(57)【要約】      （修正有）【課題】二相流体を収容する容器内の液位を制御する。【解決手段】予測コントローラ３８は、複数のセンサ２８、３０、３２、３４、３６からの出力信号４４、４６、４８、５０、５２を受信し、複数のセンサ２８、３０、３２、３４、３６からの出力信号４４、４６、４８、５０、５２、および容器内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せの変動に基づいて、容器内の所定の時間にわたる予測された液体の体積を予測する。コントローラ３８は、容器内の予測された液体の体積に基づいて、容器の液位設定点を生成し、さらに容器に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、生成された液位設定点に基づいて容器内の液位を制御するように構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二相流体を収容する容器（２０）内の液位を制御するための液位制御システム（２６）において、
前記容器（２０）に関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）であって、前記パラメータは前記容器（２０）の状況の指標となる、前記容器（２０）内の液位、前記容器（２０）から出る蒸気流量率、前記容器（２０）内の圧力、前記容器（２０）の温度、および前記容器（２０）に入る供給液の流量率を含む、センサと、
前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）を受信し、前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）、および前記容器（２０）内の圧力、熱的負荷またはそれらの組合せの変動に基づいて、前記容器（２０）内の液体の体積を予測するように構成された予測コントローラ（３８）であって、前記容器（２０）内の所定の時間にわたる前記予測された液体の体積に基づいて前記容器（２０）の液位設定点を生成し、前記容器（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、前記生成された液位設定点に基づいて前記容器（２０）内の液位を制御するように構成されたコントローラ（３８）と
を含むシステム。
【請求項２】
前記コントローラ（３８）が、前記液位設定点、および前記容器（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによる前記容器（２０）内の液位の制御に基づいて、前記容器（２０）内の液体の体積を予測するように構成された、請求項１記載のシステム（２６）。
【請求項３】
前記容器（２０）内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せの変動が、前記容器（２０）内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せにおける、測定された変動、想定された変動、またはそれらの組合せを含む、請求項１記載のシステム（２６）。
【請求項４】
前記コントローラ（３８）が、前記容器（２０）内の前記予測された液体の体積に基づいて、オフラインで前記容器（２０）内の液位設定点を生成するように構成された、請求項１記載のシステム（２６）。
【請求項５】
前記容器（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素の操作が、手動、自動、またはそれらの組合せによって遂行される、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
二相流体を収容する容器（２０）内の液位を制御するための液位制御システム（２６）において、
前記容器（２０）に関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）であって、前記パラメータは前記容器（２０）の状況の指標となる、前記容器（２０）内の液位、前記容器（２０）から出る蒸気流量率、前記容器（２０）内の圧力、前記容器（２０）の温度、および前記容器（２０）に入る供給液の流量率を含む、センサと、
前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）を受信し、前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの前記出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）に基づいて、前記容器（２０）内の液位を制御するように構成された予測コントローラ（３８）であって、
前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）、および前記容器（２０）内の圧力、熱的負荷またはそれらの組合せの変動に基づいて、前記容器（２０）内の液体の体積を予測するように構成された体積予測ユニット（５６）、
前記容器（２０）内の所定の時間にわたる前記予測された液体の体積に基づいて、前記容器（２０）の液位設定点を生成するように構成された設定点生成ユニット（５８）、ならびに
前記容器（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、前記生成された液位設定点に基づいて前記容器（２０）内の液位を制御するように構成された液位制御ユニット（４２）を含む、コントローラと
を含むシステム。
【請求項７】
前記コントローラ（３８）が、前記液位設定点、および前記容器（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって前記容器（２０）内の液位を制御することに基づいて、前記容器（２０）内の前記液体の体積を予測するように構成された、請求項６記載のシステム（２６）。
【請求項８】
前記体積予測ユニット（５６）が、前記システム（２６）の各制御サイクルごとに、前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）、および前記容器（２０）内の圧力、熱的負荷またはそれらの組合せの変動に基づいて、前記容器（２０）内の更新された液体の体積を予測するように構成された、請求項６記載のシステム（２６）。
【請求項９】
二相流体を収容するボイラドラム（２０）内の水位を制御するための水位制御システム（２６）において、
前記ボイラドラム（２０）に関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）であって、前記パラメータは、前記ボイラドラム（２０）の状況の指標となる、前記ボイラドラム（２０）内の水位、前記ボイラドラム（２０）から出る蒸気流量率、前記ボイラドラム（２０）内の圧力、前記ボイラドラム（２０）の温度、および前記ボイラドラム（２０）に入る給水の流量率を含む、センサと、
前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）を受信し、前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）、および前記ボイラドラム（２０）内の圧力、熱的負荷またはそれらの組合せの変動に基づいて、前記ボイラドラム（２０）内の水の体積を予測するように構成された予測コントローラ（３８）であって、前記容器（２０）内の所定の時間にわたる前記予測された水の体積に基づいて前記ボイラドラム（２０）の水位設定点を生成し、前記ボイラドラム（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、前記生成された水位設定点に基づいて前記ボイラドラム（２０）内の水位を制御するように構成されたコントローラ（３８）と
を含むシステム。
【請求項１０】
二相流体を収容している容器（２０）内の液位を制御するための方法において、
複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）によって前記容器（２０）に関するパラメータを検知するステップであって、前記容器（２０）の状況の指標となる前記容器（２０）内の液位、前記容器（２０）から流出する蒸気流量率、前記容器（２０）内の圧力、前記容器（２０）の温度、および前記容器（２０）に流入する供給液の流量率を検知するステップを含むステップと、
前記複数のセンサ（２８，３０，３２，３４，３６）からの出力信号（４４，４６，４８，５０，５２）、および前記容器（２０）内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せの変動に基づいて、前記容器（２０）内の液体の体積を予測するステップと、
前記容器（２０）内の所定の時間にわたる前記予測された液体の体積に基づいて、前記容器（２０）の液位設定点を生成するステップと、
前記容器（２０）に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、前記生成された液位設定点に基づいて前記容器（２０）内の液位を制御するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されるシステムと方法は一般に容器内の液位制御に関し、より詳細には、発電プラント内のドラム型ボイラ内の水位の予測制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラム型ボイラは、発電プラントで最も一般的に使用されているボイラである。発電産業において、過渡運転時のドラム液位制御応答が無効であるために発生するドラム液位トリップは、発電停止の主要な原因であり、プラント稼働率および収入の巨大な損失に至る。
【０００３】
ドラム水位の制御は、二相流（ｔｗｏ−ｐｈａｓｅ  ｆｌｏｗ）の複雑なダイナミックス、波の存在、未知の熱および圧力の外乱、ならびに負荷要求があるため、困難な問題である。水位の制限値を超えるとトリップまたは装置の損傷に至るため、制限値内に水位を保つことは極めて重要である。水位の低下はドラム内の熱疲労の原因となる。水位が増加すると、水滴が過熱器／蒸気タービンに入りそれによって過熱器／蒸気タービンを損傷させる可能性が著しく増加する。
【０００４】
水位の制御に対する従来の手法は、通常、観測された水位および蒸気流量率の変化に対応して、ドラムに水を供給する給水制御弁を作動させることを含む。しかし水位を制御するためのそのような手法は、ドラム型ボイラに対しては、特に過渡運転条件時にこれらのシステムが示す逆応答のために、難しいことである。
【０００５】
従来の手法では、水位は一定の水位設定点を達成するように制御される。さらにコントローラは反応型コントローラであり、すなわち必要な制御行動を予想しない型式のコントローラである。コントローラはドラムの状況／条件（水位、圧力、温度、など）の変動、および予測された外乱（熱的負荷および圧力変動）も考慮しない。従来の手法は、プラントの無トリップ運転をもたらさず、あるいは必要な場合に運転員が介入するための十分な時間を与えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，２４２，９８９号公報
【特許文献２】米国特許第４，７０７，７７８号公報
【特許文献３】米国特許第４，７９１，８８９号公報
【特許文献４】米国特許第５，１４８，７７５号公報
【特許文献５】米国特許第５，２７９，２６３号公報
【特許文献６】米国特許第７，０５３，３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えばドラム型ボイラ内の液位の予測制御などの、特に過渡運転条件時における容器内の液位を制御するための一層効果的な技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態によって、二相流体を収容する容器内の液位を制御するための液位制御システムが開示される。本システムは容器に関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサを含む。本パラメータには容器の状況の指標となる、容器内の液位、容器から出る蒸気流量率、容器内の圧力、容器の温度、および容器に入る供給液の流量率が含まれる。予測コントローラは、複数のセンサから出力信号を受信し、複数のセンサからの出力信号、および容器内の圧力、熱的負荷の変動またはそれらの組合せに基づいて、容器内の液体の体積を予測するように構成される。本コントローラはさらに、所定の時間にわたる予測された容器内の液体の体積に基づいて、容器の液位設定点を生成し、容器に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、生成された液位設定点に基づいて容器内の液位を制御するように構成される。
【０００９】
本発明の別の例示的な実施形態によって、二相流体を収容する容器内の液位を制御するための液位制御システムが開示される。本システムは容器に関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサを含む。本パラメータには容器の状況の指標となる、容器内の液位、容器から出る蒸気流量率、容器内の圧力、容器の温度、および容器に入る供給液の流量率が含まれる。予測コントローラは、複数のセンサから出力信号を受信し、複数のセンサからの出力信号に基づいて容器内の液位を制御するように構成される。コントローラは、複数のセンサからの出力信号、および容器内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せの変動に基づいて、容器内の液体の体積を予測するように構成された体積予測ユニットを含む。設定点生成ユニットは所定の時間にわたる、予測された容器内の液体の体積に基づいて、容器の液位設定点を生成するように構成される。液位制御ユニットは、容器に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、生成された液位設定点に基づいて容器内の液位を制御するように構成される。
【００１０】
本発明の別の例示的な実施形態によって、二相流体を収容するボイラドラム内の、水位を制御するための水位制御システムが開示される。本システムはボイラドラムに関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサを含む。本パラメータにはボイラドラムの状況の指標となる、ボイラドラム内の水位、ボイラドラムから出る蒸気流量率、ボイラドラム内の圧力、ボイラドラムの温度、およびボイラドラムに入る給水の流量率が含まれる。予測コントローラは、複数のセンサから出力信号を受信し、複数のセンサからの出力信号、およびボイラドラム内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せの変動に基づいて、ボイラドラム内の水の体積を予測するように構成される。コントローラは所定の時間にわたる、予測された容器内の水の体積に基づいて、ボイラドラムの水位設定点を生成するように構成され、さらに、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、生成された水位設定点に基づいてボイラドラム内の水位を制御するように構成される。
【００１１】
本発明のさらに別の例示的な実施形態によって、二相流体を収容する容器内の液位を制御するための方法が開示される。
【００１２】
本発明のこれらおよびその他の特徴、態様および利点は、図面全体を通じて類似の符号が類似の部品を表す添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読むことにより、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の例示的な実施形態による液位予測制御システムを有するボイラドラムを図示する、複合サイクル発電プラントの部分概略図である。
【図２】図１の態様による水位予測制御システムの概略図である。
【図３】本発明の例示的な実施形態による容器内の液位を制御する方法に含まれる、例示的なステップを図示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下で詳細に検討するように、本発明の実施形態は、例えば水の液相と蒸気相の両方を有する二相流体を収容している、容器内の液位を制御するための液位制御システムを提供する。本システムは、容器に関するパラメータを測定するように構成された複数のセンサを含む。これらのパラメータは、容器内の液位、容器から出る蒸気流量率、容器内の圧力、容器の温度、容器内に入る供給液の流量率を含む。予測コントローラは、複数のセンサからの出力信号を受信し、複数のセンサからの出力信号、および容器内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せの変動に基づいて、容器内の液体の体積を予測するように構成される。本コントローラは、予測された容器内の液体の体積に基づいて容器の液位設定点を生成し、さらに、容器に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、生成された液位設定点に基づいて容器内の液位を制御するように構成される。
【００１５】
本発明の別の例示的な実施形態によって、二相流体すなわち水と蒸気を収容しているボイラドラム内の水位を制御するための水位制御システムが開示される。本発明のさらに別の例示的な実施形態によって、二相流体を収容している容器内の液位を制御するための方法が開示される。本明細書において例示されるコントローラは、現在の状況と容器の想定される外乱に基づいて、安全な液位運転に適した形で液体の体積インベントリを調整する、「予測型」コントローラであることに注意すべきである。複合サイクル発電システムにおいて、そのシステムを運転する手順は標準的なものであり、予測可能な外乱を生じる。予測コントローラは、外乱が容器内の液位に弊害を及ぼすより前に、修正的対応策を行う。以下で説明する実施形態は、ボイラドラム内の水位を制御することに関して、例示的な実施形態およびその方法は、少なくとも二相流体を収容する容器を備える他のシステムの安全運転に対しても同様に適用可能であり、その他の例としては超伝導キャビティ内の液体ヘリウムの液位制御が含まれる。
【００１６】
図１を参照すると、例示的な複合サイクル発電プラント１０が示されている。複合サイクル発電プラント１０は、少なくとも１つのガスタービン発電機、および少なくとも１つの熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）１２を介して相互接続された蒸気タービン発電機を含む。ガスタービンから出る高温排出ガスはＨＲＳＧ１２に入力され、蒸気タービン用の蒸気を発生する。ＨＲＳＧ１２は、エコノマイザ１４、蒸発器１６、過熱器１８のような、複数の部分に分割され得る。さらに、蒸気発生サイクルの一部として、ボイラドラム２０がＨＲＳＧ１２に連結される。ボイラ給水ポンプは、給水制御弁２２を通して給水をボイラドラム２０に供給するように構成される。ボイラドラム２０は、過剰な水をボイラドラム２０から除去するように構成された、ブローダウン弁２４にも連結されている。サイクル運転の説明は今や当業者に公開されており、複合サイクル発電プラント１０の理解を得るためにさらに説明される必要はない。
【００１７】
図１に例示された実施形態において、液位予測制御システム２６がボイラドラム２０内の水位を制御するために設けられる。以上で検討したように、ドラム水位の制御は、二相流の複雑なダイナミックス、波の存在、未知の熱および圧力の外乱、ならびに負荷要求があるため、困難な問題である。水位を制限値内に保つことは、トリップおよび装置の損傷を回避するために必要である。ドラムボイラを備える発電システムの場合、ドラム水位に対する主な外乱は、過渡的な圧力の外乱および熱流束の外乱である。例示された液位制御システム２６は、このような外乱時にドラム水位を効果的に制御するように構成されている。液位制御システム２６の詳細は、次の図面を参照して、以下で一層詳細に説明される。
【００１８】
図２を参照すると、図１の態様による液位制御システム２６が例示されている。上述したように液位制御システム２６は、二相流体を有するボイラドラム（図１に示す２０）内の水位を制御するように構成される。液位制御システム２６は、ボイラドラムに関するパラメータを測定するように構成された、複数のセンサを含む。例示された実施形態において複数のセンサは、ボイラドラム内の水位を検知するように構成されたドラム液位センサ２８、ドラムから流出する蒸気の流量率を測定するように構成された蒸気流量センサ３０、ボイラドラム内の圧力を測定するように構成された圧力センサ３２、ドラム温度を測定するように構成された温度センサ３４、およびドラムに流入する給水の流量率を測定するように構成された給水流量センサ３６を含む。システム２６は、信号処理ユニット４０、および液位制御ユニット４２を有する、予測コントローラ３８も含む。コントローラ３８は、出力信号４４，４６，４８，５０，および５２を、それぞれセンサ２８，３０，３２，３４，および３６からを受信し、出力信号４４，４６，４８，５０，および５２に基づいて、ボイラドラム内の水位を制御するように構成される。本明細書で説明されたコントローラ３８およびユニットは、１つまたは複数の物理的な計算ユニットとして具体化され得る。
【００１９】
例示された実施形態において信号処理ユニット４０は、状況推定器５４、体積予測ユニット５６、および設定点生成ユニット５８を含む。状況推定器５４は、センサ２８，３０，３２，３４，および３６のそれぞれからの出力信号４４，４６，４８，５０，および５２、ならびに液位制御ユニット４２の出力に基づいて、ボイラドラムの「状況」を推定するように構成される。ボイラドラムの状況には、ドラムに関する水位、圧力、温度、給水流量率、蒸気流量率、またはそれらの組合せを含むパラメータを含み得る。体積予測ユニット５６は、ドラムの状況（センサの測定結果を示す出力信号４４，４６，４８，５０，および５２）、液位制御ユニット４２の現在の出力、ならびに現在の、および／または所定の時間窓／期間内に想定される外乱（ドラムに関する圧力、熱的負荷の変動、またはそれらの組合せ）に基づいて、ボイラドラム内の水の体積を予測するように構成される。本明細書では本文脈において、水の「体積」は、ボイラドラム内の水泡も含んだ「水位」も示すことに注意すべきである。設定点生成ユニット５８は、予測されたボイラドラム内の水の体積に基づいて、ボイラドラムの水位設定点を生成するように構成される。１つの実施形態において水位設定点は、システムのコンピュータモデルおよび想定される外乱に基づいてオフラインで生成され得る。このような実施形態において、水位設定点はボイラドラムの様々な初期条件および異なる外乱特性に対して、予測コントローラ３８によって事前に計算される。次いで計算された液位設定点は運転中に使用される。運転中に追跡すべき液位設定点は、センサの測定結果、外乱などに基づいて選択される。本明細書では各制御サイクルに対して、予測された水の体積は常時更新され、水位設定点は、ドラムの状況、および推定された外乱あるいは想定された外乱またはその両方に基づいて更新された予測された水の体積に基づいて、更新されることに注意すべきである。
【００２０】
液位制御ユニット４２は、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、生成された水位設定点に基づいてボイラドラム内の水位を制御するように構成される。例示された実施形態において液位制御ユニット４２は、ボイラドラムに連結された、給水制御弁２２、ブローダウン弁２４、および圧力制御弁６６、可変周波数ポンプ（図示せず）、またはそれらの組合せを操作することによって、ボイラドラム内の水位を水位設定点に制御するために、信号６０，６２，６４を出力するように構成される。１つの実施形態において液位制御ユニット４２は、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の制御要素を自動操作する。別の実施形態において、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の制御要素の操作は手動である。さらに別の実施形態において、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の制御要素の操作は、手動および自動の両方の制御ステップを含んでよい。
【００２１】
従来の水位制御手法ではコントローラは反応型コントローラであり、すなわちコントローラはドラムが外乱に遭ったときにのみ反応する。本発明の例示的な実施形態によれば、コントローラ３８は、ドラム状況および想定される外乱に基づいて、安全な水位運転に適した形で「水の体積インベントリ」を調整する、「予測型」コントローラである。例示のコントローラ３８は、外乱がドラム水位に弊害を及ぼすより前であっても、修正的対応策を行う。以上で検討したように、コントローラ３８は、現在の水位、ドラム圧力、ドラム温度、給水流量率、蒸気流量率などの、推定されたあるいは測定されたドラム状況、またはその両方、ならびに想定される負荷および圧力の過渡変化などの予測された外乱、に基づいて必要な水の体積インベントリを計算する。必要な水の体積インベントリは、ドラムの連続的な安全運転のための所定の範囲内の最良値として定義され、連続的に更新され得る。コントローラ３８は、推定された水の体積インベントリに基づいて適切な行動を生成する。現在の、および予測されたドラムの状況に関する情報の連続監視、ならびに測定された、および／または想定された外乱によって、ドラムの水の体積インベントリに関する正確な予測が促進され、適切な制御行動のためのリードタイムが確実に増加される。これにより、ドラム関連のプラントトリップが低減され、ボイラドラムのための安全運転条件が得られることになる。
【００２２】
本明細書において水位設定点は一定に保たれないことにも注意すべきである。必要な水の体積インベントリは、ドラム状況の連続監視および判明した外乱に基づいて更新される。コントローラ３８は、ボイラドラムの特定の運転条件および判明した外乱に適した、水の体積インベントリを計算する。その結果、ボイラドラム内の水位は安全限界内に維持される。
【００２３】
図３を参照すると、本発明の例示的な実施形態による容器内の液位を制御する方法に含まれる例示的なステップを示す、フローチャートが示されている。この方法は、ステップ６８で示されるように、複数のセンサを介して容器に関するパラメータを測定することを含む。例示された実施形態において、このパラメータは、容器内の液位、容器内の圧力、容器の温度、容器から流出する蒸気流量率、容器に流入する供給液の流量率を含む。
【００２４】
本方法は、ステップ６９に示されているように、容器内の圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せを予測することも含む。本方法はさらに、ステップ７０に示されているように、センサからの出力信号、容器内の予測された圧力、熱的負荷、またはそれらの組合せ、ならびに液位制御ユニットの出力にも基づいて、容器の「状況」を推定／予測することを含む。容器の状況は、ドラムに関する液位、圧力、温度、供給液の流量率、蒸気流量率、またはそれらの組合せを含むパラメータを含み得る。液位制御ユニットの出力は、現在のおよび以前の出力を含み得る。体積予測ユニットは、ステップ７２に示されるように、容器の状況、液位制御ユニットの現在の出力、ならびに現在の、および／または所定の時間窓／期間内に想定される外乱（容器に関する圧力、熱的負荷の変動またはそれらの組合せ）に基づいて容器内の液体の体積を予測する。本方法は、ステップ７４に示されるように、特定の運転条件に対する容器内の液体の予測された体積、および予測された、または想定された外乱に基づいて、容器の液位設定点を生成することをさらに含む。１つの実施形態において、液位設定点はシステムのコンピュータモデルおよび想定される外乱に基づいて、オフラインで生成され得る。
【００２５】
本方法は、ステップ７６に示されるように、生成された液位設定点に基づいて制御戦略を生成することも含む。液位制御ユニットは、ステップ７８に示されるように、容器に連結された１つまたは複数の制御要素を操作することによって、制御戦略に基づいて容器内の液位を制御する。１つの例示的な実施形態において、液位制御ユニットは、ボイラドラムに連結された、給水制御弁、ブローダウン弁、および圧力制御弁、可変周波数ポンプ、またはそれらの組合せを操作することによってボイラドラム内の水位を水位設定点に制御するように、出力信号を生成する。１つの実施形態において、液位制御ユニットは、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の要素を自動的に制御する。別の実施形態において、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の要素の操作は手動である。さらに別の実施形態において、ボイラドラムに連結された１つまたは複数の要素の操作は、手動および自動の両方の制御ステップを含み得る。
【００２６】
コントローラは、推定された水の体積インベントリに基づいて適切な行動を生成する。現在のドラムの状況および予測されたドラムの状況に関連する情報の連続監視、ならびに測定および／または想定された外乱によって、ドラムの水の体積インベントリを正確に予測することが促進され、適切な制御行動のためのリードタイムが確実に増加される。必要とされる水の体積インベントリは、ドラム状況の連続監視および判明した外乱に基づいて更新される。その結果、ボイラドラム内の水位は安全限界内に維持される。
【００２７】
本発明のある特徴のみが、本明細書で例示され説明されたが、多くの修正および変更が当業者に思い浮かぶであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨の範囲内にあるそのようなすべての修正および変更を含むように意図されていることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  複合サイクル発電プラント
１２  熱回収蒸気発生器
１４  エコノマイザ
１６  蒸発器
１８  過熱器
２０  ボイラドラム
２２  給水制御弁
２４  ブローダウン弁
２６  液位予測制御システム
２８  ドラム液位センサ
３０  蒸気流量センサ
３２  圧力センサ
３４  温度センサ
３６  給水流量センサ
３８  予測コントローラ
４０  信号処理ユニット
４２  液位制御ユニット
４４  出力信号
４６  出力信号
４８  出力信号
５０  出力信号
５２  出力信号
５４  状況推定器
５６  体積予測ユニット
５８  設定点生成ユニット
６０  出力信号
６２  出力信号
６４  出力信号
６６  圧力制御弁
６８  容器に関するパラメータを測定するステップ
６９  圧力、熱的負荷を予測するステップ
７０  容器の状況を予測するステップ
７２  液体の体積を予測するステップ
７４  設定点を生成するステップ
７６  制御戦略を制定するステップ
７８  制御行動のためのステップ
【図１】
2010133701.tif 000003
【図２】
2010133701.tif 000004
【図３】
2010133701.tif 000005