(57)【要約】【課題】熱影響量の予測精度が確保できない場合でも安全に起動することができる蒸気タービン発電プラントを提供する。【解決手段】プラント状態量の計測値を基に蒸気タービン３の熱影響量の予測値及び現在値を計算し、予測値を基にした熱媒体量調整装置１５の第１目標操作量、及び現在値を基にした主蒸気加減弁１６の第２目標操作量を並行して計算し、第１目標操作量を優先して選択する一方で第１目標操作量が計算されない場合に第２目標操作量を選択し、選択した目標操作量に応じて熱媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に指令値を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源媒体で低温流体を加熱して高温流体を生成する熱源装置と、
前記熱源装置で生成した高温流体により蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸気発生装置で発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの回転動力を電力に変換する発電機と、
プラント負荷を調整する調整装置と、
プラント状態量を計測する計測器と、
前記計測器の計測値を基に前記蒸気タービンの熱影響量の予測値を計算する予測値計算装置と、
前記予測値を基にして前記調整装置の第１目標操作量を計算する第１目標操作量計算装置と、
前記計測器の計測値を基に前記蒸気タービンの熱影響量の現在値を計算する現在値計算装置と、
前記現在値を基にして前記調整装置の第２目標操作量を計算する第２目標操作量計算装置と、
前記第１目標操作量を優先して選択する一方で前記第１目標操作量が計算されない場合に第２目標操作量を選択し、選択した目標操作量に応じて前記調整装置に指令値を出力する指令出力装置と
を備えたことを特徴とする蒸気タービン発電プラント。
【請求項２】
前記第１及び第２目標操作量が変化率であり、前記調整装置に対する指令値が前記選択した目標操作量を積分した値であることを特徴とする請求項１の蒸気タービン起動制御装置。
【請求項３】
前記第２目標操作量計算装置が、前記計測器から計測値が入力されない場合に前記第２目標操作量の値を保持することを特徴とする請求項１の蒸気タービン起動制御装置。
【請求項４】
前記熱源装置への熱源媒体の供給量を調整する熱源媒体量調整装置、及び前記蒸気タービンへの蒸気供給量を調整する主蒸気加減弁を前記調整装置として有し、
前記熱源媒体の供給量を計測する流量計、前記蒸気タービンのメタル温度を計測する温度計、及び前記蒸気タービンの熱伸び差を計測する伸び差計を前記計測器として有する
ことを特徴とする請求項１−３のいずれかの蒸気タービン発電プラント。
【請求項５】
熱源媒体で低温流体を加熱して高温流体を生成する熱源装置と、
前記熱源装置で生成した高温流体により蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸気発生装置で発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、
前記蒸気タービンの回転動力を電力に変換する発電機と、
プラント負荷を調整する調整装置と、
プラント状態量を計測する計測器とを備えた蒸気タービン発電プラントの起動方法において、
前記計測器の計測値を基に前記蒸気タービンの熱影響量の予測値及び現在値を計算し、
前記予測値を基にした前記調整装置の第１目標操作量、及び前記現在値を基にした前記調整装置の第２目標操作量を並行して計算し、
前記第１目標操作量を優先して選択する一方で前記第１目標操作量が計算されない場合に第２目標操作量を選択し、選択した目標操作量に応じて前記調整装置に指令値を出力する
ことを特徴とする蒸気タービン発電プラントの起動方法。
【請求項６】
前記計測器から計測値が入力されない場合に前記第２目標操作量の値を保持することを特徴とする請求項５の蒸気タービン起動制御装置の起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気タービン発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電や太陽光発電に代表される再生可能エネルギーの電力系統への接続により、系統電力の不安定化を抑制すべく蒸気タービン発電プラントの起動時間の更なる短縮が求められている。しかし、蒸気タービンの起動時には蒸気の温度や流量が急激に上昇する結果、タービンロータの表面が内部に比較して急激に昇温し、半径方向の温度勾配が大きくなって熱応力が増大する。過大な熱応力はタービンロータの寿命を縮め得る。また、蒸気の温度変化が大きい場合、タービンロータとケーシングの間に熱容量の違いによる熱伸び差が生じる。この熱伸び差が大きくなると、回転するタービンロータと静止するケーシングが接触し損傷し得る。そのため、蒸気タービンはタービンロータの熱応力やケーシングとの熱伸び差が制限値を超えないように起動制御する必要がある。
【０００３】
それに対し、現在時刻から先の一定期間の熱応力と熱伸び差を予測計算し、熱応力と熱伸び差の予測計値を制限値内に抑えるようにして蒸気タービンを高速起動する技術が知られている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８１２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、プラント状態量の計測値、例えば蒸気タービンの入口蒸気の温度や蒸気圧力等を入力として熱応力等を予測計算し、それら予測値を基にプラント操作量を決定している。しかしながら、例えば計測器の不調によってプラント状態量の計測値が入力されない場合や熱応力等の熱影響量の変化に予測計算が間に合わない場合がある。このような場合には熱影響量の予測精度が保てず、熱影響量を制限値内に保ってプラントを安全に起動できない場合が生じ得る。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、熱影響量の予測精度が確保できない場合でも安全に起動することができる蒸気タービン発電プラント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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、プラント状態量の計測値を基に蒸気タービンの熱影響量の予測値及び現在値を計算し、予測値を基にした第１目標操作量、及び現在値を基にした第２目標操作量を並行して計算し、第１目標操作量を優先して選択する一方で第１目標操作量が計算されない場合に第２目標操作量を選択してプラント状態量を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱影響量の予測精度が確保できない場合でも安全に蒸気タービン発電プラントを起動することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る蒸気タービン発電プラントの概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る蒸気タービン発電プラントに備えられた予測値計算装置のブロック図である。
【図３】第１目標操作量の計算手順の説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る蒸気タービン発電プラントに備えられた現在値計算装置のブロック図である。
【図５】第２目標操作量の計算手順の説明図である。
【図６】目標操作量（変化率）と指令値（出力値）の関係を表した図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る蒸気タービン発電プラントの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
１．蒸気タービン発電プラント
図１は本発明の第１の実施の形態に係る蒸気タービン発電プラントの概略構成図である。
【００１２】
同図に示した蒸気タービン発電プラントは、熱源装置１、蒸気発生装置２、蒸気タービン３、発電機４、熱源媒体量調整装置１５、主蒸気加減弁１６、及び蒸気タービン起動制御装置３１を備えている。本実施の形態では、熱源装置１がガスタービンである場合（つまり蒸気タービン発電プラントがコンバインドサイクル発電プラントである場合）を例に挙げて説明する。
【００１３】
熱源装置１では、熱源媒体５（本例ではガス燃料、液体燃料、水素含有燃料等の燃料）に保有される熱量により低温流体６（本例では燃料とともに燃焼される空気）が加熱され、高温流体７（本例ではガスタービンを駆動した燃焼ガス）として蒸気発生装置２に供給される。蒸気発生装置２（本例では排熱回収ボイラ）では、熱源装置１で生成した高温流体７の保有熱との熱交換器により給水が加熱されて蒸気８が発生する。そして、蒸気発生装置２で発生した蒸気８によって蒸気タービン３が駆動する。蒸気タービン３には発電機４が同軸に連結されていて、蒸気タービン３の回転駆動力が発電機４により電力に変換される。発電機４の発電出力は、例えば電力系統（不図示）に出力される。また、蒸気タービン３には温度計２０及び熱伸び差計１４が設けられている。温度計２０は蒸気タービン３の初段のケーシング等のメタル温度、熱伸び差計１４は蒸気タービン３のロータとケーシングの軸方向の熱伸び差をそれぞれ計測する。
【００１４】
熱源媒体量調整装置１５（本例では燃料調整弁）は、熱源装置１に対する熱源媒体５の供給経路に設けられていて、この熱源媒体量調整装置１５によって熱源装置１に供給する熱源媒体量が調整される。調整装置１５は蒸気タービン発電プラントのプラント負荷を調整する調整装置として機能する。また、熱源媒体５の供給経路には、熱源媒体量調整装置１５の下流側に流量計１１が設けられていて、流量計１１によって熱源装置１に対する熱源媒体５の供給量が計測される。
【００１５】
主蒸気加減弁１５は、蒸気発生装置２と蒸気タービン３とを接続する主蒸気配管に設けられている。これは蒸気タービン３に供給する蒸気流量を調整するものであって、蒸気タービン発電プラントのプラント負荷を調整する調整装置として機能し得る。また、主蒸気配管には、主蒸気加減弁１５の下流側（蒸気タービン３側）の位置に圧力計１２及び温度計１３が設けてある。圧力計１２及び温度計１３は、主蒸気配管を流れる主流蒸気の圧力及び温度をそれぞれ計測する。
【００１６】
蒸気タービン起動制御装置２１には、プラントの状態量を示す各種計測値が計測値データ１７として入力される。例えば流量計１１で計測された熱源媒体５の供給量、圧力計１２及び温度計１３で計測された蒸気８の圧力及び温度、温度計２０で計測された蒸気タービン３の初段のメタル温度、熱伸び差計１４で計測された蒸気タービン３の熱伸び差等である。これら以外の状態量をさらに蒸気タービン起動制御装置２１に入力する場合もある。例えば、熱源装置１に対する低温流体６の供給経路には流量計を設け、熱源装置１に対する低温流体６の供給量を計測して蒸気タービン起動制御装置２１に入力する場合もある。この場合、熱源装置１に対する低温流体６の供給経路に低温流体調整装置（例えば入口案内翼：ＩＧＶ）を設け、熱源装置１に対する低温流体６の供給量を調整する構成とし得る。
【００１７】
２．蒸気タービン起動制御装置
蒸気タービン起動制御装置２１は、計測値データ１７を基にして、熱源媒体量調整装置１５に対する熱源媒体調整指令値１８、及び主蒸気加減弁１６に対する主蒸気加減指令値１９をそれぞれ出力する。この蒸気タービン起動制御装置２１は、予測値計算装置２２、第１目標操作量計算装置２３、現在値計算装置２４、第２目標操作量計算装置２５、及び指令出力装置２６，２７の各要素を含んでいる。各要素について次に順次説明していく。
【００１８】
・予測値計算装置
予測値計算装置２２は、入力した計測値データ１７を基にして、現在時刻から未来に亘る一定期間の熱影響量を予測計算する。熱影響量とは、蒸気タービン発電プラントの起動運転時に蒸気タービン３のタービンロータにかかる熱応力や、タービンロータ及びこれを収容するケーシングの軸方向の熱伸び差等を含め、起動時の蒸気温度や蒸気圧力等の急激な上昇により変化する蒸気タービン３の状態量をいう。本願明細書において、単に「熱影響量」といった場合には熱応力及び熱伸び差を意味する。また、単に「熱応力」といった場合には蒸気タービン３のタービンロータに係る熱応力をいい、単に「熱伸び差」といった場合にはタービンロータ及びこれを収容する蒸気タービン３のケーシングの軸方向の熱伸び差をいう。予測値計算装置２２の詳細については図２及び図３を用いて後述する。
【００１９】
・第１目標操作量計算装置
第１目標操作量計算装置２３は、予測値計算装置２２で計算した予測値を基にして、蒸気タービン発電プラントの起動過程における熱影響量が予め設定した制限値を超えないように熱媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に対する第１目標操作量を計算する。ここで計算される第１目標操作量は、熱影響量の予測値に基づく熱媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６の操作量であり、より具体的には熱媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６の操作量の変化率を指令する指令値である。第１目標操作量計算装置２３の詳細については図３を用いて後述する。
【００２０】
・現在値計算装置
現在値計算装置２４は、入力した計測値データ１７を基にして、現在時刻の熱影響量の推定値を計算する。現在値計算装置２４の詳細については図４及び図５を用いて後述する。
【００２１】
・第２目標操作量計算装置
第２目標操作量計算装置２５は、蒸気タービン発電プラントの起動過程において現在値計算装置２４で計算した現在値が予め設定した制限値を超えないように熱媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に対する第２目標操作量を計算する。ここで計算される第２目標操作量は、熱影響量の現在値に基づく熱媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６の操作量であり、より具体的にはそれら操作量の変化率を指令する指令値である。第２目標操作量計算装置２５の詳細については図５を用いて後述する。
【００２２】
・指令出力装置
指令出力装置は、第１目標操作量を優先して選択する一方で第１目標操作量が計算されない場合に第２目標操作量を選択して熱源媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に出力する。すなわち、例えば第１及び第２目標操作量が双方とも計算済みでともに入力されていれば二者択一で第１目標操作量を選択し、これを最終的な目標操作量として決定する。熱源媒体量調整装置１５に対する目標操作量を選択し指令値を計算、出力するのが指令出力装置２６であり、指令出力装置２６が目標操作量を積分計算して得た指令値が前述した熱源媒体調整指令値１８である。同様に、主蒸気加減弁１６に対する目標操作量を選択し指令値を計算、出力するのが指令出力装置２７であり、指令出力装置２７が目標操作量を積分計算して得た指令値が前述した主蒸気加減指令値１９である。その結果、熱源媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６では、それぞれ熱源媒体調整指令値１８及び主蒸気加減指令値１９に応じて例えばＰＩＤ制御によって操作量（この例では弁開度）が調整される。
【００２３】
３．予測値計算装置
図２は予測値計算装置２２の詳細を表すブロック図である。
【００２４】
同図に示すように、予測計値算装置２２は、タービン入口蒸気条件予測計算装置３１、第１段蒸気条件予測計算装置３２、第１段ロータ半径方向温度分布予測計算装置３３、熱応力予測計算装置３４、段落部蒸気条件予測計算装置３５、ロータ軸方向温度分布予測計算装置３６、ケーシング蒸気条件予測計算装置３７、ケーシング軸方向温度分布予測計算装置３８、及び熱伸び差予測計算装置３９の各要素を含んでいる。各要素について次に順次説明していく。
【００２５】
・タービン入口蒸気条件予測計算装置
タービン入口蒸気条件予測計算装置３１では、流量計１１で計測された熱源媒体５の供給流量を基にして、まず熱源装置１から蒸気発生設備２を経て蒸気タービン３に至る熱と物質の伝播過程が計算される。そして、この計算結果を基にして蒸気タービン３の入口蒸気の条件、具体的には流量、圧力、及び温度が予測計算される。
【００２６】
・第１段蒸気条件予測計算装置
第１段蒸気条件予測計算装置３２では、タービン入口蒸気条件予測計算装置３１の計算結果を基にして、蒸気タービン３の第１段落部における圧力降下を考慮して、蒸気タービン３の第１段落部の蒸気（第１段蒸気）の条件、具体的には流量、圧力、温度、及び熱伝達率が予測計算される。
【００２７】
・第１段ロータ半径方向温度分布予測計算装置
第１段ロータ半径方向温度分布予測計算装置３３では、第１段蒸気条件予測計算装置３２の計算結果を基にして、第１段蒸気からタービンロータへの伝熱計算によりタービンロータの半径方向の温度分布が予測計算される。
【００２８】
・熱応力予測計算装置
熱応力予測計算装置３４では、第１段ロータ半径方向温度分布予測計算装置３３の計算結果を基にして、タービンロータの線膨張率、ヤング率、ポアソン比等を用いた材料力学計算によってタービンロータの熱応力が予測計算される。さらに、計測値データ１７を用いて熱応力の計算値が補正される。
【００２９】
・段落部蒸気条件予測計算装置
段落部蒸気条件予測計算装置３５では、タービン入口蒸気条件予測計算装置３１の計算結果を基にして、蒸気タービン各段落部での圧力降下を考慮して蒸気タービン３の各段落部の蒸気条件、具体的には流量、圧力、温度、及び熱伝達率が予測計算される。
【００３０】
・ロータ軸方向温度分布予測計算装置
ロータ軸方向温度分布予測計算装置３６では、段落部蒸気条件予測計算装置３５の計算結果を基にして、各段落部蒸気からタービンロータへの伝熱計算によりタービンロータの軸方向の温度分布が予測計算される。
【００３１】
・ケーシング蒸気条件予測計算装置
ケーシング蒸気条件予測計算装置３７では、タービン入口蒸気条件予測計算装置３１の計算結果を基にして、タービンケーシングにおける圧力降下を考慮してケーシング蒸気の条件、具体的には流量、圧力、温度、及び熱伝達率が予測計算される。
【００３２】
・ケーシング軸方向温度分布予測計算装置
ケーシング軸方向温度分布予測計算装置３８では、ケーシング蒸気条件予測計算装置３７の計算結果を基にして、ケーシング蒸気からケーシングへの伝熱計算によりケーシングの軸方向の温度分布が予測計算される。
【００３３】
・熱伸び差予測計算装置
熱伸び差予測計算装置３９では、ロータ軸方向温度分布予測計算装置３６とケーシング軸方向温度分布予測計算装置３８の計算結果を基にして、タービンロータとケーシングの線膨張率を用いた材料力学計算によってタービンロータとケーシングの熱伸び量が計算される。そして、両者の差をとることによって熱伸び差が予測計算される。さらに、計測値データ１７を用いて熱伸び差の予測値が補正される。
【００３４】
４．第１目標操作量の計算手順
図３は第１目標操作量の計算手順の説明図である。
【００３５】
現在時刻ｔ１に至るまでに図３に示すように熱源媒体の流量が推移した場合、予測値計算装置２２では、時刻ｔ１において流量計１１で計測された熱源媒体５の流量を基に、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの予測期間中の熱源媒体５の流量が予測計算される。ここでは計算容量を減らして速度を確保するために、予測期間中は熱源媒体５の流量が時刻ｔ１における変化率で推移するとの仮定の下に熱源媒体５の流量が線型に計算される（１段目の実線参照）。続いて予測値計算装置２２では、予測期間中の熱源媒体５の流量の予測推移を基に、同期間中の熱応力及び熱伸び差の推移を予測計算する（２，３段目の実線参照）。ここで、予測期間は、熱源装置１で発生する熱量が変化してから熱応力及び熱伸び差に変化が現れ始めるまでの期間（応答遅延時間）かそれよりも長く設定した期間である。応答遅延時間は理論上又は経験上得られた値とすることができる。
【００３６】
予測値計算装置２２で熱応力及び熱伸び差の予測値が計算されたら、第１目標操作量計算装置２３では、予測期間中の予測熱応力と熱応力制限値との最小偏差（予測熱応力のピーク値と熱応力制限値との偏差）、及び予測熱伸び差と熱伸び差制限値との最小偏差（予測熱伸び差のピーク値と熱伸び差制限値との偏差）を基にして、熱応力と熱伸び差が制限値を超えないように、時刻ｔ１から時刻ｔ２（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）までの操作量更新期間内の第１目標操作量（変化率）を計算する。第１目標操作量には、熱源媒体量調整装置１５に対する第１目標操作量、及び主蒸気加減弁１６に対する第１目標操作量が含まれる（４段目参照）。
【００３７】
予測値計算装置２２及び第１目標操作量計算装置２３は、図３で説明した上記手順で蒸気タービン発電プラントの起動が完了するまで繰り返し第１目標操作量を計算する。同図では時刻ｔ０（＜ｔ１）からｔ２まで上記手順を３回繰り返した段階を例示している。
【００３８】
５．現在値計算装置
図４は現在値計算装置２４の詳細を表すブロック図である。
【００３９】
同図に示すように、現在計値算装置２４は、第１段ロータ半径方向温度分布計算装置４０、熱応力計算装置４１、及び熱伸び差選択装置４２の各要素を含んでいる。各要素について次に順次説明していく。
【００４０】
・第１段ロータ半径方向温度分布計算装置
第１段ロータ半径方向温度分布計算装置４０では、温度計２０で計測された蒸気タービン３の第１段メタル温度を基にして、タービンロータへの伝熱計算により現在時刻のタービンロータの半径方向の温度分布が計算される。
【００４１】
・熱応力計算装置
熱応力計算装置４１では、第１段ロータ半径方向温度分布計算装置４０の計算結果を基にして、タービンロータの線膨張率、ヤング率、ポアソン比等を用いた材料力学計算によって現在時刻のタービンロータの熱応力が計算される。
【００４２】
・熱伸び差選択装置
熱伸び差選択装置４２では、熱伸び差計１４で計測されたタービンロータとケーシングの熱伸び差を計測データ１７から選択し出力する。
【００４３】
６．第２目標操作量の計算手順
図５は第２目標操作量の計算手順の説明図である。同図中の時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２は図３に対応している。
【００４４】
現在値計算装置２４では、時刻ｔ１において、計測データ１７のうちの蒸気タービン第１段メタル温度と熱伸び差の各計測値を基にして、時刻ｔ１における熱応力及び熱伸び差の現在値を計算する（１，２段目参照）。
【００４５】
続いて第２目標操作量計算装置２５では、時刻ｔ１の熱応力の現在値と熱応力制限値の偏差、及び熱伸び差の現在値と熱伸び差制限値の偏差を基にして、熱応力と熱伸び差が制限値を超えないように操作量更新期間中の第２目標操作量（変化率）を計算する。第２目標操作量には、熱源媒体量調整装置１５に対する第２目標操作量、及び主蒸気加減弁１６に対する第２目標操作量が含まれる（３段目参照）。
【００４６】
このように、第１目標操作量計算装置２３では現在時刻から先の一定期間の熱応力及び熱伸び差の予測値から目標操作量を計算するのに対し、第２目標操作量計算装置２５では現在時刻の熱応力及び熱伸び差から目標操作量を計算する。第２目標操作量は、計算過程で未来の熱応力及び熱伸び差が考慮されないため、熱応力と熱伸び差の制限値に対して余裕を考慮して計算される関係上、通常は第１目標操作量よりも小さな値になる。
【００４７】
現在値計算装置２４及び第２目標操作量計算装置２５は、図５で説明した上記手順で蒸気タービン発電プラントの起動が完了するまで繰り返し第２目標操作量を計算する。同図では時刻ｔ０からｔ２まで上記手順を３回繰り返した段階を例示している。
【００４８】
７．目標操作量の決定手順
図６は目標操作量（変化率）と指令値（出力値）の関係を表した図である。同図では熱源媒体量調整装置１５についての第１及び第２目標操作量（１，２段目）と熱源媒体調整指令値１８（３段目）との関係の一例を示しているが、主蒸気加減弁１６についての第１及び第２目標操作量と主蒸気加減指令値１９との関係も概ね同じであるため説明を省略する。
【００４９】
図６において時刻Ｔ１，Ｔ２・・・Ｔ７は等間隔であって時間間隔（例えばＴ１−Ｔ２）は前述した操作量更新期間（図３及び図５参照）に等しい。同図に示したように、第１及び第２目標操作量は並行して計算される。図示した例では、時刻Ｔ１−Ｔ３及び時刻Ｔ５−Ｔ７においては第１目標操作量計算装置２３から第１目標操作量が入力されているので、指令出力装置２６は第２目標操作量に優先して第１目標操作量（１段目）を選択し、これを積分することによって熱源媒体調整指令値１８（３段目）を計算する。
【００５０】
それに対し、時刻Ｔ３−Ｔ５においては第１目標操作量計算装置２３から第１目標操作量が入力されていない。この場合、指令出力装置２６はバックアップとして第２目標操作量（２段目）を選択し、これを積分することにより熱源媒体調整指令値１８（３段目）を計算する。第１目標操作量が入力されてこないケースとしては、例えば、計測器の異常によりプラント状態量の計測値が一部得られない場合、或いは予測計算の処理が間に合わないような場合が考えられる。
【００５１】
８．効果
前述した通り、熱影響量の予測値を基に熱源媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に対する第１目標操作量を計算するのに並行し、熱影響量の現在値（計算値）を基に第２目標操作量を計算する。通常は第１目標操作量に基づく熱媒体操作指令値１８及び主蒸気加減指令値１９が熱源媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に出力される。その一方で、一部の計測器の不調や計算遅延等によって熱影響量の予測値が得られない場合、バックアップとして第２目標操作量に基づく熱媒体操作指令値１８及び主蒸気加減指令値１９が熱源媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６に出力される。これによって熱影響量の適正な予測値が得られない場合でも熱応力や熱伸び差が制限値を超過することを抑制し、蒸気タービン発電プラントを安全に起動することができる。
【００５２】
また、本実施の形態の場合には、目標操作量（変化率）を積分して指令値を計算するため、熱影響量の予測値に基づく制御と現在値に基づく制御とが切り換わる際、指令値が連続的に変化してスムーズな切り換えができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態に係る蒸気タービン発電プラントの概略構成図である。第１の実施の形態と同様の部分については同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、計測器からプラント状態量の計測値が入力されない場合に第２目標操作量の値を保持する点である。具体的には、本実施の形態における第２目標操作量計算装置１２５には、現在値計算装置２４で計算された熱影響量の現在値の他、温度計２０で計測された蒸気タービン３の第１段メタル温度、及び熱伸び差計１４で計測された熱伸び差が入力されるようになっている。第２目標操作量計算装置１２５では、温度計２０及び熱伸び差計１４の計測値の入力の有無が判定され、双方の入力がある場合には熱影響量の現在値から第２目標操作量が計算される。その一方で、温度計２０及び熱伸び差計１４の一方又は双方の計測値が入力されない場合、第２目標操作量計算装置１２５では、第２目標操作量にゼロ値が設定されて指令出力装置２６，２７に出力される。第２目標操作量にゼロ値を設定した場合、すなわち変化率が０（ゼロ）であるあめ、熱源媒体量調整指令値１８及び主蒸気加減指令値１９は前周期の操作信号更新期間（図３及び図５参照）の値が保持されることとなる。
【００５５】
その他の点は第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
何らかの異常又は外乱により温度計２０又は熱伸び差計１４の計測値が入力されない場合、現在値計算装置２４で計算される現在値の信頼性が低下する。信頼性の確保されない現在値は予測値のバックアップの役割を果たさず、第２目標操作量を基にして熱媒体量調整装置１５や主蒸気加減弁１６が制御された場合、熱応力又は熱伸び差が制限値を超過してプラントを安全に起動できなくなる可能性がある。
【００５７】
それに対し、本実施の形態では、温度計２０及び熱伸び差計１４の一方又は双方の計測値が得られない異常時には、第２目標操作量がゼロ値に設定されて熱源媒体量調整装置１５及び主蒸気加減弁１６の操作量が保持されるので、熱応力又は熱伸び差が制限値を超過することを回避することができる。他方、温度計２０及び熱伸び差計１４の双方の計測値が得られる通常時には、第１の実施の形態と同様に第２目標操作量が計算されるため第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５８】
（その他）
前述した各実施の形態ではコンバインドサイクル発電プラントに発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、汽力発電プラント、太陽熱発電プラントに代表される蒸気タービンを包含する発電プラントの全てに本発明は適用可能である。プラントの起動手順は同様である。
【００５９】
例えば、汽力発電プラントに本発明を適用した場合、熱源媒体には石炭や天然ガス、低温流体には空気や酸素、熱源媒体調整装置１５には燃料調整弁、熱源装置１にはボイラ中の火炉、高温流体には燃焼ガス、蒸気発生装置２にはボイラ中の伝熱部（蒸気発生部）、第１及び第２目標操作量設定装置２３，２５，１２５にはボイラ負荷制御装置が対応する。
【００６０】
太陽熱発電プラントに本発明を適用した場合、熱源媒体には太陽光、熱源媒体調整装置１５には集熱パネルの駆動装置、熱源装置１には集熱パネル、低温流体及び高温流体には油や高温溶媒塩等の太陽熱エネルギーを変換して保有する媒体、第１及び第２目標操作量設定装置２３，２５，１２５には集熱量制御装置が相当する。
【００６１】
また、予測値計算装置２２及び現在値計算装置２４に入力する計測値データ１７として、流量器１１、圧力計１２、温度計１３，２０、熱伸び差計１４の計測値を例示した。しかし、熱影響量の予測値や現在値の計算や補正に必要な値は計算方法によって異なり得るので、予測値計算装置２２及び現在値計算装置２４に入力する計測値の種別や、計測値データ１７を出力する計測器の種別は適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１          熱源装置
２          蒸気発生装置
３          蒸気タービン
４          発電機
５          熱源媒体
６          低温流体
７          高温流体
８          蒸気
１１        流量計（計測器）
１２        圧力計（計測器）
１３        温度計（計測器）
１４        熱伸び差計（計測器）
１５        熱源媒体量調整装置（調整装置）
１６        主蒸気加減弁（調整装置）
２０        温度計（計測器）
２２        予測値計算装置
２３        第１目標操作量計算装置
２４        現在値計算装置
２５        第２目標操作量計算装置
２６，２７  指令出力装置
１２５      第２目標操作量計算装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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