(57)【要約】要約  加熱源として排ガスを用いたバイナリ発電システムにおいて、排ガスの硫酸露点温度を考慮しつつ発電量を最大化する新規なバイナリ発電システムを提供する。当該バイナリ発電システムにおいては、硫酸腐食が防止される。動力装置から出力される排ガスの熱を利用して発電用媒体を気化させることにより発電するバイナリ発電装置を備え、バイナリ発電装置は排ガスの硫黄濃度に少なくとも基づいて発電用媒体の流量を制御する制御部を有する、バイナリ発電システムを提供する。
2016140018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力装置から出力される排ガスの熱を利用して発電用媒体を気化させることにより発電するバイナリ発電装置を備え、
前記バイナリ発電装置は、前記排ガスの硫黄濃度に少なくとも基づいて前記発電用媒体の流量を制御する制御部を有する、バイナリ発電システム。
【請求項２】
前記バイナリ発電装置は、
前記排ガスと熱交換する前記発電用媒体が導入される蒸発器と、前記蒸発器により気化された前記発電用媒体により発電する発電機と、を有する発電部
を備え、
前記制御部は、前記動力装置と前記蒸発器との間における前記排ガスの露点温度に更に基づいて前記発電用媒体の流量を制御する
請求項１に記載のバイナリ発電システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記蒸発器から外部へ排出される前記排ガスの温度である排出温度に更に基づいて前記発電用媒体の流量を制御する
請求項２に記載のバイナリ発電システム。
【請求項４】
前記発電部は、
前記蒸発器において気化して前記発電機から排出された前記発電用媒体を液化させる凝縮器と、
前記凝縮器により液化した前記発電用媒体を前記蒸発器に流入させる発電用媒体ポンプと
を有し、
前記バイナリ発電装置は、前記凝縮器において前記発電用媒体を冷却するための冷却部を更に備え、
前記冷却部は、冷却用媒体を前記凝縮器に流入させる冷却用媒体ポンプを有し、
前記制御部は、前記発電用媒体ポンプの流量に応じて変化する前記凝縮器における発電用媒体の過冷却度の変動に応じて、前記冷却用媒体ポンプの流量を制御する
請求項３に記載のバイナリ発電システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記排ガスの前記露点温度と前記排出温度とに基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記制御部に対して要求される発電の出力指令値および前記発電機の現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量とに更に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項４に記載のバイナリ発電システム。
【請求項６】
前記発電部は、前記凝縮器と前記発電用媒体ポンプとの間における前記発電用媒体の温度および圧力を測定する第１の検出器を更に有し、
前記制御部は、
前記第１の検出器により測定された前記発電用媒体の温度および圧力に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量と前記冷却用媒体ポンプの流量とを算出し、
算出された流量に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量と前記冷却用媒体ポンプの流量との少なくとも一つを制御する
請求項５に記載のバイナリ発電システム。
【請求項７】
前記制御部は、
前記第１の検出器により測定された前記発電用媒体の温度および圧力に基づいて前記発電用媒体の過冷却度を算出し、
前記制御部に対して要求される前記冷却用媒体の過冷却度指示値と前記過冷却度とに基づいて、前記発電用媒体ポンプの流量と前記冷却用媒体ポンプの流量とを算出する
請求項６に記載のバイナリ発電システム。
【請求項８】
前記制御部は、
算出された流量に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量と前記冷却用媒体ポンプの流量との少なくとも一つが制御されることにより変化した前記発電用媒体の過冷却度と、前記制御部に対して要求される前記冷却用媒体の過冷却度指示値とに更に基づいて、前記発電用媒体ポンプの流量と前記冷却用媒体ポンプの流量とを再度算出する
請求項７に記載のバイナリ発電システム。
【請求項９】
前記発電部は、前記蒸発器で気化した前記発電用媒体と前記蒸発器で気化しなかった前記発電用媒体とを一時的に蓄えるバッファタンクを前記蒸発器と前記発電機との間に有し、
前記制御部は、前記制御部に対して要求される前記バッファタンク内の液体量の上限を示すレベル指示値と前記バッファタンク内の現在の液体量とに更に基づいて、前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項７または８に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１０】
前記発電部は、前記バッファタンクと前記発電機との間における前記発電用媒体の温度および圧力を測定する第２の検出器をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２の検出器により測定された前記発電用媒体の温度および圧力に基づいて前記発電用媒体の過熱度を算出し、
前記制御部に対して要求される前記過熱度の下限を示す過熱度指示値と算出した前記発電用媒体の過熱度とに更に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項９に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１１】
バイナリ発電装置は表示装置をさらに備え、
前記制御部に要求される発電量が前記出力指令値よりも制限されている場合には、前記排ガスの前記露点温度、前記冷却用媒体の過冷却度指示値、前記過熱度の下限を示す過熱度指示値、ならびに、前記バッファタンクの液体量の上限を示すレベル指示値のうち、いずれにより前記発電量が制限されているのかを前記制御部が前記表示装置に表示させる
請求項１０に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１２】
前記制御部は、前記排ガスの前記露点温度および前記排出温度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記出力指令値および前記現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項５に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１３】
前記制御部は、前記排ガスの前記露点温度および前記排出温度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記出力指令値および前記現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量とを比較し、これらのうち最も小さな変化量に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項１２に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１４】
前記制御部は、前記排ガスの前記露点温度および前記排出温度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記出力指令値および前記現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記過冷却度指示値および前記過冷却度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項７または８に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１５】
前記制御部は、前記過冷却度指示値および前記過冷却度に基づいて前記冷却用媒体ポンプを制御し、かつ、前記排ガスの前記露点温度および前記排出温度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記出力指令値および前記現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記過冷却度指示値および前記過冷却度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量とを比較し、これらのうち最も小さな変化量に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を調整する
請求項１４に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１６】
前記制御部は、前記排ガスの前記露点温度および前記排出温度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記出力指令値および前記現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記過冷却度指示値および前記過冷却度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記レベル指示値および前記現在の液体量に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量と、前記過熱度指示値および前記過熱度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を制御する
請求項１０に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１７】
前記制御部は、前記過冷却度指示値および前記過冷却度に基づいて前記冷却用媒体ポンプを制御し、かつ、前記排ガスの前記露点温度および前記排出温度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記出力指令値および前記現在の出力に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記過冷却度指示値および前記過冷却度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記レベル指示値および前記現在の液体量に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量と、前記過熱度指示値および前記過熱度に基づいて定められる前記発電用媒体ポンプの流量の変化量とを比較し、これらのうち最も小さな変化量に基づいて前記発電用媒体ポンプの流量を調整する
請求項１６に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１８】
前記バイナリ発電システムは船舶に備えられる船舶用発電システムである
請求項１から１７のいずれか一項に記載のバイナリ発電システム。
【請求項１９】
動力装置から出力される排ガスの熱を利用して発電用媒体を気化させることにより発電するバイナリ発電装置を制御する制御装置であって、
前記排ガスの硫黄濃度に少なくとも基づいて前記発電用媒体の流量を制御する
制御装置。
【請求項２０】
コンピュータを請求項１９の制御装置として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイナリ発電システム、制御装置およびプログラムに関する。【０００２】
排ガス中に含まれる硫黄酸化物は硫酸蒸気に転換し得る。硫酸蒸気は、露点温度以下の温度において結露する。従来、排ガスの熱を利用するボイラーにおいて、結露した硫酸による金属の腐食を抑制することが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２００５−００９７９２号公報
［特許文献２］  特開２０１３−２０４９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
加熱源と発電用媒体とを有するバイナリ発電システムが知られている。バイナリ発電システムにおいては、加熱源が発電用媒体を蒸発させる。蒸発された発電用媒体が蒸気タービンを回すことにより、バイナリ発電システムは発電する。これまでに、当該バイナリ発電システムの加熱源として排ガスは用いられていなかった。それゆえ、バイナリ発電システムの発電において、硫酸の露点温度を考慮した発電がされていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様におけるバイナリ発電システムは、バイナリ発電装置を備える。バイナリ発電装置は、動力装置から出力される排ガスの熱を利用して発電用媒体を気化させることにより発電してよい。バイナリ発電装置は、制御部を有してよい。制御部は、排ガスの硫黄濃度に少なくとも基づいて発電用媒体の流量を制御してよい。【０００５】
バイナリ発電装置は、発電部を備えてよい。発電部は、蒸発器と、発電機とを有してよい。蒸発器には、排ガスと熱交換する発電用媒体が導入されてよい。発電機は、蒸発器により気化された発電用媒体により発電してよい。制御部は、動力装置と蒸発器との間における排ガスの露点温度に更に基づいて発電用媒体の流量を制御してよい。制御部は、蒸発器から外部へ排出される排ガスの温度である排出温度に更に基づいて発電用媒体の流量を制御してよい。【０００６】
発電部は、凝縮器と、発電用媒体ポンプとを有してよい。凝縮器は、蒸発器において気化して発電機から排出された発電用媒体を液化させてよい。発電用媒体ポンプは、凝縮器により液化した発電用媒体を蒸発器に流入させてよい。バイナリ発電装置は、冷却部を更に備えてよい。冷却部は、凝縮器において発電用媒体を冷却してよい。冷却部は、冷却用媒体を凝縮器に流入させる冷却用媒体ポンプを有してよい。制御部は、発電用媒体ポンプの流量に応じて変化する凝縮器における発電用媒体の過冷却度の変動に応じて、冷却用媒体ポンプの流量を制御してよい。【０００７】
制御部は、排ガスの露点温度と排出温度とに基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、制御部に対して要求される発電の出力指令値および発電機の現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量とに更に基づいて発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。発電部は、第１の検出器を更に有してよい。第１の検出器は、凝縮器と発電用媒体ポンプとの間における発電用媒体の温度および圧力を測定してよい。制御部は、第１の検出器により測定された発電用媒体の温度および圧力に基づいて発電用媒体ポンプの流量と冷却用媒体ポンプの流量とを算出してよい。制御部は、算出された流量に基づいて発電用媒体ポンプの流量と冷却用媒体ポンプの流量との少なくとも一つを制御してよい。【０００８】
制御部は、第１の検出器により測定された発電用媒体の温度および圧力に基づいて発電用媒体の過冷却度を算出してよい。制御部は、制御部に対して要求される冷却用媒体の過冷却度指示値と過冷却度とに基づいて、発電用媒体ポンプの流量と冷却用媒体ポンプの流量とを算出してよい。制御部は、算出された流量に基づいて発電用媒体ポンプの流量と冷却用媒体ポンプの流量との少なくとも一つが制御されることにより変化した発電用媒体の過冷却度と、制御部に対して要求される冷却用媒体の過冷却度指示値とに更に基づいて、発電用媒体ポンプの流量と冷却用媒体ポンプの流量とを再度算出してよい。【０００９】
発電部は、蒸発器と発電機との間にバッファタンクを有してよい。バッファタンクは、蒸発器で気化した発電用媒体と蒸発器で気化しなかった発電用媒体とを一時的に蓄えてよい。制御部は、制御部に対して要求されるバッファタンク内の液体量の上限を示すレベル指示値とバッファタンク内の現在の液体量とに更に基づいて、発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。【００１０】
発電部は、第２の検出器をさらに備えてよい。第２の検出器は、バッファタンクと発電機との間における発電用媒体の温度および圧力を測定してよい。制御部は、第２の検出器により測定された発電用媒体の温度および圧力に基づいて発電用媒体の過熱度を算出してよい。制御部は、制御部に対して要求される過熱度の下限を示す過熱度指示値と算出した発電用媒体の過熱度とに更に基づいて発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。【００１１】
バイナリ発電装置は、表示装置をさらに備えてよい。制御部に要求される発電量が出力指令値よりも制限されている場合には、排ガスの露点温度、冷却用媒体の過冷却度指示値、過熱度の下限を示す過熱度指示値、ならびに、バッファタンクの液体量の上限を示すレベル指示値のうち、いずれにより発電量が制限されているのかを制御部が表示装置に表示させてよい。【００１２】
制御部は、排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、出力指令値および現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。【００１３】
制御部は、排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、出力指令値および現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量とを比較し、これらのうち最も小さな変化量に基づいて発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。【００１４】
制御部は、排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、出力指令値および現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、過冷却度指示値および過冷却度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。【００１５】
制御部は、過冷却度指示値および過冷却度に基づいて冷却用媒体ポンプを制御し、かつ、排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、出力指令値および現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、過冷却度指示値および過冷却度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量とを比較し、これらのうち最も小さな変化量に基づいて発電用媒体ポンプの流量を調整してよい。【００１６】
制御部は、排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、出力指令値および現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、過冷却度指示値および過冷却度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、レベル指示値および現在の液体量に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量と、過熱度指示値および過熱度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプの流量を制御してよい。【００１７】
制御部は、過冷却度指示値および過冷却度に基づいて冷却用媒体ポンプを制御し、かつ、排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、出力指令値および現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、過冷却度指示値および過冷却度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、レベル指示値および現在の液体量に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量と、過熱度指示値および過熱度に基づいて定められる発電用媒体ポンプの流量の変化量とを比較し、これらのうち最も小さな変化量に基づいて発電用媒体ポンプの流量を調整してよい。バイナリ発電システムは船舶に備えられる船舶用発電システムであってよい。【００１８】
本発明の第２の態様における制御装置は、動力装置から出力される排ガスの熱を利用して発電用媒体を気化させることにより発電するバイナリ発電装置を制御する。制御装置は、排ガスの硫黄濃度に少なくとも基づいて発電用媒体の流量を制御してよい。本発明の第３の態様におけるプログラムは、コンピュータを第２の態様の制御装置として機能させる。【００１９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】主機エンジン４００、排ガスエコノマイザ４５０およびバイナリ発電装置５００を備えるバイナリ発電システム６００を示す図である。
【図２】バイナリ発電装置５００の詳細を示す図である。
【図３】スプリット演算器７４での演算の例を示す図である。
【図４】コンピュータ６９０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２２】
図１は、主機エンジン４００、排ガスエコノマイザ４５０およびバイナリ発電装置５００を備えるバイナリ発電システム６００を示す図である。本例のバイナリ発電システム６００は、船舶に備えられる船舶用発電システムである。ただし、当該バイナリ発電装置５００は、ごみ焼却装置における発電装置に適用してもよい。
【００２３】
本例の主機エンジン４００は、船の推進力を生み出すエンジンである。主機エンジン４００は、Ｃ重油および空気を取り込んでよい。主機エンジン４００は、Ｃ重油および空気を燃焼させることにより、推進力を生み出す。燃焼後に、主機エンジン４００は、排ガスエコノマイザ４５０へ排ガスを排出する。なお、Ｃ重油は、動粘度により分類されるＡ重油、Ｂ重油およびＣ重油におけるＣ重油を指す。
【００２４】
排ガスエコノマイザ４５０は、排ガスとパイプに通した水とを熱交換させるための装置である。本例の排ガスエコノマイザ４５０は、船舶の煙突の内側に設けられる。排ガスエコノマイザ４５０を通過した排ガスは、バイナリ発電装置５００の発電部２００に入る。排ガスエコノマイザ４５０から発電部２００に入る排ガスの温度は、例えば２００℃以下である。
【００２５】
バイナリ発電装置５００は、制御部１００、表示装置１２０、発電部２００および冷却部３００を有する。なお、制御部１００は制御装置と読み替えてもよい。制御部１００は、発電部２００および冷却部３００の動作を制御する。制御部１００の動作については、図２および図３において後述する。制御部１００は、表示装置１２０に現在の制御の状態を表示させる。
【００２６】
発電部２００は、動力装置としての主機エンジン４００から出力される排ガスの熱を利用して発電用媒体を気化させることにより発電する。発電部２００は、利用した排ガスを船舶の外部へ放出する。冷却部３００の冷却用媒体は、発電部２００の発電用媒体と熱交換する。具体的には、冷却部３００の冷却用媒体は、発電部２００の発電用媒体を冷却する。
【００２７】
図２は、バイナリ発電装置５００の詳細を示す図である。上述の様に、バイナリ発電装置５００は、制御部１００、表示装置１２０、発電部２００および冷却部３００を有する。
【００２８】
（発電部２００の構成）発電部２００は、蒸発器２１０、バッファタンク２２０、発電機２３０、凝縮器２４０および発電用媒体ポンプ２５０を有する。本例の蒸発器２１０は、船舶の煙突の内側に設けられる。蒸発器２１０には、排ガスと熱交換する発電用媒体が導入される。排ガスと熱交換した発電用媒体は、蒸発器２１０で気化した発電用媒体と蒸発器２１０で気化しなかった発電用媒体とになる。
【００２９】
バッファタンク２２０は、蒸発器２１０と発電機２３０との間に設けられる。バッファタンク２２０は、発電用媒体の気体および液体を一時的に蓄えられる。バッファタンク２２０を設けることにより、蒸発器２１０において気化しなかった発電用媒体の液体が、発電機２３０の蒸気タービンに接触することを防ぐことができる。蒸発器２１０により気化された発電用媒体は、発電機２３０の蒸気タービンを回転させる。これにより発電機２３０は、発電する。
【００３０】
蒸発器２１０において気化して発電機２３０から排出された発電用媒体は、凝縮器２４０に入る。凝縮器２４０は、凝縮器２４０に入った発電用媒体を液化させる。凝縮器２４０は、発電用媒体の気体と冷却部３００の冷却用媒体とを熱交換させる。具体的には、凝縮器２４０は、冷却用媒体により発電用媒体を冷却することにより、発電用媒体を液化させる。発電用媒体ポンプ２５０では、気体を含まない液体のみを汲み上げることが望ましい。そこで、凝縮器２４０は、冷却用媒体により発電用媒体を過冷却する。
【００３１】
発電部２００は、凝縮器２４０と発電用媒体ポンプ２５０との間における発電用媒体の温度および圧力を測定する第１の検出器２５を有する。第１の検出器２５は、温度計２２および圧力計２４を有する。温度計２２および圧力計２４において測定された温度および圧力は、制御部１００が発電用媒体の過冷却度を算出することに用いられる。
【００３２】
過冷却度は、ある圧力における液体の飽和温度とその圧力における過冷却状態の液体の温度との差である。過冷却度が増加すると、これに伴い発電用媒体ポンプ２５０の動力負荷が増加する。発電用媒体ポンプ２５０に係る必要以上に大きな負荷は、バイナリ発電装置５００における電力損失となる。後述するが、本例の制御部１００は、当該電力損失を最小化するように、発電用媒体ポンプ２５０および後述の冷却用媒体ポンプ３２０を制御する。
【００３３】
発電用媒体ポンプ２５０は、凝縮器２４０により液化した発電用媒体を汲み上げる。発電用媒体ポンプ２５０は、汲み上げた発電用媒体を蒸発器２１０に流入させる。発電用媒体ポンプ２５０における発電用媒体の流量は、制御部１００により制御される。
【００３４】
発電部２００は、バッファタンク２２０と発電機２３０との間における発電用媒体の温度および圧力を測定する第２の検出器２９を有する。第２の検出器２９は、温度計２７および圧力計２８を有する。温度計２７および圧力計２８において測定された温度および圧力は、発電用媒体の過熱度の算出に用いられる。
【００３５】
過熱度は、ある圧力における飽和蒸気の温度とその圧力における過熱蒸気の温度との差である。過熱度が小さいと、気体は凝縮する可能性が有る。後述するが、発電機２３０の蒸気タービンに液体を接触させないように、制御部１００は発電用媒体の過熱度を制御する。
【００３６】
（冷却部３００の構成）冷却部３００は、凝縮器２４０において冷却用媒体により発電用媒体を冷却する。冷却部３００は、冷却用媒体を発電部２００の凝縮器２４０に流入させる冷却用媒体ポンプ３２０を有する。
【００３７】
本例の冷却用媒体は海水である。なお、冷却用媒体は純水等の液体であってもよい。本例の冷却用媒体ポンプ３２０は、海から海水を汲み上げて凝縮器２４０に流す。汲み上げられた海水は、凝縮器２４０において発電用媒体と熱交換して、発電用媒体を冷却する。冷却用媒体ポンプ３２０は、熱交換後の海水の温度と海中の所定の深さの温度との差が１０℃以下である場合に、海水を海へ放出してよい。
【００３８】
（制御部１００による制御）制御部１００は、発電用媒体ポンプ２５０における発電用媒体の流量を制御する。また、制御部１００は、冷却用媒体ポンプ３２０における冷却用媒体の流量を制御する。制御部１００は、複数のＰＩ調整器４０、４２、５２、６０および７２を有する。また、制御部１００は、硫酸露点算出器３０、比エンタルピー差算出器３２、過熱度算出器５０、過冷却度算出器７０、スプリット演算器７４および低レベル選択器９０を有する。なお、制御部１００の算出器、演算器および選択器は、ハードウェアとして構成されてもよく、ソフトウェアとして構成されてもよい。
【００３９】
ＰＩ調整器４０のＰとＩとは、Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ（比例）のＰと、Ｉｎｔｅｇｒａｌ（積分）のＩとを意味する。ＰＩ調整器４０は、測定値（Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｖａｌｉａｂｌｅ）であるＰＶを、設定値（Ｓｅｔ  Ｖａｒｉａｂｌｅ）であるＳＶに近づけるべく、ＰＶとＳＶとの偏差（Ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）に基づいて操作量（Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｖｅ  Ｖａｒｉａｂｌｅ）であるＭＶを算出する。
【００４０】
例えばＰＩ調整器４０は、ＳＶとＰＶとの偏差に比例してＭＶを算出する。これを比例制御という。比例制御の場合、偏差が小さくなるとＭＶも小さくなる。比例制御ではＰＶとＳＶとが一致するまでに時間を要する場合がある。
【００４１】
そこで、ＰＩ調整器４０は、ＳＶとＰＶとの残留偏差を時間的に累積させて、一定量累積させた残留偏差をＭＶとして算出する。これを積分制御という。ＰＩ調整器４０は、比例制御および積分制御を用いて、ＰＶをＳＶに近づけるべくＭＶを算出してよい。他のＰＩ調整器４２、５２、６０および７２も同様に比例制御および積分制御を用いて、ＰＶおよびＳＶの入力に対してＭＶを算出してよい。但し、ＰＶ、ＳＶおよびＭＶは、ＰＩ調整器ごとに異なる値であってよい。
【００４２】
ＰＩ調整器４０、４２、５２および６０は、算出したＭＶを低レベル選択器９０に入力する。低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器４０、４２、５２および６０から入力された複数のＭＶを、発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量に換算する。
【００４３】
ＰＩ調整器７２は、発電用媒体ポンプ２５０および冷却用媒体ポンプ３２０を制御するためのＭＶを算出する。ＰＩ調整器７２は、算出したＭＶをスプリット演算器７４に入力する。スプリット演算器７４は、発電用媒体ポンプ２５０の操作量であるＭＶを低レベル選択器９０に入力する。また、スプリット演算器７４は、冷却用媒体ポンプ３２０の操作量であるＭＶを算出する。当該算出されたＭＶにより、冷却用媒体ポンプ３２０の流量は制御される。
【００４４】
発電部２００において、発電用媒体ポンプ２５０の流量が変更されると、外部へ排出される排ガスの温度、バッファタンク２２０の液体量、発電用媒体の過熱度、発電機２３０が出力する電力、および、発電用媒体の過冷却度等が影響を受ける。これにより、各ＰＶの値は変化し得る。
【００４５】
発電用媒体ポンプ２５０の流量と発電機２３０の発電量とは比例する。つまり、発電用媒体ポンプ２５０の流量が増えると、発電機２３０の発電量は増加する。制御部１００は、発電部２００の発電量を最大化しつつも、蒸発器２１０、バッファタンク２２０、発電機２３０、凝縮器２４０、発電用媒体ポンプ２５０および冷却用媒体ポンプ３２０が安全に動作するよう制御する。
【００４６】
ＭＶが最も小さいということは、ＰＶの値が最もＳＶに近いことを意味する。各ＳＶは、蒸発器２１０、バッファタンク２２０、発電機２３０、凝縮器２４０、発電用媒体ポンプ２５０および冷却用媒体ポンプ３２０が安全に動作する範囲の値で設定される。最もＳＶに近い部材、つまり、限界で動作している機器を保護するべく、発電用媒体ポンプ２５０の流量は最小のＭＶにより制限されてよい。なお、各ＭＶ同士は直接比較できないので、低レベル選択器９０が各ＭＶを発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量に換算して比較する。
【００４７】
低レベル選択器９０は、複数のＰＩ調整器４０、４２、５２および６０から入力されたＭＶから換算した発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、スプリット演算器７４から入力された操作量ＭＶから換算した発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量とのうち、最も小さな変化量を選択する。低レベル選択器９０は、当該最も小さな変化量で動作するように、発電用媒体ポンプ２５０を制御する。これにより、発電量を最大化しつつも、機器およびポンプ等を保護することができる。
【００４８】
（硫酸露点温度に基づく制御）排ガスは、二酸化硫黄（ＳＯ２）および三酸化硫黄（ＳＯ３）を含む。三酸化硫黄は水（Ｈ２Ｏ）と反応する。これにより、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）が生成される。排ガスが通過する船舶の煙突の内部が露点温度以下になると、生成された硫酸が結露する。この場合、液体の硫酸が船舶の煙突の内側に設けられた蒸発器２１０の金属部材を腐食する。蒸発器２１０が腐食すると、発電用媒体が腐食した部分から漏れ出す可能性が有る。発電用媒体が蒸発器２１０から漏れると、発電部２００はもはや使用できない。この場合、発電部２００を備えた船舶の修理に多大なコストおよび時間がかかる。それゆえ、蒸発器２１０の腐食を防ぐ必要がある。
【００４９】
制御部１００は、硫酸露点算出器３０を有する。硫酸露点算出器３０は、動力装置としての主機エンジン４００と蒸発器２１０との間における排ガスの温度および二酸化硫黄の濃度、ならびに、主機エンジン４００が使用するＣ重油中の硫黄（Ｓ）の濃度を用いて、硫酸露点を算出する。
【００５０】
船舶の煙突の内側には、温度計１０および濃度センサ１２が設けられる。温度計１０および濃度センサ１２は、排ガスエコノマイザ４５０と蒸発器２１０との間における排ガスの温度および二酸化硫黄の濃度を測定する。
【００５１】
Ｃ重油中の硫黄濃度は、購入時の燃料成分表から知ることができる。既知の硫黄濃度を、Ｃ重油中の硫黄濃度データ８０として用いることができる。
【００５２】
現時点の技術的知見においては、三酸化硫黄の濃度を直接測定することが難しい。これに対して、二酸化硫黄の濃度を測定することは容易である。また、Ｃ重油中の硫黄濃度データ８０により、二酸化硫黄が三酸化硫黄へ変化する転換率が定まる。硫酸露点算出器３０は、当該転換率および温度を用いて、硫酸露点温度を算出する。
【００５３】
蒸発器２１０を通過した排ガスは、船舶の煙突の先端から外部へ放出される。蒸発器２１０を通過した後であって外部へ放出される前の排ガスの排出温度は、船舶の煙突の内側に設けた温度計１６により測定される。
【００５４】
制御部１００は、濃度センサ１２により測定される排ガスの硫黄濃度に少なくとも基づいて発電部２００における発電用媒体の流量を制御する。つまり、制御部１００は、主機エンジン４００と蒸発器２１０との間における排ガスの硫黄濃度等から算出した露点温度に基づいて、発電部２００における発電用媒体の流量を制御する。また、制御部１００は、蒸発器２１０から外部へ排出される排ガスの温度である排出温度に基づいて発電部２００における発電用媒体の流量を制御する。
【００５５】
具体的には、硫酸露点算出器３０は、濃度センサ１２により測定される排ガスの硫黄濃度から硫酸露点温度を算出する。硫酸露点算出器３０は、算出した硫酸露点温度をＳＶとしてＰＩ調整器４０に入力する。また、制御部１００は、温度計１６で測定された排ガスの排出温度をＰＶとしてＰＩ調整器４０に入力する。ＰＩ調整器４０は、ＰＶをＳＶに近づけるべくＭＶを算出する。ＰＩ調整器４０は、算出したＭＶを低レベル選択器９０の入力端子Ｄに入力する。なお、硫酸露点温度としてのＳＶは、外部へ放出される排ガスの温度の下限値となる。
【００５６】
低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器４０で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化を算出する。他のＰＩ調整器等と比較して、ＰＩ調整器４０で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化が最も小さい場合には、制御部１００は、ＰＩ調整器４０で算出されたＭＶの分だけ、発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。つまり、硫酸露点温度による制御に際し、要求発電量と現在の出力、バッファタンク２２０内の水量、過熱度および過冷却度を考慮した制御を行うことができる。
【００５７】
発電用媒体ポンプ２５０の流量と、排ガスと発電用媒体との熱交換の量とは比例する。また、発電用媒体ポンプ２５０の流量が増えれば、発電機２３０の発電量は増え、排ガスの排出温度（ＰＶ）は下がる。ただし、硫酸の結露を防止するべく、排ガスの排出温度（ＰＶ）は硫酸露点温度（ＳＶ）よりも常に大きくする必要がある。そこで、硫酸の結露を防ぎつつ発電量を最大化するために、発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。これにより、発電部２００における発電量を最大化しつつ、蒸発器２１０の腐食を防止することができる。特に、燃料の燃焼状態によって硫酸露点温度が変動する場合でも、本例では、硫酸露点温度による制御に際し、要求発電量と現在の出力、バッファタンク２２０内の水量、過熱度および過冷却度を考慮した制御を行うため、当該変動に的確に対応し、硫酸の結露を防ぎつつ発電量を最大化することができる。
【００５８】
なお、上述の様に、蒸発器２１０が腐食された場合の修理のためのコストおよび時間は甚大である。そこで、硫酸露点算出器３０は、算出された硫酸露点よりも更に高い温度を硫酸露点としてよい。例えば、算出された硫酸露点温度が１１５℃である場合に、硫酸露点算出器３０は、さらに２５℃のマージンを取り、硫酸露点温度は１４０℃であるとしてもよい。マージンの温度は、設計または運用段階において適宜定めてよい。これにより、発電部２００における蒸発器２１０の腐食を確実に防ぐことができる。
【００５９】
（バッファタンク２２０内の液体量に基づく制御）バッファタンク２２０には、気体および液体の発電用媒体が蒸発器２１０から流入する。上述の様に、発電機２３０の蒸気タービンには、液体を接触させないことが好ましい。そこで、制御部１００は、制御部１００に対して要求されるバッファタンク２２０内の液体量の上限を示すレベル指示値８６とバッファタンク２２０内の現在の液体量とに基づいて、発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御する。
【００６０】
具体的には、制御部１００は、制御部１００に与えられるレベル指示値８６をＳＶとしてＰＩ調整器４２に入力する。制御部１００は、バッファタンク２２０内の液体量を測定する液量計２０が測定した液体量をＰＶとしてＰＩ調整器４２に入力する。ＰＩ調整器４２は、ＰＶをＳＶに近づけるべくＭＶを算出する。ＰＩ調整器４２は、算出したＭＶを低レベル選択器９０の入力端子Ｂに入力する。なお、レベル指示値８６であるＳＶは、液体量としてのＰＶの上限値となる。
【００６１】
低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器４２で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化を算出する。他のＰＩ調整器等と比較して、ＰＩ調整器４２で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化が最も小さい場合には、制御部１００は、ＰＩ調整器４２で算出されたＭＶの分だけ、発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。これにより、発電量を最大化しつつ、発電機２３０の蒸気タービンへの液体が流入することを防止することができる。
【００６２】
なお、発電用媒体ポンプ２５０の流量を減らすと、流量を減らす前と比較して蒸発器２１０における発電用媒体と排ガスとの熱交換量は多くなる。この場合、バッファタンク２２０における発電用媒体の気体の量は、流量を減らす前と比較して多くなる。つまり、バッファタンク２２０における発電用媒体の気体の量を増やすためには発電用媒体ポンプ２５０の流量を減らせばよい。逆に、バッファタンク２２０における発電用媒体の気体の量を減らすためには発電用媒体ポンプ２５０の流量を増やせばよい。
【００６３】
（過熱度に基づく制御）過熱度が小さいと、気体状態の発電用媒体は凝縮して液体となる可能性がある。発電機２３０の蒸気タービンに液体を接触させないように、制御部１００は過熱度を制御することが好ましい。
【００６４】
制御部１００は、第２の検出器２９により測定された発電用媒体の温度および圧力に基づいて発電用媒体の過熱度を算出する。具体的には、過熱度算出器５０が、圧力計２８により測定した圧力における飽和蒸気の温度と温度計２７で測定した過熱蒸気の温度との差を算出する。
【００６５】
制御部１００は、制御部１００に対して要求される過熱度の下限を示す過熱度指示値８４をＳＶとしてＰＩ調整器５２に入力する。また、過熱度算出器５０は、算出した過熱度をＰＶとしてＰＩ調整器５２に入力する。ＰＩ調整器５２は、ＰＶをＳＶに近づけるべくＭＶを算出する。ＰＩ調整器５２は、算出したＭＶを低レベル選択器９０の入力端子Ｅに入力する。なお、過熱度指示値８４であるＳＶは、算出した過熱度としてのＰＶの下限値となる。
【００６６】
制御部１００は、過熱度指示値８４と算出した発電用媒体の過熱度とに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御する。低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器５２で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化を算出する。他のＰＩ調整器等と比較して、ＰＩ調整器５２で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化が最も小さい場合には、制御部１００は、ＰＩ調整器５２で算出されたＭＶの分だけ、発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。これにより、発電量を最大化しつつ発電機２３０の蒸気タービンへの液体が流入することを防止することができる。
【００６７】
（発電機２３０の発電量に基づく制御）制御部１００は、制御部１００に対して要求される発電の出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量に基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御する。具体的には、制御部１００は、制御部１００に与えられる出力指令値８８をＳＶとしてＰＩ調整器６０に入力する。出力指令値８８は、バイナリ発電装置５００への要求発電量である。
【００６８】
発電部２００は、発電機２３０の現在の出力を計測する電力測定器２６を有する。制御部１００は、電力測定器２６により測定された出力を、ＰＶとしてＰＩ調整器６０に入力する。ＰＩ調整器６０は、ＰＶをＳＶに近づけるべくＭＶを算出する。ＰＩ調整器６０は、算出したＭＶを低レベル選択器９０の入力端子Ａに入力する。
【００６９】
低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器６０で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化を算出する。他のＰＩ調整器等と比較して、ＰＩ調整器６０で算出されたＭＶに対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化が最も小さい場合には、制御部１００は、ＰＩ調整器６０で算出されたＭＶの分だけ、発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。これにより、要求発電量に従って、発電部２００を発電させることができる。
【００７０】
出力指令値８８は、発電部２００が目標とする目標値である。制御部１００は、基本的には出力指令値８８により定められた発電量を実現するべく、発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御する。例えば、現在の発電機２３０の出力が出力指令値８８よりも低い場合には、制御部１００は発電用媒体ポンプ２５０の流量を増やす必要がある。ただし、発電用媒体ポンプ２５０の流量は、排出される排ガスの温度、バッファタンク２２０内の水量、過熱度および過冷却度にも影響する。それゆえ、どの程度、発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御するかは、低レベル選択器９０の決定に従う。
【００７１】
（過冷却度に基づく制御）凝縮器２４０における発電用媒体の過冷却度は、発電用媒体ポンプ２５０の流量に応じて変化する。例えば、冷却用媒体の流量が一定の場合には、発電用媒体の流量が増えるほど過冷却度は小さくなる。これに対して、冷却用媒体の流量が一定の場合には、発電用媒体の流量が減るほど過冷却度は大きくなる。冷却用媒体の流量によっても、発電用媒体の過冷却度は変化する。例えば、発電用媒体の流量が一定の場合には、冷却部３００における冷却用媒体の流量を減らすほど過冷却度は小さくなる。これに対して、発電用媒体の流量が一定の場合には、冷却部３００における冷却用媒体の流量を増やすほど過冷却度は大きくなる。
【００７２】
過冷却度が増加すると発電用媒体ポンプ２５０の動力負荷が増加する。必要以上に大きな動力負荷は、発電部２００における電力損失となる。制御部１００は、制御部１００に与えられる過冷却度指示値８９をＳＶとしてＰＩ調整器７２に入力する。また、制御部１００の過冷却度算出器７０は、第１の検出器２５により測定された発電用媒体の温度および圧力に基づいて発電用媒体の過冷却度を算出する。
【００７３】
具体的には、過冷却度算出器７０は、圧力計２４で測定した圧力における液体の飽和温度と温度計２２で測定した液体の温度との差から過冷却度を算出する。過冷却度算出器７０は、算出した過冷却度をＰＶとしてＰＩ調整器７２に入力する。発電用媒体の過冷却度が過冷却度指示値８９を超えないように制御することにより、発電用媒体ポンプ２５０の動力負荷が必要以上に大きくなることを防ぐことができる。これにより、バイナリ発電装置５００における電力損失を防ぐことができる。
【００７４】
ＰＩ調整器７２は、算出したＭＶをスプリット演算器７４に入力する。制御部１００のスプリット演算器７４は、第１の検出器２５により測定された発電用媒体の温度および圧力に基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量と冷却用媒体ポンプ３２０の流量とを算出する。具体的には、スプリット演算器７４は、ＰＩ調整器７２で算出されたＭＶを１つの入力信号として、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶおよび冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶの２つの出力信号を算出する。このように、制御部１００のスプリット演算器７４は、制御部１００に対して要求される冷却用媒体の過冷却度指示値８９と測定された過冷却度とに基づいて、発電用媒体ポンプ２５０の流量と冷却用媒体ポンプ３２０の流量とを算出する。
【００７５】
スプリット演算器７４における出力信号の具体的な算出方法については、図３において述べる。スプリット演算器７４は、冷却用媒体ポンプ３２０の出力が１００％を超えないように調整する。これにより、冷却用媒体ポンプ３２０は保護される。スプリット演算器７４は、算出した発電用媒体ポンプ２５０のＭＶを低レベル選択器９０の入力端子Ｃに入力する。なお、過冷却度指示値８９であるＳＶは、算出した過冷却度としてのＰＶの下限値となる。
【００７６】
制御部１００は、スプリット演算器７４で算出された発電用媒体ポンプ２５０の流量と冷却用媒体ポンプ３２０の流量とに基づいて両者のうちの少なくとも一つを制御する。本例の制御部１００は、スプリット演算器７４の算出結果を受けて、冷却用媒体ポンプ３２０の流量を常に制御する。しかし、スプリット演算器７４の算出結果を受けて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御するか否かは、他のＰＩ調整器の出力に対応する発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化と比較して低レベル選択器９０により決定される。具体的には、他のＰＩ調整器のＭＶから算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化と比較して、スプリット演算器７４で算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化が最も小さい場合には、制御部１００は、発電用媒体ポンプ２５０の流量を当該最小の流量に調整する。
【００７７】
発電用媒体ポンプ２５０の流量および冷却用媒体ポンプ３２０の流量の少なくとも１つを制御した後に、発電用媒体の過冷却度は変化する。そこで、制御部１００は、凝縮器２４０における発電用媒体の過冷却度の変動に応じて、発電用媒体ポンプ２５０の流量および冷却用媒体ポンプ３２０の流量の少なくとも１つを制御してよい。本例の制御部１００の過冷却度算出器７０は、以前に算出された流量に基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量と冷却用媒体ポンプ３２０の流量との少なくとも一つが制御されることにより変化した発電用媒体の過冷却度と、制御部１００に対して要求される冷却用媒体の過冷却度指示値８９とに更に基づいて、発電用媒体ポンプ２５０の流量と冷却用媒体ポンプ３２０の流量とを再度算出する。具体的な流量の制御方法は上述の通りである。これにより、バイナリ発電装置５００における電力損失を防ぐことができる。
【００７８】
（表示装置）バイナリ発電装置５００は表示装置１２０をさらに備える。制御部１００は、表示装置１２０における画面の表示を制御する。制御部１００は、制御部１００の発電機２３０に要求される発電量が出力指令値８８よりも制限されている場合には、排ガスの露点温度、冷却用媒体の過冷却度指示値８９、過熱度の下限を示す過熱度指示値８４、ならびに、バッファタンク２２０の液体量の上限を示すレベル指示値８６のうち、いずれにより発電機２３０の発電量が制限されているのかを表示装置１２０に表示させる。
【００７９】
本例の表示装置１２０は、要求される発電量が排ガスの露点温度によって出力指令値８８よりも制限されている場合には、「Ｄ：排ガス温度制限中」と表示する。また、冷却用媒体の過冷却度指示値８９によって、要求される発電量が出力指令値８８よりも制限されている場合には、表示装置１２０は「Ｃ：冷却水温度制限中」と表示する。
【００８０】
さらに、過熱度の下限を示す過熱度指示値８４によって、要求される発電量が出力指令値８８よりも制限されている場合には、表示装置１２０は「Ｅ：媒体温度制限中」と表示する。また、バッファタンク２２０の液体量の上限を示すレベル指示値８６によって、要求される発電量が出力指令値８８よりも制限されている場合には、表示装置１２０は「Ｂ：バッファタンク水位制限中」と表示する。加えて、要求される発電量が出力指令値８８に対して制限されていない場合には、表示装置１２０は「Ａ：制限なし」と表示する。
【００８１】
これによりユーザは、要求される発電量が排ガスの露点温度、過冷却度指示値８９、過熱度指示値８４およびレベル指示値８６のいずれによって制限されているのか知ることができる。ユーザは、要求される発電量を実現するべく、過冷却度指示値８９、過熱度指示値８４およびレベル指示値８６のいずれかの指示値を変更することができる。
【００８２】
表示装置１２０は、出力指令値８８を「出力指令値」として表示装置１２０に表示する。また表示装置１２０は、発電機２３０の発電量を「現在の発電量」として表示装置１２０に表示する。表示装置１２０は、「最大発電量」を表示してもよい。
【００８３】
本例の制御部１００は、比エンタルピー差算出器３２および演算器３４を有する。比エンタルピー差算出器３２は、硫酸露点算出器３０で算出された硫酸露点温度と温度計１０で測定された排ガスの温度とから比エンタルピー差を算出する。演算器３４は、算出された比エンタルピー差と制御部１００に与えられる発電効率８２とからバイナリ発電装置５００の最大発電量を算出する。制御部１００は、演算器３４が算出した最大発電量を「最大発電量」として表示装置１２０に表示させる。これによりユーザは、「出力指令値」、「現在の発電量」および「最大発電量」を容易にモニタリングすることができる。
【００８４】
本例では、低レベル選択器９０は、入力端子Ａ〜Ｅに入力されたＭＶを発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量に換算して、最小の変化量を選択する。ここで、低レベル選択器９０が比較の対象とする、ＭＶには様々な組み合わせが存在する。
【００８５】
例えば、低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器４０のＭＶとＰＩ調整器６０のＭＶとのいずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。つまり、低レベル選択器９０は、（１）排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（２）出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。
【００８６】
より具体的には、低レベル選択器９０は、（１）排ガスの露点温度および排出温度からＰＩ調整器４２および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、（２）出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力からＰＩ調整器６０および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量とを比較し、（１）および（２）のうち最も小さな変化量で発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。
【００８７】
さらに他の例では、低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器４０のＭＶと、ＰＩ調整器６０のＭＶと、スプリット演算器７４のＭＶとのいずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。つまり、低レベル選択器９０は、（１）排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（２）出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（３）過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。また、（１）〜（３）が比較される際に、スプリット演算器７４は、過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度に基づいて冷却用媒体ポンプ３２０の流量を制御してよい。
【００８８】
より具体的には、制御部１００は、過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度からスプリット演算器７４が定める冷却用媒体ポンプ３２０の流量を制御し、かつ、（１）排ガスの露点温度および排出温度からＰＩ調整器４２および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、（２）出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力から、ＰＩ調整器６０および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、（３）過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度から、スプリット演算器７４および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量とを比較し、（１）〜（３）のうち最も小さな変化量に基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。
【００８９】
またさらに他の例では、低レベル選択器９０は、ＰＩ調整器４０のＭＶと、ＰＩ調整器６０のＭＶと、スプリット演算器７４のＭＶと、ＰＩ調整器４２のＭＶと、ＰＩ調整器５２のＭＶとのいずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。つまり、低レベル選択器９０は、（１）排ガスの露点温度および排出温度に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（２）出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（３）過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（４）レベル指示値８６および液量計２０によって測定された現在の液体量に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（５）過熱度指示値８４および過熱度算出器５０によって算出された過熱度に基づいて定められる発電用媒体ポンプ２５０の流量とのうち、いずれか一つのみに基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を制御してよい。また、（１）〜（５）が比較される際に、スプリット演算器７４は、過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度に基づいて冷却用媒体ポンプ３２０の流量を制御してよい。
【００９０】
より具体的には、制御部１００は、過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度からスプリット演算器７４が定める冷却用媒体ポンプ３２０の流量を制御し、かつ、（１）排ガスの露点温度および排出温度からＰＩ調整器４２および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、（２）出力指令値８８および発電機２３０の現在の出力から、ＰＩ調整器６０および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、（３）過冷却度指示値８９および過冷却度算出器７０により算出された過冷却度から、スプリット演算器７４および低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量の変化量と、（４）レベル指示値８６および液量計２０によって測定された現在の液体量から、低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量と、（５）過熱度指示値８４および過熱度算出器５０によって算出された過熱度から、低レベル選択器９０により算出される発電用媒体ポンプ２５０の流量とを比較し、（１）〜（５）のうち最も小さな変化量に基づいて発電用媒体ポンプ２５０の流量を調整する。
【００９１】
図３は、スプリット演算器７４での演算の例を示す図である。横軸は、ＰＩ調整器７２がスプリット演算器７４に出力する操作量であるＭＶ（以下、ＰＩ調整器７２からの入力値と略称する。）を示す。入力値の下限は０％であり、上限は１００％である。縦軸は、発電用媒体ポンプ２５０の操作量ＭＶおよび冷却用媒体ポンプ３２０の操作量であるＭＶを示す。縦軸の下限は０％であり、上限は１００％である。
【００９２】
図３中の点線は、ＰＩ調整器７２からの入力値に対する出力値を示す。これは、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶに相当する。また、図３中の実線は、ＰＩ調整器７２からの入力値に対する出力値を示す。これは、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶに相当する。このように、スプリット演算器は、１つの入力値に対して２つの出力値を算出する。
【００９３】
本例のスプリット演算器７４は、ＰＩ調整器７２からの入力値が０から５０％までの範囲では、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶを１００％で一定とする。ただし、スプリット演算器７４は、ＰＩ調整器７２からの入力値が５０から１００％までの範囲では、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶを１００％から０％へ線形に減少させる。
【００９４】
これに対して、スプリット演算器７４は、ＰＩ調整器７２からの入力値が０から５０％までの範囲では、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶを０〜１００％へ線形に増加させる。ただし、スプリット演算器７４は、ＰＩ調整器７２からの入力値が５０から１００％までの範囲では、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶを１００％で一定とする。
【００９５】
例えば、ＰＩ調整器７２からの入力値が２５％の場合には、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶは１００％となり、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶは５０％となる。すなわち、発電用媒体ポンプ２５０の過冷却度が過冷却度指示値８９に近い場合には、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶは最大とし、かつ、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶは発電用媒体ポンプ２５０のＭＶに対して小さくする。
【００９６】
これに対して、例えば、ＰＩ調整器７２からの入力値が７５％の場合には、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶは５０％となり、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶは１００％となる。すなわち、発電用媒体ポンプ２５０の過冷却度が過冷却度指示値８９から遠い場合には、冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶは最大とし、かつ、発電用媒体ポンプ２５０のＭＶを冷却用媒体ポンプ３２０のＭＶに対して小さくする。つまり、過冷却度指示値８９に対して冷却用媒体ポンプ３２０が最大量で運転している場合には、発電用媒体ポンプ２５０の出力を下げる。このように、冷却用媒体ポンプ３２０の出力が１００％を超えないようにすることで、冷却用媒体ポンプ３２０を保護することができる。
【００９７】
図４は、コンピュータ６９０のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態に係るコンピュータ６９０は、ホスト・コントローラ７８２により相互に接続されるＣＰＵ６９５、ＲＡＭ７２０、グラフィック・コントローラ７７５、及び表示装置７８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ７８４によりホスト・コントローラ７８２に接続される通信インターフェイス７３０、ハードディスクドライブ７４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ７６０を有する入出力部と、入出力コントローラ７８４に接続されるＲＯＭ７１０、フレキシブルディスク・ドライブ７５０、及び入出力チップ７７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００９８】
ホスト・コントローラ７８２は、ＲＡＭ７２０と、高い転送レートでＲＡＭ７２０をアクセスするＣＰＵ６９５及びグラフィック・コントローラ７７５とを接続する。ＣＰＵ６９５は、ＲＯＭ７１０及びＲＡＭ７２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ７７５は、ＣＰＵ６９５等がＲＡＭ７２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置７８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ７７５は、ＣＰＵ６９５等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００９９】
入出力コントローラ７８４は、ホスト・コントローラ７８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス７３０、ハードディスクドライブ７４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ７６０を接続する。通信インターフェイス７３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ７４０は、コンピュータ６９０内のＣＰＵ６９５が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ７６０は、ＣＤ−ＲＯＭ７９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ７２０を介してハードディスクドライブ７４０に提供する。
【０１００】
また、入出力コントローラ７８４には、ＲＯＭ７１０と、フレキシブルディスク・ドライブ７５０、及び入出力チップ７７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ７１０は、コンピュータ６９０が起動時に実行するブート・プログラム、及び／又は、コンピュータ６９０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ７５０は、フレキシブルディスク７９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ７２０を介してハードディスクドライブ７４０に提供する。入出力チップ７７０は、フレキシブルディスク・ドライブ７５０を入出力コントローラ７８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ７８４へと接続する。
【０１０１】
ＲＡＭ７２０を介してハードディスクドライブ７４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク７９０、ＣＤ−ＲＯＭ７９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ７２０を介してコンピュータ６９０内のハードディスクドライブ７４０にインストールされ、ＣＰＵ６９５において実行される。
【０１０２】
コンピュータ６９０にインストールされ、コンピュータ６９０を制御装置として機能させるプログラムは、硫酸露点算出モジュールと、比エンタルピー差算出モジュールと、演算モジュールと、過熱度算出モジュールと、過冷却度算出モジュールと、スプリット演算モジュールと、低レベル選択モジュールと、ＰＩ調整モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ６９５等に働きかけて、コンピュータ６９０を、制御装置として機能させる。なお、当該制御装置は、図１および図２における制御部１００を単体で独立した装置としたものである。
【０１０３】
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ６９０に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である硫酸露点算出モジュールと、比エンタルピー差算出モジュールと、演算モジュールと、過熱度算出モジュールと、過冷却度算出モジュールと、スプリット演算モジュールと、低レベル選択モジュールと、ＰＩ調整モジュールとして機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ６９０の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の制御装置が構築される。
【０１０４】
一例として、コンピュータ６９０と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ６９５は、ＲＡＭ７２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス７３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス７３０は、ＣＰＵ６９５の制御を受けて、ＲＡＭ７２０、ハードディスクドライブ７４０、フレキシブルディスク７９０、又はＣＤ−ＲＯＭ７９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス７３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ６９５が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス７３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス７３０又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【０１０５】
また、ＣＰＵ６９５は、ハードディスクドライブ７４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ７６０（ＣＤ−ＲＯＭ７９５）、フレキシブルディスク・ドライブ７５０（フレキシブルディスク７９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ７２０へと読み込ませ、ＲＡＭ７２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ６９５は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ７２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ７２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ６９５は、ＲＡＭ７２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ７２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ７２０、メモリ、及び／又は記憶装置に含まれるものとする。
【０１０６】
また、ＣＰＵ６９５は、ＲＡＭ７２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ７２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ６９５は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（又は不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【０１０７】
また、ＣＰＵ６９５は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ６９５は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【０１０８】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク７９０、ＣＤ−ＲＯＭ７９５の他に、ＤＶＤ又はＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ６９０に提供してもよい。
【０１０９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１１０】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１１１】
１０・・温度計、１２・・濃度センサ、１６・・温度計、２０・・液量計、２２・・温度計、２４・・圧力計、２５・・第１の検出器、２６・・電力測定器、２７・・温度計、２８・・圧力計、２９・・第２の検出器
３０・・硫酸露点算出器、３２・・比エンタルピー差算出器、３４・・演算器
４０・・ＰＩ調整器、４２・・ＰＩ調整器、５０・・過熱度算出器、５２・・ＰＩ調整器
６０・・ＰＩ調整器、７０・・過冷却度算出器、７２・・ＰＩ調整器、７４・・スプリット演算器、８０・・硫黄濃度データ、８２・・発電効率、８４・・過熱度指示値、８６・・レベル指示値、８８・・出力指令値、８９・・過冷却度指示値、９０・・低レベル選択器
１００・・制御部、１２０・・表示装置、２００・・発電部、２１０・・蒸発器、２２０・・バッファタンク、２３０・・発電機、２４０・・凝縮器、２５０・・発電用媒体ポンプ、３００・・冷却部、３２０・・冷却用媒体ポンプ、４００・・主機エンジン、４５０・・排ガスエコノマイザ、５００・・バイナリ発電装置、６００・・バイナリ発電システム
６９０・・コンピュータ、６９５・・ＣＰＵ、７１０・・ＲＯＭ、７２０・・ＲＡＭ、７３０・・通信インターフェイス、７４０・・ハードディスクドライブ、７５０・・フレキシブルディスク・ドライブ、７６０・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ、７７０・・入出力チップ、７７５・・グラフィック・コントローラ、７８０・・表示装置、７８２・・ホスト・コントローラ、７８４・・入出力コントローラ、７９０・・フレキシブルディスク、７９５・・ＣＤ−ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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