(57)【要約】【課題】過給機を備える舶用機関の排気ガスの熱エネルギーを膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムにおいて、膨張器に供給する蒸発気体の圧力の変動を抑制するとともに、外部からの熱の投入量を最小にして、燃費とＣＯ２排出量を抑制できる、舶用機関の排熱回収システム、及び、その制御方法を提供する。【解決手段】膨張器２５で変換される機械エネルギーの需要量の変動への対応を、膨張器２５に供給される作動媒体Ｓの流量の調整制御で行うと共に、膨張器２５に供給される作動媒体Ｓの流量の調整を行う第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βまたは機械エネルギーに対する需要量を使用して、舶用機関１０の排気タービン１２ｔを迂回する排気ガスＧｂの流量を調整制御して、蒸発器２３に供給する排気ガスＧの温度Ｔｅｇを調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機を備える舶用機関からの排気ガスの熱量を利用して、復水器、ポンプ、蒸発器、膨張器を順に循環する作動媒体を前記蒸発器で加熱して、排気ガスの熱エネルギーを前記膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムにおいて、
前記舶用機関の前記過給機の排気タービンが配設されている排気通路に前記排気タービンを迂回し、かつ、排気ガス流量制御弁が配設されているバイパス流路を設けて、
前記バイパス流路が前記排気通路に合流する合流部より下流側の前記排気通路に、合流した後の排気ガスの温度を計測する排気ガス温度センサを設けると共に、気相の前記作動媒体を前記蒸発器から前記膨張器に移動するための流路に、気相の前記作動媒体の流量を調整する蒸気流量制御弁と、気相の前記作動媒体の蒸気圧を計測する蒸気圧センサを設けて構成され、
当該舶用機関の排熱回収システムを制御する制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量と、前記排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度の計測値を入力して、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御するように構成されていることを特徴とする舶用機関の排熱回収システム。
【請求項２】
前記制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量を用いて設定される排気ガスの目標温度に、前記排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度の計測値がなるように制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の舶用機関の排熱回収システム。
【請求項３】
前記制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量と、蒸気圧指令値と、前記蒸気圧センサで検出される蒸気圧の計測値とを用いて前記目標温度を設定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の舶用機関の排熱回収システム。
【請求項４】
前記制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量に関してのフィードフォワード制御による第１出力値と、蒸気圧指令値と前記蒸気圧センサで検出される蒸気圧の計測値を入力とするフィードバック制御による第２出力値を用いて前記目標温度を設定するように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の舶用機関の排熱回収システム。
【請求項５】
前記制御装置が、前記フィードバック制御において、ＰＩＤ制御を行うと共に、前記蒸気圧指令値と前記蒸気圧センサで検出される蒸気圧の計測値との差分に対する比例制御部分が、前記差分に前記差分の前回値を差し引く操作を入れて構成されていることを特徴とする請求項４に記載の舶用機関の排熱回収システム。
【請求項６】
前記制御装置が、前記目標温度を設定する第１制御部と、前記目標温度と前記排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度との差分に基づき、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御する第２制御部を有して構成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の舶用機関の排熱回収システム。
【請求項７】
前記作動媒体が水であり、前記ポンプが給水ポンプであり、前記蒸発器が水を加熱・蒸発させる熱交換器であって、かつ、前記蒸発器が水蒸気と飽和水を分離する汽水分離ドラムを備えており、前記膨張器が発電機に連結された蒸気タービンであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の舶用機関の排熱回収システム。
【請求項８】
過給機を備える舶用機関からの排気ガスの熱量を利用して、復水器、ポンプ、蒸発器、膨張器を順に循環する作動媒体を前記蒸発器で加熱して、排気ガスの熱エネルギーを前記膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムの制御方法において、
前記舶用機関の前記過給機の排気タービンを通過した排気ガスの流量と前記排気タービンを迂回する排気ガスの流量を、前記排気タービンを迂回するバイパス流路に配設されている排気ガス流量制御弁で制御することで、前記蒸発器に供給する排気ガスの温度を調整し、
前記膨張器に供給される気相の前記作動媒体の流量を、前記蒸発器から前記膨張器に気相の前記作動媒体を移動するための流路に配設されている蒸気流量制御弁で制御することで、前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量の変動に対応すると共に、
前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量と、前記排気タービンを通過した排気ガスと前記バイパス流路を通過した排気ガスの合流後に排気ガス温度センサで検出される排気ガスの温度の計測値を使用して、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御することを特徴とする舶用機関の排熱回収システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶及び浮体構造物等の排熱利用における舶用機関の排熱回収システム、及び、舶用機関の排熱回収システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海運に利用している船舶及び浮体式海洋石油・ガス生産貯蔵積出設備（ＦＰＳＯ）などの浮体構造物では舶用機関からの排熱を水蒸気発生に利用して、この水蒸気により蒸気タービンを駆動して発電するなど、舶用機関の排熱の利用は進んでいる。
【０００３】
これに関連して、汽水分離器からの水を、ディーゼル主機の排ガスの熱を利用して、蒸発器と過熱器を有する排ガスエコノマイザで水蒸気にして、この水蒸気を汽水分離器経由で蒸気タービンに導いて、この蒸気タービンで発電機を駆動し、蒸気タービンを出た水蒸気を復水器で水に戻して、復水ポンプで汽水分離器に戻す排熱回収システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この排熱回収システムでは、蒸気タービンに供給する蒸気の流量をガバナ弁で調整し、蒸気の圧力が運転モードにより設定される設定圧力になるように、蒸気タービンをバイパスするバイパス通路に設けた蒸気ダンプ弁の弁開度で調整している。また、ディーゼル主機の出力の変動に対しては、設定圧力の変更により対応している。また、ガバナ弁の開度は、汽水分離器の蒸気の圧力の単位時間当たりの変動が所定圧力以下となるように制御されている。
【０００５】
また、低圧汽水分離器内の水位を給水制御弁で調整すると共に、蒸気入口制御弁で調整することで、ディーゼル機関の負荷変化に伴う排気ガスの温度の昇降によって生じる過給機による発電量の増減に応じて、蒸気タービンによる発電量を制御する内燃機関システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
一方、船舶の推進用の主機関に利用されている排ガス駆動のターボ過給機では、コンプレッサの効率改善が進み、通常の運用では排ガスの全量をタービン駆動に供せずとも、所望の圧縮空気を生成できる状況になっている。この例として、排ガス浄化の要請から、排ガスの一部を抽気して過給機をバイパスさせるバイパス弁の開度で、脱硝触媒の排ガスの入口温度を制御する脱硝触媒付内燃機関の制御方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
なお、上記の内燃機関システムにおいても、排気バイパス弁を開とすることにより、排気マニホールドからの排気ガスの一部を過給機へと供給させずに排ガスエコノマイザ側へとバイパスする構成が開示されているが、この排気バイパス弁の制御についての記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−１８０４０６号公報
【特許文献２】特開２０１４−８４８５３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３９７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、排気ガスの一部を、タービンを経ずバイパスさせ、排気ガスの温度を操作できる環境が整ってきたが、一般的には、内燃機関の排熱により排熱ボイラで発生する水蒸気で蒸気タービンを駆動して発電等をする排熱回収システムでは、水蒸気の発生は、排気ガスの熱と補助バーナによる燃料の燃焼熱により行い、水蒸気の圧力の調整は、主に補助バーナによる燃焼熱の増減で行う圧力制御が行われている。しかしながら、この補助バーナを排熱ボイラの圧力制御に用いる場合には、重油等の燃料が消費されるので、燃費の悪化に加えて、ＣＯ２排出量の増加という問題がある。
【００１０】
また、内燃機関の排気ガスを利用する排熱回収システムでは、発電に対する電力デマンド（需要電力量）より急変する蒸気デマンド（需要蒸気量）に対して、一定の圧力の蒸気を供給することが要求されるが、蒸気の圧力の変動が大きく対応が難しいという問題がある。さらに、船舶においては、舵の操作や船舶の増減速の操船の影響や気象・波浪・海流の影響などの外乱を受けて、舶用機関、特に舶用推進機関（主機関）の負荷が大きく変化し、排気ガスの量と温度も変化するため、更に蒸気の圧力の変動が増大されるという舶用機関特有の問題もある。
【００１１】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、過給機を備える舶用機関からの排気ガスの熱エネルギーを作動媒体を介して膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムにおいて、膨張器に供給する蒸発気体の圧力の変動を抑制するとともに、外部からの熱の投入量を最小にして、燃費とＣＯ２排出量を抑制できる、舶用機関の排熱回収システム、及び、舶用機関の排熱回収システムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記のような目的を達成するための本発明の舶用機関の排熱回収システムは、過給機を備える舶用機関からの排気ガスの熱量を利用して、復水器、ポンプ、蒸発器、膨張器を順に循環する作動媒体を前記蒸発器で加熱して、排気ガスの熱エネルギーを前記膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記舶用機関の前記過給機の排気タービンが配設されている排気通路に前記排気タービンを迂回し、かつ、排気ガス流量制御弁が配設されているバイパス流路を設けて、前記バイパス流路が前記排気通路に合流する合流点より下流側の前記排気通路に、合流した後の排気ガスの温度を計測する排気ガス温度センサを設けると共に、気相の前記作動媒体を前記蒸発器から前記膨張器に移動するための流路に、気相の前記作動媒体の流量を調整する蒸気流量制御弁と、気相の前記作動媒体の蒸気圧を計測する蒸気圧センサを設けて構成され、当該舶用機関の排熱回収システムを制御する制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量と、前記排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度の計測値を入力して、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御するように構成されている。
【００１３】
この構成により、機械エネルギーに対する需要量に対応させるための、熱エネルギーを機械エネルギーに変換する膨張器で必要とされる気相の作動媒体の流量の制御（蒸気流量制御弁の弁開度の制御）と、舶用機関から蒸発器に供給される排気ガスの温度の制御（排気ガス流量制御弁の弁開度の制御）とを関連付けた状態で、舶用機関の排熱回収システムの制御を行うことができるようになる。
【００１４】
上記の舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器変換される機械エネルギーに対する需要量を用いて設定される排気ガスの目標温度に、前記排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度の計測値がなるように制御するように構成されていると、合流後の排気ガスの温度の制御のための目標温度という具体的な物理量を介して、熱エネルギーから機械エネルギーに変換される膨張器で必要とされる気相の作動媒体の流量制御と、蒸発器に供給される舶用機関からの排気ガスの温度調整を関連付けることができ、比較的単純なアルゴリズムで、舶用機関の排熱回収システムの制御を効率よく行うことができるようになる。
【００１５】
上記の舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量と、蒸気圧指令値と、前記蒸気圧センサで検出される蒸気圧の計測値とを用いて前記目標温度を設定するように構成されていると、目標温度を、蒸気流量制御弁の弁開度または膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量というパラメータだけでなく、気相の作動媒体の蒸気圧というパラメータも用いて、舶用機関の排熱回収システムの制御をより効率よく行うことができるようになる。
【００１６】
上記の舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記制御装置が、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量に関してのフィードフォワード制御による第１出力値と、蒸気圧指令値と前記蒸気圧センサで検出される蒸気圧の計測値を入力とするフィードバック制御による第２出力値を用いて、前記目標温度を設定するように構成されていると、このフィードフォワード制御とフィードバック制御の制御により、舶用機関の排熱回収システムにおける蒸気圧の変化に関する遅い反応と、排気ガス温度に関する早い反応の両方に対して、適度な応答速度を維持しながら、機械エネルギーに対する需要量の変化に対応できるように舶用機関の排熱回収システムを制御できるようになる。
【００１７】
上記の舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記制御装置が、前記フィードバック制御において、ＰＩＤ制御を行うと共に、前記蒸気圧指令値と前記蒸気圧センサで検出される蒸気圧の計測値との差分に対する比例制御部分が、前記差分に前記差分の前回値を差し引く操作を入れて構成されていると、速度型ＰＩＤ制御の効果を発揮できるようになる。
【００１８】
上記の舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記制御装置が、前記目標温度を設定する第１制御部と、前記目標温度と前記排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度との差分に基づき、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御する第２制御部を有して構成されていると、第２制御部においては、目標温度と排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度との差分に基づき、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御するという比較的単純な制御を使用することができるようになり、改めて、第２制御部を設計する必要が無くなり、市販の制御器を使用できるようになる。
【００１９】
上記の舶用機関の排熱回収システムにおいて、前記作動媒体が水であり、前記ポンプが給水ポンプであり、前記蒸発器が水を加熱・蒸発させる熱交換器であって、かつ、水蒸気と飽和水を分離する汽水分離ドラムを備えており、前記膨張器が発電機に連結された蒸気タービンであると、船舶でよく使用されている、排熱ボイラと蒸気タービンを組み合わせた排熱回収の発電システムとなる。
【００２０】
上記のような目的を達成するための本発明の舶用機関の排熱回収システムの制御方法は、過給機を備える舶用機関からの排気ガスの熱量を利用して、復水器、ポンプ、蒸発器、膨張器を順に循環する作動媒体を前記蒸発器で加熱して、排気ガスの熱エネルギーを前記膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムの制御方法において、前記舶用機関の前記過給機の排気タービンを通過した排気ガスの流量と前記排気タービンを迂回する排気ガスの流量を、前記排気タービンを迂回するバイパス流路に配設されている排気ガス流量制御弁で制御することで、前記蒸発器に供給する排気ガスの温度を調整し、前記膨張器に供給される気相の前記作動媒体の流量を、前記蒸発器から前記膨張器に気相の前記作動媒体を移動するための流路に配設されている蒸気流量制御弁で制御することで、前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量の変動に対応すると共に、前記蒸気流量制御弁の弁開度または前記膨張器で変換される機械エネルギーに対する需要量と、前記排気タービンを通過した排気ガスと前記バイパス流路を通過した排気ガスの合流後に排気ガス温度センサで検出される排気ガスの温度の計測値を使用して、前記排気ガス流量制御弁の弁開度を制御することを特徴とする方法である。
【００２１】
この制御方法により、機械エネルギーに対する需要量に対応させるための、熱エネルギーを機械エネルギーに変換する膨張器で必要とされる気相の作動媒体の流量の制御と、舶用機関から蒸発器に供給される排気ガスの温度の制御とを関連付けた状態で、舶用機関の排熱回収システムの制御を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の舶用機関の排熱回収システム、及び、舶用機関の排熱回収システムの制御方法によれば、過給機を備える舶用機関からの排気ガスの熱エネルギーを作動媒体を介して膨張器で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システムにおいて、膨張器に供給する蒸発気体の圧力の変動を抑制するとともに、外部からの熱の投入量を最小にして、燃費とＣＯ２排出量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る実施の形態の舶用機関の排熱回収システムの構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態の舶用機関の排熱回収システムの第１制御部（上位コントローラ）の構成を示す図である。
【図３】本発明に係る実施の形態の舶用機関の排熱回収システムの第２制御部（下位コントローラ）の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る実施の形態の舶用機関の排熱回収システム、及び、舶用機関の排熱回収システムの制御方法を、図面を参照しながら説明する。ここでは、舶用機関の例として、プロペラを回転する主機関を、排熱回収部の例として排熱ボイラによる発電システム（単純ランキンサイクル）を例として説明する。従って、この排熱回収部の作動媒体は水及び水蒸気となり、膨張器は発電機に連結された蒸気タービンとなる。
【００２５】
しかしながら、本発明は、必ずしも、舶用機関は主機関に限定されず、排熱回収部も排熱ボイラによる発電システムに限定されず、ランキンサイクルも単純ランキンサイクルに限定されない。
【００２６】
図１に示すように、本発明に係る実施の形態の舶用機関の排熱回収システム１は、主機関（舶用機関）１０と排熱ボイラによる発電システムを有する排熱回収部２０を備えて、船体の内部の後側の機関室に配置されている。また、この舶用機関の排熱回収システム１を制御するために、第１制御部（上位コントローラ：Ｃ１）４１と第２制御部（下位コントローラ：Ｃ２）４２を有する制御装置４０を有している。
【００２７】
プロペラ２を駆動する主機関１０は、低速ディーゼルエンジンで構成されることが多く、この主機関１０では、シリンダ１３内を摺動するピストン１４で駆動される出力軸（クランク軸）１５が、プロペラ軸１６に直結され、船外にあるプロペラ２を回転している。そして、このプロペラ２の後側には舵３が設けられている。このプロペラ軸１６には、回転数センサ（Ｎ）１６ａが設けられている。この回転数センサ１６ａで検出される回転数計測値Ｎｍｓを基に、主機関１０のエンジン回転数Ｎｅを変化させることにより、プロペラ回転数Ｎｐを制御し、プロペラ２で発生する推進力を制御している。
【００２８】
次に、この主機関１０の構成について説明する。図１の左側に示すように、この主機関１０では、空気Ａが、吸気通路１１に設けられた過給機１２のコンプレッサ１２ｃで加圧され、更に吸気通路１１に設置された図示しない空気冷却器により冷やされて、過給された空気Ａとなり、シリンダ１３内へ導入される。このシリンダ１３内に燃料Ｆを噴射して燃焼させることにより、ピストン１４をシリンダ１３内で摺動させて出力軸１５を回転させて、プロペラ２を回転させるための駆動力を得ている。
【００２９】
一方、シリンダ１３から排出される排気ガス（燃焼ガス）Ｇは、排気通路１７に設けられた排気レシーバ１８へ一旦導入され、さらに排気レシーバ１８から出て過給機１２の排気タービン１２ｔを回転駆動してから、排熱回収部２０のエコノマイザや排ガスボイラ等と呼ばれる排熱ボイラ（蒸発器）２３で熱交換した後、図示しないサイレンサーから大気中に排出される。
【００３０】
また、排気ガスＧの温度を調整するために、バイパス流路１９が設けられ、このバイパス流路１９には排気ガス流量制御弁１９ｖが設けられている。さらに、このバイパス流路１９が排気通路１７に合流する合流部１７ａよりも下流側の排気通路１７に排気ガス温度センサ１７ｂが配設されている。この排気ガス温度センサ１７ｂで検出される合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍに基づいて、排気ガス流量制御弁１９ｖで排気ガスＧｂの流量調整を制御して、合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇを調整する。
【００３１】
つまり、この排気ガス流量制御弁１９ｖを閉弁すると、排気ガスＧの全量Ｇが過給機１２の排気タービン１２ｔを通過して、等エントロピ過程による膨張をして、排気ガスＧの温度Ｔｅｇは低下する。一方、排気ガス流量制御弁１９ｖを開弁すると、一部の排気ガスＧａが過給機１２の排気タービン１２ｔを通過して、等エントロピ過程による膨張をして、排気ガスＧａの温度Ｔｇａは低下し、残りの排気ガスＧｂが、バイパス流路１９により、排気レシーバ１８から過給機１２の排気タービン１２ｔを経ずに排気通路１７に排出される。この過給機１２の排気タービン１２ｔを駆動しない一部の排気ガスＧｂは、等エンタルピ過程による膨張をして、排気ガスＧｂの温度Ｔｇｂは上昇する。
【００３２】
そのため、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αを変化させることで、一部の排気ガスＧａと残りの排気ガスＧｂの割合を変更できるので、合流部１７ａより下流における排気ガスＧの温度Ｔｅｇを調整することができる。この排気ガスＧの温度Ｔｅｇは、排熱回収部２０の排熱ボイラ２３に流入する排気ガスＧの温度であり、その計測値Ｔｅｇｍは排気ガス温度センサ１７ｂで検出することができる。
【００３３】
次に、排熱回収部２０の構成について説明する。図１の右側に示すように、この排熱回収部２０は、単純ランキンサイクルであり、復水器（凝縮器）２１、給水ポンプ２２、排熱ボイラ（蒸発器）２３、汽水分離ドラム（汽水分離器）２４、蒸気タービン（膨張器）２５、発電機２６、及び、第１蒸気流量制御弁（蒸気流量制御弁）２７、蒸気圧センサ２８、第２蒸気流量制御弁２９と、これらを接続する配管（流路）３１〜３４、蒸気バイパス流路３５を有して構成されている。
【００３４】
この構成において、復水器２１の水（液相の作動媒体）Ｗは配管３１で給水ポンプ２２により昇圧され、この昇圧された水Ｗは、配管３２を経由して、排熱ボイラ２３に入る。この排熱ボイラ２３においては、復水器２１から給水された水Ｗは、排熱ボイラ２３の内部の第１熱交換流路２３ａで加熱され、汽水分離器２４に入る。そして、汽水分離器２４からの飽和水Ｗは、排熱ボイラ２３の内部の第２熱交換流路２３ｂで排気ガスＧにより加熱されて、水蒸気（気相の作動媒体）Ｓにされて、汽水分離ドラム２４に戻る。なお、この汽水分離ドラム２４では、水面の高さを検出するレベルセンサ（Ｌ）２４ａが設けられており、このレベルセンサ２４ａで検出される水面レベルの計測値に基づいて、図示しない制御系により給水ポンプ２２を操作して、汽水分離ドラム２４内の水位が制御されている。
【００３５】
そして、この汽水分離ドラム２４で水分を除去された水蒸気Ｓは、配管（流路）３３に設けられた第１蒸気流量制御弁２７により流量を調整されて、配管３３経由で蒸気タービン２５に供給され、この蒸気タービン２５を駆動する。この蒸気タービン２５は発電機２６を駆動して発電する。この蒸気タービン２５の排気側は配管３４で復水器２１に接続され、蒸気タービン２５を駆動した後の水蒸気Ｓは、配管３４を経由して復水器２１に入り、この復水器２１に入った水蒸気Ｓは、海水Ｗｓ等の冷却媒体により、冷却されて凝縮して水Ｗになる。このようにして、復水器２１から出た水Ｗは復水器２１に戻り、排熱回収部２０の循環流路を循環する。
【００３６】
また、蒸気タービン２５の入口側においては、第１蒸気流量制御弁２７よりも上流側で、蒸気圧センサ２８よりも下流側の配管３３から分岐して、復水器２１に合流する蒸気バイパス流路３５が設けられている。この蒸気バイパス流路３５には、第２蒸気流量制御弁２９が設けられている。これにより、汽水分離ドラム２４からの水蒸気Ｓを蒸気タービン２５を通さずに、復水器２１に入れることができる。
【００３７】
この第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βは、電力制御器のガバナ（調速機）２５ｃ若しくは図示しない制御装置若しくは制御装置４０で操作されて、蒸気タービン２５の回転数Ｎｓが一定になるように制御される。また、配管３３に配設された蒸気圧センサ２８で水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍを検出している。この蒸気圧センサ２８で検出される蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍの調整は、第２蒸気流量制御弁２９の弁開度γの調整により、水蒸気Ｓの一部を蒸気バイパス流路３５に流すことで行われる。なお、第２蒸気流量制御弁２９の制御によって、図示しない制御装置により、水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓの過度の上昇を防止し、機器の保護に必要となった場合に、蒸気を短時間で捨てることができる。
【００３８】
そして、電力デマンドが増加すると、発電機２６から取り出す電気量が多くなるため発電機２６のトルクが増加する。これにより、発電機２６の回転数Ｎｇが低下するため、ガバナ（調速機）２５ｃにより、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βが大きくなるように制御される。一方、電力デマンドが減少すると、発電機２６から取り出す電気量が少なくなるため発電機２６のトルクが減少する。これにより、発電機２６の回転数Ｎｇが上昇するため、ガバナ（調速機）２５ｃにより、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βが小さくなるように制御される。これらの制御により、蒸気タービン２５の回転数Ｎｓ、及び、発電機２６の回転数Ｎｇが予め設定された所定の回転数（発電される交流電力の周波数に関係）Ｎｃを維持することができる。
【００３９】
この排熱ボイラ２３による発電システムを有する舶用機関の排熱回収システム１では、蒸気タービン２５に供給する水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓに関して、次のような４つの状況が発生する。第１の状況は、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αが同じであっても、主機関１０の運転状態の影響を受けるため排気ガスＧの温度Ｔｅｇは必ずしも同じ温度にはならないということである。つまり、主機関１０においては、推進力の変化や、波浪や風や潮流などの外乱により、主機関１０の運転状態が変化し、排気通路１７側の冷えた排気ガスＧａの温度も、バイパス流路１９側の熱い排気ガスＧｂの温度も変動し易く、その上、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αと排気ガスＧの温度Ｔｅｇの間においては、１対１の対応が無いことである。
【００４０】
第２の状況は、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの影響が主機関１０の運転に大きな影響を及ぼすことである。つまり、主機関１０は、ターボ過給機１２の排気タービン１２ｔにより過給されているため、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの影響を受けて排気タービン１２ｔの駆動力が変動し、コンプレッサ１２ｃによる過給が変動する。そのため、主機関１０の運転状態が変動し、排気通路１７に排出される排気ガスＧの温度Ｔｅｇが変動する。例えば、排気ガス流量制御弁１９ｖを開けると、過給が弱まり掃気圧（エンジンの供給空気の圧力）も低下する。これにより、主機関１０の出力が低下するので、これに対応するために、燃料Ｆの供給量が増加し、排気ガスＧの温度は上昇する。その結果、排気ガスＧの温度Ｔｅｇが変動することになる。
【００４１】
また、第３の状況は、排熱ボイラ２３の設計方針のために、水蒸気Ｓの流量の変化に対して蒸気圧Ｐｓの応答が鈍感になるように排熱ボイラが設計されていることである。つまり、船舶においては、主機関１０の熱源が排熱ボイラ２３の熱源とは別の用途、例えば、船舶の推進力に利用されるため、排熱ボイラ２３への入熱量が変動し易い状況にある。そのため、排熱ボイラ２３の設計方針では、舶用機関の排熱回収システム１を安定して運用するため、排熱ボイラ２３は水蒸気Ｓの発生量に対し飽和水量Ｗを多くして、排気ガスＧからの入熱の変動に対して、出口側の水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓが鈍感になるようにしている。
【００４２】
第４の状況は、船舶における電力デマンドは電動機（図示しない）の起動や停止などにより大きくまた急激に変動するので、発電機を駆動する蒸気タービン２５の必要駆動力に関係する蒸気デマンドも大きくまた急激に変化することである。
【００４３】
これらの第１〜第４の状況に対して、ここでは、次の第１〜第３の対策を取る。第１の対策としては、主機関１０への外乱が蒸気圧Ｐｓへ及ぶ前に、排気ガス温度センサで検出した排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍを用いて、第２制御部４２で、この排気ガスＧの温度Ｔｅｇの変動を抑制し、排熱回収部２０への影響の伝播をブロックする。
【００４４】
第２の対策として、排気ガス流量制御弁１９ｖの操作により、短期的に合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇを制御する。つまり、過給機１２の入出力の変動により、排気通路１７に排出される排気ガスＧの温度Ｔｇが変化することの影響が、その後の合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇに現れるが、この第２制御部４２における排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御で、この遅れて現れる影響を少なくする。
【００４５】
さらに、第３の対策として、排熱ボイラ２３が、もともと水蒸気Ｓの流量の変動が、直ちに蒸気圧Ｐｓの変動となって現れにくく設計されていることに起因する応答遅れに対して、第１制御部４１にフィードフォワード部を設けて、これにより、良好な制御性を実現する。
【００４６】
次に、制御装置４０について説明する。この制御装置４０は上位コントローラと呼ばれる第１制御部４１と、下位コントローラと呼ばれる第２制御部４２とを有して構成されている。第１制御部４１では、図２に例示するように、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βと、蒸気圧指令値Ｐｓｔと蒸気圧センサ２８で検出される蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍを入力して、合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの目標温度Ｔｅｇｔを出力する。この蒸気圧指令値Ｐｓｔでは、操作卓４３等で設定され、この設定値が蒸気圧指令値Ｐｓｔとして第１制御部４１に入力される。
【００４７】
言い換えると、第１制御部４１では、蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍとその目標値である蒸気圧指令値Ｐｓｔとの偏差ｅで排気ガスＧの温度Ｔｅｇの制御の目標値である目標温度Ｔｅｇｔを算出して設定する。
【００４８】
図２の制御回路では、その左上側の第１制御回路４１ａにおいて、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βをＴ秒前の時間の弁開度βと比較して、その増加分（または減少分）ｄｓの大きさが、予め設定された限界値Ｘ未満（−Ｘ＜ｄｓ＜Ｘ）では、出力値ｄｏ＝０とし、増加分（または減少分）ｄｓの大きさが、予め設定された限界値Ｘ以上（ｄｓ≦−Ｘ、または、Ｘ≦ｄｓ）では、出力値ｄｏ＝ｄｓとする。この出力値ｄｏに係数Ｋｘを乗じて制御用の第１出力値ｄｏａにして、加算器４１ｃに出力する。この第１制御回路４１ａは、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの変化量に対する不感帯を有するフィードフォワード制御回路となる。
【００４９】
つまり、この第１制御回路４１ａは、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの変化量が一定の値Ｘを超えた時に排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αを操作するためのフィードフォワードの演算をする演算ルートとなる。
【００５０】
なお、Ｔ秒は、予め実験的に求められた設定値としたり、あるいは、この制御の結果を見ながら人為的に調整される設定値、あるいは、この制御の結果を見ながら自動的に調整される学習による設定値としたりすることができる。
【００５１】
また、図２の制御回路の左下側の第２制御回路４１ｂにおいて、蒸気圧指令値Ｐｓｔと、蒸気圧センサ２８で検出される蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍを入力して、ＰＩＤ制御により、制御用の第２出力値ｄｏｂを出力する。このＰＩＤ制御では、偏差ｅ（＝Ｐｓｔ−Ｐｓｍ）に対して速度型ＰＩＤ制御を用いている。この第２制御回路４１ｂでは上段が積分制御（Ｉ制御）に、中段が比例制御（Ｐ制御）、下段が微分制御（Ｄ制御）となっている。そして、この中段に示すように、速度に関係する前回値との差分を比例制御（Ｐ制御）部分に入れている。
【００５２】
そして、加算器４１ｃにより、制御用の第１出力値ｄｏａと制御用の第２出力値ｄｏｂを足し算して、制御用の第３出力値ｄｏｃにして、右側の制御回路４１ｄに出力する。この第３制御回路４１ｄでは、制御用の第３出力値ｄｏｃに対して、通常の速度型の制御、即ち、第３出力値ｄｏｃに、前回の操作量を加えて新たな操作量とし、制御用の第４出力値ｄｏｄを出力する制御を行う。この制御用の第４出力値ｄｏｄが目標温度Ｔｅｇｔとなる。
【００５３】
まとめると、第２制御回路４１ｂでは、積分制御の部分では、偏差ｅに「Δｔ／Ｔｉ」を掛け算し、比例制御の部分では差分（前回値を今回の値から引き算する）に「Ｋｐ」を掛け算し、微分制御の部分では二階微分に「ＴＤ」を掛け算し、それらを加えて第３制御回路４１ｄの部分で積分している。この結果、偏差ｅに対して、積分成分は第３制御回路４１ｄで積分すると共に、比例成分は差分して第３制御回路４１ｄで積分するので、微分を積分する形となるので相殺され、微分成分は二階微分を積分して一階微分の値となる。なお「ｆ」は二階の不完全微分を求める関数である。
【００５４】
なお、このＰＩＤ制御で使用する係数Ｔｉ，係数Ｋｐ、係数ＴＤは、実験等により予め設定される値、又は、適宜調整により設定される値であるが、予め実験などにより、その設定範囲を求めておき、その中の設定値に設定した上で、制御の結果を見ながら人為的に調整される設定値、あるいは、制御の結果を見ながら自動的に調整される学習による設定値としたりすることができる。
【００５５】
また、この第３制御回路４１ｄに、リセットワインドアップ機能や、マニュアル操作から自動操作への切り替え時のバンプレス機能を追加して設けることがより好ましい。このリセットワインドアップ機能とその構成、バンプレス機能とその構成は一般的に使用されているものでよいので周知技術を使用できる。
【００５６】
なお、リセットワインドアップ機能は、操作量となる制御用の第４出力値ｄｏｄが上下限値を超えた場合に上下限値に引き戻し、偏差が反転した時に即応答できるようにするため、ある限界を超えた場合に超えた方向への積分動作を停止する機能である。
【００５７】
また、バンプレス機能は、自動モードと手動モード切替時やＰＩＤ制御で用いる係数が変化した場合に、制御用の第４出力値ｄｏｄの急変によるステップ変化を防止し、制御用の第４出力値ｄｏｄがバンプせずに円滑に切り替わるようにする機能である。
【００５８】
なお、図２では、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組み合わせを用いているが、入力値β、Ｐｓｔ、Ｐｓｍに対する出力値ｄｏｄをデータベース化して制御用テーブルを予め設定して記憶しておき、入力値β、Ｐｓｔ、Ｐｓｍに応じて制御用テーブルを参照して、出力値ｄｏｄを算出して出力してもよい。
【００５９】
そして、第２制御部４２は、第１制御部４１から出力される制御用の第４出力値ｄｏｄを目標温度Ｔｅｇｔとして入力し、また、排気ガス温度センサ１７ｂで検出される合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍを入力して、この排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍが目標温度Ｔｅｇｔになるように、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御量αｃを出力し、この制御量αｃで、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αを制御する。言い換えると、第１制御部４１で設定した目標温度Ｔｅｇｔを入力して、第２制御部４２で、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αを制御して、合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍを目標温度Ｔｅｇｔにする。
【００６０】
つまり、排気ガスＧをバイパス流路１９にバイパスさせた場合は、先ず、排気ガスＧのバイパス量の増減による合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの変化があり、やや遅れて、流入する排気ガスＧの流量変化に起因する過給機１２の状態変化により、シリンダ１３から排気通路１７に排出される排気ガスＧの温度Ｔｇと流量の変化が生じる。この過給機１２の状態変化の影響を、この排気ガス温度センサ１７ｂで合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇを検出して、この計測値Ｔｅｇｍを第２制御部４２に入力して、この第２制御部４２における合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍを目標温度Ｔｅｇｔにする温度調整をすることにより、蒸気圧Ｐｓの変動を抑制することができるようになる。
【００６１】
この第２制御部４２は、図３に例示するように、ＰＩＤ制御のフィードバック制御を用いることができるが、温度調整が可能な制御であれば、ＰＩＤ制御に限らず、用いることができる。しかし、ＰＩＤ制御は一般的に使用されている広く普及した良い方法であり、また、ＰＩＤ制御で用いられている制御用の各係数の調整も容易に現場で調整可能であるので、ＰＩＤ制御を用いることがより好ましい。なお、図３の「ｆ」は一階の不完全微分を求める関数である。
【００６２】
次に、第１制御部４１と第２制御部４２の制御について説明する。この第１制御部４１の制御と第２制御部４２の制御は、第１制御部４１から第２制御部４２に目標温度Ｔｅｇｔの信号が適宜伝達され、個別の制御器で同時進行で並行して行われるが、目標温度Ｔｅｇｔの信号のやり取りに支障が無ければ、両方の制御を同期させることは必須ではなく、同期させていない場合も、周知の方法で目標温度Ｔｅｇｔの信号のやり取りをすることができる。
【００６３】
この舶用機関の排熱回収システム１では、電力デマンドの変化により発電機２６の回転数Ｎｇが変化したり、主機関１０の運転状態の変化等によりシリンダ１３から排気通路１７に排出される排気ガスＧの温度Ｔｇが変化して、発電機２６の回転数Ｎｇが変化したりすると、ガバナ２５ｃにより、蒸気タービン２５に供給される水蒸気Ｓの流量を調整する第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βが発電機２６の回転数Ｎｇを戻して所定の回転数Ｎｃを維持するように制御される。
【００６４】
この制御による結果としての第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βと、蒸気圧センサ２８で検出される蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍと蒸気圧指令値Ｐｓｔとが第１制御部４１に入力される。この第１制御部４１で、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αを調整するための目標温度Ｔｅｇｔが算出及び設定され、第１制御部４１から第２制御部４２に出力される。第２制御部４２においては、目標温度Ｔｅｇｔと排気ガス温度センサ１７ｂで検出される合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍを入力にして、排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍが目標温度Ｔｅｇｔになるように、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αを制御する。
【００６５】
言い換えれば、舶用機関の排熱回収システム１においては、排熱ボイラ２３への排気ガスＧからの伝熱量による蒸気圧Ｐｓの変化（やや複雑で遅い応答）に加え、排気ガスＧに対する排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御による排熱ボイラ２３への排気ガスＧからの伝熱量の変化（シンプルで速い応答）と、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御の影響による過給機１２の運転状態の変化と主機関１０の運転状態の変化に対応して、シリンダ１３から排気通路１７に排出される排気ガスＧの温度Ｔｇと流量の変化に起因した排熱ボイラ２３への排気ガスＧからの伝熱量が変化（やや複雑で遅い応答）する等、複数の変化が組み合わさっており複雑になっている。この複雑さに対して、この第１制御部４１と第２制御部４２の制御で、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの制御と、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御とを分離して、別々に制御することで、制御を単純化しているので、それぞれの制御でＰＩＤ制御を利用できるという大きなメリットがある。
【００６６】
また、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βは、電力デマンドと密接な関係があるので、つまり、「電力デマンド増減→発電機トルク増減→発電機回転数の減少又は増加→第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの減少又は増加」の関係があるので、第１制御部４１における制御で、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの代わりに、電力デマンドを用いることもできる。第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの代わりに電力デマンドを利用する方法では、「電力デマンド増減→発電機トルク増減→発電機回転数の減少又は増加→第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの減少又は増加」における各部の遅れを排除することができる。
【００６７】
例えば、電力デマンドの急増（例えば電動機（図示しない）の起動）で電力（具体的には電流）が急増すると、このため発電機２６の駆動トルク（蒸気タービン２５の負荷トルク）が急増する。この蒸気タービン２５はガバナ２５ｃにより回転数一定（交流周波数を一定に保つ）の制御が適用されており、発電機２６のトルク急増で回転数Ｎｇが微減し、これを補うため蒸気流量を急増させるため、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βを迅速に大きくする。これにより、排熱ボイラ２３では蒸気流量の急増で圧力低下が起り、これを補うために伝熱量を増加させる必要が生じる。
【００６８】
これらの状況に対して、排熱ボイラ２３より引き抜かれる蒸気流量に基づいて、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御をフィードフォワード制御を含む第１制御部４１の出力である目標温度Ｔｅｇｔを使用して第２制御部４２で操作して、蒸気圧Ｐｓを制御する。
【００６９】
上記の構成と制御によれば、主機関１０の排熱ボイラ２３の蒸気圧Ｐｓの変動を一定以下に抑制するために、排熱ボイラ２３の入口側の排気ガス温度センサ１７ｂにより、排気ガス流量制御弁１９ｖを第２制御部４２で操作して、排熱ボイラ２３に供給される排気ガスＧの温度Ｔｅｇの計測値Ｔｅｇｍを、目標温度Ｔｅｇｔと一致するように制御するので、これにより、主機関１０の運転状況や外乱の影響、及び、排気ガス流量制御弁１９ｖを操作することにより、シリンダ１３から排気通路１７に排出される排気ガスＧの温度Ｔｇが変動する影響が、排熱ボイラ２３から蒸気タービン２５に供給される水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓへ及ぶのを防止し、効果的な制御をすることが可能となる。
【００７０】
そして、第１制御部４１において、蒸気利用量から直接、合流後の排気ガスＧの温度Ｔｅｇを変化させるフィードフォワード制御を適用しているので、排熱ボイラ２３からの水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓの変動を抑制するため、排熱ボイラ２３は蒸気発生量に対して飽和水量が多く、飽和水の持っている熱量により、圧力低下が緩和されるため、伝熱量変化から蒸気圧Ｐｓの変化への時間遅れは大きいが、これに対応できる制御となる。
【００７１】
これにより、排熱ボイラ２３に供給される排気ガスＧの温度Ｔｅｇの制御を蒸気タービン２５の制御に関連付けずに、単純に、目標の蒸気圧Ｐｓｔと排熱ボイラ２３の蒸気圧Ｐｓの計測値Ｐｓｍの偏差ｅから第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βを操作する単純なフィードバック制御方法では、十分な性能を得られなかった次のような要因を解決できた。
【００７２】
つまり、排気ガス流量制御弁１９ｖの操作による、排熱ボイラ２３に供給する排気ガスＧの温度Ｔｅｇの調整において、排気ガス流量制御弁１９ｖの操作に対する排気ガスＧの温度Ｔｅｇの応答には、バイパス量による直接的な早い応答（変動）と、主機関１０の運転状態を介したやや緩やかな応答（変動）があり、両方共にその応答は複雑で遅い。このためこの両方への対応は困難であり、結果として排気ガス流量制御弁１９ｖを機動的に利用せず、ほぼ一定開度で運用するか、大きな変動による装置劣化を許容するかの何れかとなっていた。
【００７３】
このような要因に対して、直接的な早い応答に対応できれば、やや穏やかな応答にも対応できることになり、これらの対応により、排熱ボイラ２３への入熱の変動を一定の範囲内に抑制できると考えた。そして、排熱ボイラ２３から蒸気タービン２５への水蒸気Ｓの流量の変化により、蒸気圧Ｐｓが変動するが、排熱ボイラ２３では蒸気圧Ｐｓの変化が現れるのが遅れるので、この遅れに対して、第１制御部４１のフィードフォワード制御部による制御を行うことで対応し、この蒸気圧Ｐｓの応答の遅れの影響を少なくすることができた。
【００７４】
従って、上記の構成と制御の舶用機関の排熱回収システム１、及び、舶用機関の排熱回収システムの制御方法によれば、排気ガス流量制御弁１９ｖの弁開度αの制御に、第１蒸気流量制御弁２７の弁開度βの影響を組み入れることができ、舶用機関の排熱回収システム１において、内燃機関の排気ガスＧの熱により、水などの作動媒体Ｗを排熱ボイラ（蒸発器）２３で蒸発させて、蒸気タービン（膨張器）２５に入れる水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓの変動を抑制するとともに、排気ガスＧの熱の他に補助バーナ２３ｃ等の外部からの熱の投入量を最小にして、燃費とＣＯ２排出量を抑制することができる。
【００７５】
つまり、過給機１２を備える主機関１０からの排気ガスＧの熱量を利用して、復水器２１、給水ポンプ２２、排熱ボイラ（蒸発器）２３、蒸気タービン（膨張器）２５を順に循環する水（作動媒体）Ｗを排熱ボイラ２３で加熱して、排気ガスＧの熱エネルギーを蒸気タービン２５で機械エネルギーに変換する舶用機関の排熱回収システム１において、蒸気タービン２５に供給する水蒸気Ｓの蒸気圧Ｐｓの変動を抑制するとともに、排気ガスＧの熱の他に補助バーナ２３ｃ等の外部からの熱の投入量を最小にして、燃費とＣＯ２排出量を抑制できる。
【符号の説明】
【００７６】
１  舶用機関の排熱回収システム
２  プロペラ
３  舵
１０  主機関（舶用機関）
１１  吸気通路
１２  過給機
１２ｃ  コンプレッサ
１２ｔ  排気タービン
１３  シリンダ
１４  ピストン
１５  出力軸（クランク軸）
１６  プロペラ軸
１６ａ  回転数センサ（Ｎ）
１７  排気通路
１７ａ  合流部
１７ｂ  排気ガス温度センサ
１８  排気レシーバ
１９  バイパス流路
１９ｖ  排気ガス流量制御弁
２０  排熱回収部
２１  復水器（凝縮器）
２２  給水ポンプ
２３  排熱ボイラ（蒸発器）
２３ａ  第１熱交換流路
２３ｂ  第２熱交換流路
２３ｃ  補助バーナ
２４  汽水分離ドラム（汽水分離器）
２４ａ  レベルセンサ
２５  蒸気タービン（膨張器）
２５ｃ  ガバナ（調速機）
２６  発電機
２７  第１蒸気流量制御弁
２８  蒸気圧センサ
２９  第２蒸気流量制御弁
３１〜３４  配管（流路）
３５  蒸気バイパス流路
４０  制御装置
４１  第１制御部（上位コントローラ：Ｃ１）
４２  第２制御部（下位コントローラ：Ｃ２）
４３  操作卓
Ａ  空気
Ｆ  燃料
Ｇ  排気ガス
Ｇａ  一部の排気ガス
Ｇｂ  残りの排気ガス
Ｐｓｔ  蒸気圧指令値
Ｐｓｍ  蒸気圧センサで検出される蒸気圧
Ｓ  水蒸気
Ｔｅｇ  合流後の排気ガスの温度
Ｔｅｇｍ  排気ガス温度センサで検出される合流後の排気ガスの温度
Ｔｅｇｔ  目標温度
Ｗ  水（作動媒体）
Ｗｓ  海水（冷却媒体）
α  排気ガス流量制御弁の弁開度
β  第１蒸気流量制御弁の弁開度
γ  第２蒸気流量制御弁の弁開度
【図１】
2019094802.tif 000003
【図２】
2019094802.tif 000004
【図３】
2019094802.tif 000005