダクト６内で気化して粒径が小さくなる時間を得ることができる。また、噴霧ノズル３２Ｂと噴霧ノズル３２Ａの噴射孔の形状を噴霧ノズル３２Ｂの方がより液滴径が小さくなるように構成することによって、圧縮機１のエロージョンの可能性を低下させることができる。
【００９２】
従って、高圧温水を生成する集熱装置２００（図１参照）をメンテナンスのため使用できない場合も、コンソール４００ｂ（図２参照）から、制御モード切替部４２１に常温水使用のサブモードＢ２だけが運用可能と指令を出して、他のサブモードＡ１〜Ａ３，Ｂ１が使用できないように制御設定すれば、常温水による吸気への噴霧が可能となる。
特に、中近東等の国等の砂塵が飛散しやすい環境にガスタービンシステム５００Ａが設置された場合、必要に応じて集熱装置２００の掃除を必要とし、そのようなメンテナンスの時間にも、圧縮機１の吸気を冷却してガスタービンシステム５００Ａの出力低下を抑制できる。
【００９３】
更に、本実施形態では、高圧温水供給可能時間推定部４２３で求めた時間を基に、制御モード決定部４２５において、高圧温水を噴霧する制御モードＡと常温水を噴霧する制御モードＢを選択する。高圧温水を噴霧する場合と常温水を噴霧する場合とでは使用する配管系統が異なるため、もし２つのモードが頻繁に切り替わると、外乱の発生原因となり、ガスタービンシステム５００Ａの運用上望ましくない。本実施形態では、制御モード決定部４２５で制御モードＡか制御モードＢかを決定することにより、一定時間（ＴＳＨ）の間、制御モードＡ，Ｂ間の切り替わりを抑制できる。これにより、ガスタービンシステム５００Ａへの外乱の発生頻度を抑制できる。
【００９４】
なお、本実施形態の図５から図６に示したフローチャートのステップＳ０７〜Ｓ１３において、天気予報情報に基づいて高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）、大気温度ＴAire（ｔ）、高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）を推定演算し、その結果を用いていたが、それに限定されるものではない。ステップＳ０７に到った時点の高圧温水生成率ＧWH、温度センサ１４３Ａにより計測された大気温度ＴAir、大気温度ＴAirに基づく要求される高圧温水の噴霧率ＱWHを用いて、その値がＴＳＨ時間持続するものとして高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）、大気温度ＴAire（ｔ）、高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）の代わりに用いて演算しても良い。また、この場合は、ＴＳＨの値を、より短い時間、例えば、１時間として、日照量の変化に追随可能にすることが好ましい。
【００９５】
更に、本実施形態では、蓄熱槽４０と、蓄熱槽４０に貯留された高圧温水を圧縮機１に吸気される吸気５中に噴霧する噴霧母管３１Ａの噴霧ノズル３２Ａに供給する蓄熱槽高圧温水供給系を備える構成としたが、それに限定されるものではない。蓄熱槽４０がなく集熱装置２００で生成される高圧温水が流量調整弁２９、配管３０Ａを経由して噴霧母管３１Ａの噴霧ノズル３２Ａに供給されるだけの構成でも良い。その場合、制御装置４００Ａの高圧温水供給可能時間推定部４２３は、現在の集熱装置２００における高圧温水の生成率から、又は天気予報情報に基づく今後の集熱装置２００における高圧温水の生成率の変化をも考慮して、集熱装置２００による高圧温水の生成率が、所要の高圧温水噴霧率を満足する時間を予測演算して、予め設定された時間ＴＳＨを超えるか否かを判定する。所要の高圧温水噴霧率を満足する時間が予め設定された時間ＴＳＨを超える場合は、集熱装置２００からの高圧温水を噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ａに供給するサブモードＡ１（図４参照）の制御とし、そうでない場合は、常温水を噴霧装置３００Ａの噴霧母管３１Ｂに供給するサブモードＢ２（図４参照）の制御とするように制御モードを制御モード決定部４２５に信号出力する。
ちなみに、このような蓄熱槽高圧温水供給系を有しない場合は、図４における制御モードＡ，Ｂにおけるサブモードは、Ａ１，Ｂ２のみとなる。
【００９６】
《第２の実施形態》
次に、図９から図１３を参照しながら本発明の第２の実施形態に係るガスタービンシステム５００Ｂについて説明する。第１の実施形態と異なる点は、ガスタービン装置１００Ａがガスタービン装置１００Ｂに代わる点と、制御装置４００Ａが制御装置４００Ｂに代わる点である。
特に、ガスタービン装置１００Ｂでは、吸気ダクト６内に高圧温水又は常温水を噴霧する噴霧装置３００Ｂに代わる点が特徴であり、他は、ガスタービン装置１００Ａと同じ構成である。
第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、第１の実施形態と重複する説明は省略する。
【００９７】
図９は、本発明の第２の実施形態に係るガスタービンシステムにおける圧縮機の吸気ダクトに備える噴霧母管と、それに高圧温水又は常温水を供給する配管の構成図である。図９に示すように、本実施形態における噴霧装置３００Ｂは、噴霧母管３１が吸気ダクト６の圧縮機１の入口側から吸気の流れの上流側に向かって符号３１＿１，３１＿２，３１＿３，・・・，３１＿ｎと表示しているようにｎ段に設けられている。この各段間の吸気の流れ方向の距離は等距離であることが望ましい。そして、噴霧母管３１＿１，３１＿２，３１＿３，・・・，３１＿ｎには、それぞれ複数の噴霧ノズル３２＿１，３２＿２，３２＿３，・・・，３２＿ｎが、格子状に配置されている。この複数の噴霧ノズル３２＿１，３２＿２，３２＿３，・・・，３２＿ｎは、吸気の流れ方向に対して垂直な断面において同一位置に配置されるよりもずらして配置されることが望ましい。
これは、上流段の噴霧母管３１の噴霧ノズル３２から噴霧された常温水の液滴が下流段の噴霧ノズル３２にかかって、大きな液滴となって圧縮機１に吸引されるとエロージョンの原因となりやすいからである。
【００９８】
図９に示すように配管３０Ａは、各噴霧母管３１＿１，３１＿２，３１＿３，・・・，３１＿ｎに、オン・オフ弁である開閉弁（切替手段）７１＿１，７１＿２，７１＿３，・・・，７１＿ｎを介して接続されるとともに、配管３０Ｂも、各噴霧母管３１＿１，３１＿２，３１＿３，・・・，３１＿ｎには、オン・オフ弁である開閉弁（切替手段）７３＿１，７３＿２，７３＿３，・・・，７３＿ｎを介して接続されている。
図９では省略してあるが、開閉弁７１＿１，７１＿２，７１＿３，・・・，７１＿ｎ，７３＿１，７３＿２，７３＿３，・・・，７３＿ｎには、それぞれの弁のオン、オフ状態を検出する弁オン・オフ検出センサが設けられ、制御装置４００Ｂに入力されている。
【００９９】
（制御装置）
次に、図１０を参照しながら制御装置４００Ｂの機能構成について説明する。図１０は、第２の実施形態に係るガスタービンシステムの制御装置の機能ブロック構成図である。
第１の実施形態における制御装置４００Ａと同じ構成については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態における制御装置４００Ｂでは、集熱装置２００での高圧温水の生成率や蓄熱槽４０に貯留されている高圧温水量が、要求される高圧温水を噴霧して継続する所定の時間ＴＳＨに対して不足している場合は、一定量の高圧温水を噴霧装置３００Ｂから吸気ダクト６内に噴霧させ、不足分は常温水を噴霧させる制御をする点が第１の実施形態における制御装置４００Ａと異なる点である。
制御装置本体４００ａは、例えば、入力インタフェース４０１Ａ、入出力インタフェース４０１Ｂ、出力インタフェース４０１Ｃ、ＣＰＵ４０２、図示省略のＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク記憶装置等を有しており、ハードディスク記憶装置に記憶された図示しないプログラムやデータを読み出してＣＰＵ４０２で実行することにより、後記する各機能構成を実現する。
【０１００】
入力インタフェース４０１Ａには、前記した図１の第１の実施形態と同じ各種センサからの計測信号が入力されているが、更に、前記した開閉弁７１＿１，７１＿２，７１＿３，・・・，７１＿ｎ，７３＿１，７３＿２，７３＿３，・・・，７３＿ｎのオン、オフ状態を検出する弁オン・オフ検出センサからの信号が入力されている。
【０１０１】
出力インタフェース４０１Ｃは、オン・オフ弁である開閉弁１９（図１参照），７１＿１，７１＿２，７１＿３，・・・，７１＿ｎ，７３＿１，７３＿２，７３＿３，・・・，７３＿ｎへの開閉制御信号を出力し、流量調整弁２４Ａ，２９，４１，４３，２４Ｂ，６１（図１参照）への開度制御信号を出力し、ポンプ２２Ａ，２２Ｂ，４２（図１参照）への起動、停止、回転速度制御信号を出力する。
【０１０２】
ＣＰＵ４０２の機能構成としては、図１０に示すように主に、目標出力設定部４２０、高圧温水供給可能時間推定部（高圧温水噴霧段数設定手段）４２４、高圧温水使用噴霧母管数決定部（高圧温水噴霧段数設定手段）４２６、集熱量演算部（高圧温水生成率取得手段）４２７、プラント監視部４２８、高圧温水使用制御部（供給量設定手段）４３０Ｂ、常温水使用制御部（供給量設定手段）４４０Ｂ、燃料噴射制御部４５０を含んで構成されている。
【０１０３】
本実施形態では、集熱量演算部４２７は、集熱装置２００における高圧温水の生成率を演算して、高圧温水供給可能時間推定部４２４、プラント監視部４２８及び高圧温水使用制御部４３０Ｂに入力する。
【０１０４】
高圧温水供給可能時間推定部４２４は、気象情報から予測される集熱装置２００における高圧温水の生成率ＧWHe（ｔ）と、蓄熱槽４０に貯留されている高圧温水量Ｓt0と、要求されている出力目標値ＭＷＤ及び気象情報から予測される大気温度TAire（ｔ）とから主に決まる予測値の高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）とに基づいて、高圧温水を仮に全て噴霧装置３００Ｂに供給して噴霧させた場合の高圧温水の供給可能時間ＴＳＨＸを算出する。
そして、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６は、高圧温水供給可能時間推定部４２４から入力された高圧温水の供給可能時間ＴＳＨＸが所定の時間ＴＳＨに達しない場合は、要求される高圧温水の噴霧率のうちの一部分だけの高圧温水を噴霧装置３００Ｂから噴霧させて、所定の時間ＴＳＨ持続させることが可能な噴霧母管３１の段数ｐを設定し、高圧温水使用制御部４３０Ｂ、常温水使用部４４０Ｂに入力する。
【０１０５】
高圧温水使用制御部４３０Ｂは、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６から入力された高圧温水を噴霧させる噴霧母管３１の段数ｐに従って、そのときの大気温度ＴAir等のパラメータに従って、１段当たりの噴霧母管３１の噴霧率ＦＡの能力に応じて最大段数ｐ以下の噴霧母管段数を使用して、高圧温水を噴霧させる制御をする。
ここで噴霧率ＦＡは、噴霧母管３１の噴霧ノズル３２の噴霧孔の形状、噴霧ノズル３２の数により予め定まる値（単位：ｋｇ／ｓｅｃ）であり、高圧温水の噴霧されたときに減圧沸騰により液滴が気化するか又は十分小さくなるように予め設定して定められている。
【０１０６】
そして、常温水使用制御部４４０Ｂは、高圧温水使用制御部４３０Ｂが噴霧させている高圧温水の噴霧率ＱWHでは不足している分に相応する常温水を噴霧するように１段当たりの噴霧母管３１の噴霧率ＦＢの能力に応じて、噴霧母管３１の段数を設定して噴霧装置３００Ｂから噴霧させる制御をする。
ここで噴霧率ＦＢは、噴霧母管３１の噴霧ノズル３２の噴霧孔の形状、噴霧ノズル３２の数により予め定まる値（単位：ｋｇ／ｓｅｃ）であり、常温水の噴霧されたときの液滴が大きすぎないように、又、氷結しない値として予め設定して定められている。
【０１０７】
従って、本実施形態では、高圧温水使用制御部４３０Ｂが、図４の制御モードＢのサブモードＡ１，Ａ２，Ａ３のいずれかで動作制御中に、並行して常温水使用制御部４４０ＢがサブモードＢ２で動作制御することになる。
以下に、本実施形態における高圧温水供給可能時間推定部４２４、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６、集熱量演算部４２７、高圧温水使用制御部４３０Ｂ、常温水使用制御部４４０Ｂの詳細な機能を図１１から図１３のフローチャートを用いて説明する。図１１から図１３は、第２の実施形態における高圧温水使用の制御モードの制御の流れを示すフローチャートである。
【０１０８】
このフローチャートのステップＳ０１〜Ｓ０５、ステップＳ３１〜Ｓ３８、Ｓ５７，Ｓ５８の処理は、高圧温水供給可能時間推定部４２４で行われ、ステップＳ３９〜Ｓ４１の制御は、高圧温水使用噴霧母管数設定部４２６で処理され、ステップＳ４２〜Ｓ４４，Ｓ４６，Ｓ４７〜Ｓ５１の制御は高圧温水使用制御部４３０Ｂで処理され、ステップＳ５２〜Ｓ５４，Ｓ５６の制御は常温水使用制御部４４０Ａで処理される。
【０１０９】
図１１においてステップＳ０１〜Ｓ０５は、第１の実施形態と同じなので説明を省略する。
ただし、「高圧温水供給可能時間推定部４２３」は、「高圧温水供給可能時間推定部４２４」に読み直し、ステップＳ０３，Ｓ０４，Ｓ０５においてＹｅｓの場合は、ステップＳ３１へ進む。
【０１１０】
ステップＳ３１では、高圧温水供給可能時間推定部４２４は、タイマｔをスタートさせる。ステップＳ３２では、ｔ0＝０と設定する。ステップＳ３３では、気象情報受信装置４１０（図１０参照）からの気象情報（天気予報情報）に基づき、タイマｔがＴＳＨになるまでの高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）を推定演算する。具体的には、現在集熱量演算部４２７から入力されている高圧温水生成率ＧWHにおいて、天気予報情報のうちの日照量の予報値の現在値と光量センサ１４２からの照射量とを比較して、日照量の予報値の変化の推移に対する補正係数を算出し、日照量の予報値（気象情報）の推移に、現在の高圧温水生成率ＧWHと前記した補正係数を乗じて、今後の高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）を推定演算できる。
ちなみに、ここでは、制御を簡単化するため高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）は、例えば、１５０℃に換算して演算される。
【０１１１】
ステップＳ３４では、気象情報受信装置４１０からの天気予報情報（天気予報情報）に基づき、タイマｔがＴＳＨになるまでの大気温度ＴAire（ｔ）を推定演算する。具体的には、現在大気温度を計測している温度センサ１４３Ａから入力されている大気温度ＴAirと、天気予報情報のうちの大気温度の予報値の現在値とを比較して、大気温度の予報値の推移に対する補正係数を算出し、大気温度の予報値（気象情報）の推移に、前記した補正係数を乗じて、今後の大気温度ＴAire（ｔ）を推定演算できる。
【０１１２】
ステップＳ３５では、ステップＳ３４において推定演算された今後の大気温度ＴAire（ｔ）の変化に対して出力目標値ＭＷＤから要求される高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）の推移を、タイマｔがＴＳＨになるまで予測演算する。ステップＳ３５の後、結合子（Ｂ）に従って、図１２のステップＳ３６へ進む。
ちなみに、ここでは、制御を簡単化するため高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）は、例えば、１５０℃に換算して演算される。
ステップＳ３６では、蓄熱槽４０に設けられた水位センサ１４５Ａ（図１参照）、温度センサ１４５Ｂ（図１参照）、圧力センサ１４５Ｃ（図１参照）からの水位信号、温度信号、圧力信号から、例えば、１５０℃に換算して、現在、蓄熱槽４０（図１参照）に貯留されている高圧温水の量Ｓt0を取得する。
【０１１３】
ステップＳ３７では、次式（３）が満たされるか否かをチェックする。ステップＳ３７でＹｅｓの場合は、ステップＳ４１へ進み、Ｎｏの場合は、ステップＳ３８へ進む。
【数２】
2012042655.tif 000004
ステップＳ３８では、次式（４）を満足する最大のＴＳＨＸを演算する。
【数３】
2012042655.tif 000005
【０１１４】
ステップＳ３９では、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６が、ｐ≦｛（ＴＳＨＸ）／（ＴＳＨ）｝・ｎを満足する最大の整数ｐを算出する。ここで、ｎは前記した噴霧母管３１の全体の段数ｎである。
ステップＳ４０では、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６が、圧縮機１側から数えてｐ段の噴霧母管３１は、高圧温水を使用し、残りの（ｎ−ｐ）段の噴霧母管３１は、常温水を使用可能に設定する。そして、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６は、噴霧母管３１の段数ｐを高圧温水使用制御部４３０Ｂに入力するとともに、噴霧母管３１の段数（ｎ−ｐ）を常温水使用制御部４４０Ｂに入力する。
ステップＳ４０の後、結合子（Ｄ）に従って、図１３のステップＳ４７へ進む。
【０１１５】
ステップＳ３７でＹｅｓとなり、ステップＳ４１に進むと、全段ｎの噴霧母管３１は、高圧温水を可能に設定される。そして、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６は、噴霧母管３１の段数ｎを高圧温水使用制御部４３０Ｂに入力するとともに、噴霧母管３１の段数０を常温水使用制御部４４０Ｂに入力する。ステップＳ４１の後、結合子（Ｃ）に従って、図１３のステップＳ４２へ進む。
ステップＳ４２では、高圧温水使用制御部４３０Ｂは、データマップ４３０ａを用いて、温度センサ１４３Ａ、気圧センサ１４３Ｂ、湿度センサ１４３Ｃが計測する大気温度ＴAir、気圧、湿度や、出力目標値ＭＷＤ等に応じた高圧温水の噴霧率ＱWHを演算して設定する（「現在の大気温度ＴAir等に応じた高圧温水の噴霧率ＱWCを設定）」）。ステップＳ４３では、噴霧母管３１の１段当たりの噴霧率ＦＡに基づき、噴霧母管段数ｐを設定し、ＱWH＝ＦＡ・ｐに再設定する。
ステップＳ４４では、噴霧率ＱWHの制御を行う。具体的にこの制御は前記した図４のサブモードＡ１，Ａ２，Ａ３のいずれかのサブモードで制御される。
ステップＳ４５では、燃料噴射制御部４５０が、燃料噴射量Ｇfの制御を行う。ステップＳ４６では、一定時間Δｔ、ステップＳ４４，Ｓ４５の制御が保持される。Δｔは、例えば、１０〜３０分程度の時間である。ステップＳ４６の後、ステップＳ５７へ進む。
【０１１６】
ステップＳ４７では、高圧温水使用制御部４３０Ｂは、噴霧母管３１のｐ段分の高圧温水の噴霧率を１段当たりの噴霧率ＦＡに基づき仮決定する（ＱWH’＝ＦＡ・ｐ）。ステップＳ４８では、高圧温水使用制御部４３０Ｂは、データマップ４３０ａを用いて、温度センサ１４３Ａ、気圧センサ１４３Ｂ、湿度センサ１４３Ｃが計測する大気温度ＴAir、気圧、湿度や、出力目標値ＭＷＤ等に応じた高圧温水の噴霧率ＱWHを演算する（「現在の大気温度ＴAir等に応じた高圧温水の噴霧率ＱWCを演算）」）。ステップＳ４９では、ＱWH≧ＱWH’か否かをチェックする（「ＱWH≧ＱWH’？」）。ステップＳ４９においてＹｅｓの場合は、ステップＳ５０へ進み、ＱWH’を高圧温水の噴霧率と設定する。その後、ステップＳ５２へ進む。ステップＳ４９においてＮｏの場合は、ステップＳ５１へ進み、高圧温水の噴霧率ＱWH＝ＦＡ・（ｐ−１）と設定する。その後、ステップＳ４４へ進む。このステップＳ４４への流れは、一時的に目標出力値ＭＷＤがそれまでの値から低くなった場合に生じえる。
【０１１７】
ステップＳ５２では、常温水使用制御部４４０Ｂは、現在の大気温度TAir等に対して不足の高圧温水の噴霧率を、常温水で換算して常温水の噴霧率ＱWCを演算する。具体的には、ステップＳ４８において演算された高圧温水の噴霧率ＱWHと、ステップＳ４７，Ｓ５０で設定された噴霧率ＱWH（実際は噴霧率ＱWH’）の差分の噴霧率を、常温水で換算して常温水の噴霧率ＱWCを演算す。これは、温度センサ１５２Ｃの常温水の温度計測値から常温水のｋｇ当たりのエンタルピが分かるので、１５０℃換算の高圧温水のｋｇ当たりのエンタルピとの差分だけ常温水の噴霧率を減少するように、前記した高圧温水の噴霧率の差分に対応する常温水の噴霧率ＱWCに容易に換算できる。
【０１１８】
ステップＳ５３では、常温水使用制御部４４０Ｂは、噴霧母管３１の１段当たりの噴霧率ＦＢに基づき、常温水噴霧母管数を設定し、ステップＳ５２で設定した常温水の噴霧率ＱWCを超えない段数ｒを決め、噴霧率ＱWCを再設定する（ＱWC＝ＦＢ・ｒ）。ステップＳ５４では、高圧温水使用制御部４３０Ｂは噴霧率ＱWHの制御を行い、常温水使用制御部４４０Ｂは、噴霧率ＱWCの制御を行う（噴霧率ＱWH，ＱWCの制御）。ステップＳ５５では、燃料噴射制御部４５０が、燃料噴射量Ｇfの制御を行う。ステップＳ５６では、一定時間Δｔ、ステップＳ５４，Ｓ５５の制御が保持される。ステップＳ５６の後、ステップＳ５７へ進む。
【０１１９】
ステップＳ５７では、一定時間Δｔ経過後、高圧温水供給可能時間推定部４２４は、ｔ0＝ｔ0＋Δｔとし、ステップＳ５８でｔ0が所定時間ＴＳＨ以上になったか否かをチェックする。
ｔ0が所定時間ＴＳＨ以上になった場合（Ｙｅｓ）は、高圧温水又は常温水の噴霧の制御を終了し、そうでない場合（Ｎｏ）は、結合子（Ｅ）に従って、図１１のステップＳ３３に戻り、高圧温水又は常温水の噴霧の制御を続ける。
【０１２０】
ただし、オペレータによる手動介入により、高圧温水時間供給可能時間推定部４２４、高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６を任意のタイミングで動作させることも可能である。
【０１２１】
本実施形態によれば、集熱装置２００の生成する高圧温水の生成率が、圧縮機１の吸気に噴霧する必要のある所要の噴霧率よりも不足する場合でも、高圧温水を圧縮機１に近い側の噴部母管３１から所定段数分だけ噴霧するのと並行して、高圧温水を噴霧する噴霧母管３１と異なる常温水を吸気の流れの上流側の噴霧母管３１から噴霧する。その結果、第１の実施形態の場合よりも柔軟に太陽熱で生成された高圧温水を可能な限りすぐに使うように制御でき、蓄熱槽４０に高圧温水を貯留して、放熱に伴うロスが発生することを低減できる。
【０１２２】
また、高圧温水供給可能時間推定部４２４及び高圧温水使用噴霧母管数決定部４２６は、推定演算された集熱装置２００による高圧温水生成率ＧWHe（ｔ）と、蓄熱槽４０の高圧温水の貯留量Ｓt0と、今後の大気温度ＴAire（ｔ）の変化に対して出力目標値ＭＷＤから要求される高圧温水の噴霧率ＱWHe（ｔ）の推移とに基づいて、高圧温水を予め設定された時間Δｔにわたって噴霧可能な噴霧母管３２の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる噴霧母管３２を決定し、高圧温水使用制御部４３０Ｂは、演算された高圧温水を噴霧させる噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置３００Ｂに供給する高圧温水の供給量を設定する。また、常温水使用制御部４４０Ｂは、噴霧装置３００Ｂに供給される高圧温水の供給量が不足する場合に、常温水の供給量を設定する。その結果、高圧温水を噴霧する噴霧母管３２の段数を予め設定された時間Δｔにわたって固定できるので、高圧温水を速く使い過ぎ、途中から常温水を噴霧する噴霧母管３２ばかりになるということが防止でき、圧縮機１の入口側近くの噴霧母管３２＿１から常温水を噴霧することによる圧縮機１のエロージョンの可能性を低減できる。
【符号の説明】
【０１２３】
１      圧縮機
２      ガスタービン
３      燃焼器
４      発電機
６      吸気ダクト
２１Ａ  配管
２１Ｂ  配管
２２Ａ  ポンプ
２２Ｂ  ポンプ
２３Ａ  配管
２３Ｂ  配管
２４Ａ  流量調整弁
２４Ｂ  流量調整弁
２５Ａ  配管
２６    集光板
２７    集熱管
２８    配管
２９    流量調整弁
３０Ａ  配管
３０Ｂ  配管
３１（３１＿１，３１＿２，３１＿３，・・・３１＿ｎ），３１Ａ，３１Ｂ  噴霧母管
３２（３１＿１，３１＿２，３１＿３，・・・３１＿ｎ），３２Ａ，３２Ｂ  噴霧ノズル
４０    蓄熱槽
４１    流量調整弁
４２    ポンプ
４３    流量調整弁
４５    配管
４６    配管
４７    配管
７１＿１，７１＿２，７１＿３，・・・，７１＿ｎ  開閉弁（切替手段）
７３＿１，７３＿２，７３＿３，・・・，７３＿ｎ  開閉弁（切替手段）
１００Ａ，１００Ｂ  ガスタービン装置
１４１Ａ  温度センサ
１４２  光量センサ
１４３Ａ  温度センサ
２００  集熱装置
３００Ａ，３００Ｂ  噴霧装置
４００Ａ，４００Ｂ  制御装置
４００ａ  制御装置本体
４１０  気象情報受信装置
４１１  給電命令受信装置
４２０  目標出力設定部
４２１  制御モード切替部
４２３  高圧温水供給可能時間推定部
４２４  高圧温水供給可能時間推定部
４２５  制御モード決定部
４２６  高圧温水使用噴霧母管数決定部
４２７  集熱量演算部
４２８  プラント監視部
４３０  高圧温水制御部
４３０Ａ  高圧温水使用制御部
４３０Ｂ  高圧温水使用制御部（供給量設定手段）
４３０ａ  データマップ
４４０Ａ  常温水使用制御部
４４０Ｂ  常温水使用制御部（供給量設定手段）
４４０ａ  データマップ
５００Ａ，５００Ｂ  ガスタービンシステム
【図１】
2012042655.tif 000006
【図２】
2012042655.tif 000007
【図３】
2012042655.tif 000008
【図４】
2012042655.tif 000009
【図５】
2012042655.tif 000010
【図６】
2012042655.tif 000011
【図７】
2012042655.tif 000012
【図８】
2012042655.tif 000013
【図９】
2012042655.tif 000014
【図１０】
2012042655.tif 000015
【図１１】
2012042655.tif 000016
【図１２】
2012042655.tif 000017
【図１３】
2012042655.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月6日(2013.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、
該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、
該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
太陽熱エネルギを利用した集熱装置により高圧温水を生成し、前記圧縮機に吸気される前記空気中に前記高圧温水を噴霧ノズルから噴霧する太陽熱利用高圧温水噴霧系と、
前記圧縮機に吸気される前記空気中に常温水を噴霧ノズルから噴霧する常温水噴霧系と、を備えるガスタービンシステムにおける該ガスタービンシステムの運転を制御する制御装置であって、
前記集熱装置により得られる高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、
少なくとも、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、前記太陽熱利用高圧温水噴霧系から高圧温水を噴霧する高圧温水噴霧モードと前記常温水噴霧系から常温水を噴霧する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有することを特徴とするガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項２】
前記ガスタービンシステムの前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
少なくとも、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記高圧温水噴霧モードと前記常温水噴霧モードとの切替決定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項３】
前記ガスタービンシステムの前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段と、
更に、予報された気象情報を取得する気象情報取得手段と、を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
少なくとも、前記気象報情報手段により取得された気象情報、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率及び予測される高圧温水の生成率、並びに前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算し、
該予測演算された時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予測演算された時間が前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードとする決定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項４】
前記ガスタービンシステムの前記太陽熱利用高圧温水噴霧系は、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、
該蓄熱槽に貯留された前記高圧温水を前記圧縮機に吸気される前記空気中に噴霧する前記噴霧ノズルに供給する蓄熱槽高圧温水供給系と、を有し、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
少なくとも、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算し、
該予測演算された時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予測演算された時間が前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードとする決定するとともに、
前記圧縮機内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算した結果を、表示装置に表示することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項５】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、
前記圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、前記圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、前記圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、
前記噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して前記圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、
常温水を前記噴霧装置に供給する常温水供給配管と、を少なくとも備えるガスタービンシステムにおける制御方法であって、
前記ガスタービンシステムは、その運転を制御する制御装置を備え、
該制御装置は、
前記集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、
前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、前記太陽熱利用高圧温水供給配管からの高圧温水を前記噴霧装置に供給する高圧温水噴霧モードと、前記常温水供給系からの常温水を前記噴霧装置に供給する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な高圧温水を前記集熱装置で生成することが可能な時間を予測演算し、
該予測演算された前記時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードとする決定をすることを特徴とするガスタービンシステムにおける制御方法。
【請求項６】
前記ガスタービンシステムは、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽と、及び該蓄熱槽に貯留された高圧温水を前記噴霧装置に供給する貯留高圧温水供給配管と、を更に備え、
前記制御装置は、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段を有し、
前記噴霧制御モード決定手段は、
前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な時間を予測演算し、
該予測演算された前記時間が予め設定された閾値時間以上のときには、前記高圧温水噴霧モードとする決定をし、前記予め設定された閾値時間より短いときには、前記常温水噴霧モードと決定することを特徴とする請求の範囲第５項に記載のガスタービンシステムの制御装置における制御方法。
【請求項７】
吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、該圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、該燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、を備えたガスタービンシステムであって、
前記圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、前記圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、前記圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、
前記噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して前記圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、
前記集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽、及び該蓄熱槽に貯留された高圧温水を前記噴霧装置に供給する貯留高圧温水供給配管と、
必要に応じて常温水を前記噴霧装置に供給する常温水供給配管と、
前記ガスタービンシステムの運転を制御する制御装置と、を備え、
前記噴霧装置は、
その噴霧ノズルから前記吸気室内に前記高圧温水又は常温水を噴霧する噴霧母管を前記吸気室内の吸気の方向に複数段有するとともに、
前記制御装置により制御されて前記噴霧母管に前記高圧温水又は常温水切り替えて供給する切替手段を有し、
前記制御装置は、前記太陽熱利用高圧温水供給配管、前記貯留高圧温水供給配管及び前記常温水供給配管のそれぞれの流量を制御して前記高圧温水及び常温水の供給量を制御するとともに、前記高圧温水及び常温水のそれぞれの供給量に応じて前記切替手段を制御して、前記噴霧母管の各段の噴霧母管に供給する前記高圧温水及び常温水の切り替え設定を行うことを特徴とするガスタービンシステム。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置であって、
前記集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、
前記蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段と、
前記複数段の噴霧母管のうち何段の噴霧母管から前記高圧温水を噴霧させるかを設定する、高圧温水噴霧段数設定手段と、
前記噴霧装置への前記高圧温水及び前記常温水のそれぞれの供給量を設定する供給量設定手段と、を有し、
少なくとも、前記高温水噴霧段数設定手段は、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、前記高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な前記噴霧母管の段数を演算して、前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、
前記供給量設定手段は、前記演算された噴霧母管の段数に応じて、前記噴霧装置に供給する前記高圧温水の供給量と前記常温水の供給量とを設定することを特徴とするガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項９】
前記高前記温水噴霧段数設定手段は、前記圧縮機に最も近い前記噴霧母管側から、前記演算された噴霧母管の段数に応じて前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定することを特徴とする請求の範囲第８項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置。
【請求項１０】
請求の範囲第８項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置による制御方法において、
前記制御装置は、更に、予報された気象情報を取得する気象情報取得手段を有し、
前記高圧温水噴霧段数設定手段は、
前記気象情報取得手段により取得された前記気象情報と、前記高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率から今後の高圧温水生成率を推定演算し、推定演算された高圧温水生成率と、前記高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量とに基づいて、前記高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な前記噴霧母管の段数を演算して、前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、
前記供給量設定手段は、前記演算された噴霧母管の段数に応じて、前記噴霧装置に供給する前記高圧温水の供給量と前記常温水の供給量とを設定することを特徴とするガスタービンシステムにおける制御方法。
【請求項１１】
前記高前記温水噴霧段数設定手段は、前記圧縮機に最も近い前記噴霧母管側から、前記演算された噴霧母管の段数に応じて前記高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のガスタービンシステムにおける制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求の範囲第１項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、太陽熱エネルギを利用した集熱装置により高圧温水を生成し、圧縮機に吸気される空気中に高圧温水を噴霧ノズルから噴霧する太陽熱利用高圧温水噴霧系と、圧縮機に吸気される空気中に常温水を噴霧ノズルから噴霧する常温水噴霧系と、を備えるガスタービンシステムにおけるガスタービンシステムの運転を制御する制御装置であって、
集熱装置により得られる高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、少なくとも、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、太陽熱利用高圧温水噴霧系から高圧温水を噴霧する高圧温水噴霧モードと常温水噴霧系から常温水を噴霧する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求の範囲第１項に記載の発明によれば、太陽熱エネルギを利用して高圧温水を生成する集熱装置が、太陽熱の不足やメンテナンス等のため高圧温水を十分に生成できない場合も、常温水噴霧系による常温水の圧縮機の吸気への噴霧に切替が可能となる。その結果、ガスタービン出力の増加要求に柔軟に対応可能なガスタービンシステムとすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求の範囲第５項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、常温水を噴霧装置に供給する常温水供給配管と、を少なくとも備えるガスタービンシステムにおける制御方法であって、
ガスタービンシステムは、その運転を制御する制御装置を備え、制御装置は、集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、太陽熱利用高圧温水供給配管からの高圧温水を噴霧装置に供給する高圧温水噴霧モードと、常温水供給系からの常温水を噴霧装置に供給する常温水噴霧モードとの切替決定する噴霧制御モード決定手段と、を有し、
噴霧制御モード決定手段は、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率に基づいて、圧縮機の吸気内に所要の噴霧率で噴霧可能な高圧温水を集熱装置で生成することが可能な時間を予測演算し、予測演算された時間が予め設定された閾値時間以上のときには、高圧温水噴霧モードとする決定をし、予め設定された閾値時間より短いときには、常温水噴霧モードとする決定をすることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求の範囲第５項に記載の発明によれば、太陽熱エネルギを利用して高圧温水を生成する集熱装置が、太陽熱の不足やメンテナンス等のため高圧温水を十分に生成できない場合も、常温水噴霧系により常温水を圧縮機器の吸気へ噴霧する常温水噴霧モードへの切替が可能となる。その結果、タービン出力の増加要求に柔軟に対応可能なようにガスタービンシステムを制御することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求の範囲第７項に係る発明は、吸気される空気を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された空気と燃料とが混合されて燃焼される燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービンと、を備えたガスタービンシステムであって、圧縮機の上流側の吸気室内に設置され、圧縮機に供給される空気に水を噴霧して、圧縮機に供給される空気の温度を低下させる噴霧装置と、噴霧装置に供給される水を、太陽熱を利用して圧縮機に供給される空気の温度よりも高温に加熱された高圧温水を生成する集熱装置を含む太陽熱利用高圧温水供給配管と、集熱装置で生成された高圧温水を保温して貯留する蓄熱槽、及び蓄熱槽に貯留された高圧温水を噴霧装置に供給する貯留高圧温水供給配管と、必要に応じて常温水を噴霧装置に供給する常温水供給配管と、ガスタービンシステムの運転を制御する制御装置と、を備え、
噴霧装置は、その噴霧ノズルから吸気室内に高圧温水又は常温水を噴霧する噴霧母管を吸気室内の吸気の方向に複数段有するとともに、制御装置により制御されて噴霧母管に高圧温水又は常温水切り替えて供給する切替手段を有し、
制御装置は、太陽熱利用高圧温水供給配管、貯留高圧温水供給配管及び常温水供給配管のそれぞれの流量を制御して高圧温水及び常温水の供給量を制御するとともに、高圧温水及び常温水のそれぞれの供給量に応じて切替手段を制御して、噴霧母管の各段の噴霧母管に供給する高圧温水及び常温水の切り替え設定を行うことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求の範囲第７項に記載の発明によれば、集熱装置の生成する高圧温水の生成率が低いことが原因、又は蓄熱槽に貯留された高圧温水の量が少ないことが原因で、噴霧装置から圧縮機の吸気に噴霧する高圧温水が、所要の高圧温水の噴霧率に対して不足する場合でも、高圧温水を噴霧母管により噴霧するとともに、高圧温水を噴霧する噴霧母管と異なる噴霧母管から常温水を噴霧することができる。その結果、柔軟に太陽熱で生成された高圧温水を可能な限り使うような運転が可能なガスタービンシステムを提供できる。また、蓄熱槽に高圧温水を貯留して、放熱に伴うロスが発生することを低減できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求の範囲第８項に係る発明は、請求の範囲第７項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置であって、集熱装置により生成される高圧温水の生成率を計測する高圧温水生成率取得手段と、蓄熱槽に貯留された高圧温水の貯留量を取得する高圧温水貯留量取得手段と、複数段の噴霧母管のうち何段の噴霧母管から高圧温水を噴霧させるかを設定する、高圧温水噴霧段数設定手段と、噴霧装置への高圧温水及び常温水のそれぞれの供給量を設定する供給量設定手段と、を有し、
高温水噴霧段数設定手段は、少なくとも、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定することを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求の範囲第８項に記載の発明によれば、高温水噴霧段数設定手段は、少なくとも、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率、及び高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量に基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる前記噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定する。その結果、柔軟に太陽熱で生成された高圧温水と蓄熱槽に貯留された高圧温水とを可能な限り使うような運転を可能とするガスタービンシステムの制御装置を提供できる。また、蓄熱槽に高圧温水を貯留して、放熱に伴うロスが発生することを低減できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求の範囲第１０項に係る発明は、請求の範囲第８項に記載のガスタービンシステムにおける制御装置による制御方法において、制御装置は、更に、予報された気象情報を取得する気象情報取得手段を有し、
高圧温水噴霧段数設定手段は、気象情報取得手段により取得された気象情報と、高圧温水生成率取得手段により取得された現在の高圧温水の生成率から今後の高圧温水生成率を推定演算し、推定演算された高圧温水生成率と、高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量とに基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定することを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求の範囲第１０項に記載の発明によれば、高圧温水噴霧段数設定手段は、推定演算された高圧温水生成率と、高圧温水貯留量取得手段により取得された高圧温水の貯留量とに基づいて、高圧温水を予め設定された時間にわたって噴霧可能な噴霧母管の段数を演算して、高圧温水を噴霧させる噴霧母管を決定し、供給量設定手段は、演算された噴霧母管の段数に応じて、噴霧装置に供給する高圧温水の供給量と常温水の供給量とを設定する。その結果、高圧温水を噴霧する噴霧母管の段数を予め設定された時間にわたって固定できるので、高圧温水を早く使い過ぎて、途中から常温水を噴霧する噴霧母管のみという場合が生じることを防止でき、圧縮機入口側近くの噴霧母管から常温水を噴霧することによる圧縮機のエロージョンの可能性を低減できる。
【国際調査報告】
2012042655.tif 000019
2012042655.tif 000020
2012042655.tif 000021
2012042655.tif 000022