(57)【要約】【課題】流量計を用いることなく再熱蒸気の流量を求めることが可能な制御装置を提供する。【解決手段】一実施形態によれば、コンバインド発電システムは、複数のガスタービンと、排ガスを個別に熱回収して主蒸気を生成する複数の排熱回収ボイラと、合流主蒸気で駆動する第１の蒸気タービンと、分流排出蒸気を加熱して再熱蒸気を生成する複数の再熱器と、合流再熱蒸気で駆動する第２の蒸気タービンと、主蒸気の流量を個別に計測する複数の流量計と、複数の再熱器の入口の圧力を個別に計測する複数の第１の圧力計と、複数の再熱器の出口の圧力を個別に計測する複数の第２の圧力計と、を備える。制御装置は、複数の流量計の計測値を加算する加算器と、複数の再熱器毎に第１の圧力計の計測値から第２の圧力計の計測値を減算する複数の減算器と、主蒸気の総流量と差圧とに基づいて複数の再熱器毎に再熱蒸気の流量を算出する流量算出部と、を備える。【選択図】図１
2017025845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のガスタービンと、前記複数のガスタービンの排ガスを個別に熱回収して主蒸気を生成する複数の排熱回収ボイラと、前記複数の排熱回収ボイラの各々で生成された前記主蒸気が合流した合流主蒸気で駆動する第１の蒸気タービンと、前記複数の排熱回収ボイラの各々の内部で、前記第１の蒸気タービンの排出蒸気が分流された分流排出蒸気を加熱して再熱蒸気を生成する複数の再熱器と、前記複数の再熱器の各々で生成された前記再熱蒸気が合流した合流再熱蒸気で駆動する第２の蒸気タービンと、前記主蒸気の流量を個別に計測する複数の流量計と、前記分流排出蒸気が流入する前記複数の再熱器の入口の圧力を個別に計測する複数の第１の圧力計と、前記再熱蒸気が流出する前記複数の再熱器の出口の圧力を個別に計測する複数の第２の圧力計と、を備えるコンバインド発電システムを制御する制御装置であって、
前記複数の流量計の計測値を加算する加算器と、
前記複数の再熱器毎に前記第１の圧力計の計測値から前記第２の圧力計の計測値を減算する複数の減算器と、
前記加算器の算出値である前記主蒸気の総流量と、前記複数の減算器の各々の算出値である差圧とに基づいて、前記複数の再熱器毎に前記再熱蒸気の流量を算出する流量算出部と、
を備える、制御装置。
【請求項２】
前記流量算出部は、前記差圧の平方根を算出して、前記複数の再熱器間における前記再熱蒸気の流量比を算出し、当該流量比に応じて前記主蒸気の総流量を按分することにより前記再熱蒸気の流量を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記加算器の算出値の移動時間平均である第１の移動時間平均を算出する第１の移動時間平均算出器と、前記複数の減算器の各々の算出値の移動時間平均である第２の移動時間平均を算出する第２の移動時間平均算出器と、をさらに備え、
前記流量算出部は、前記第１の移動時間平均と前記第２の移動時間平均とに基づいて、前記再熱蒸気の流量を算出する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記複数の流量計の各々の計測値の移動時間平均である第３の移動時間平均を算出する第３の移動時間平均算出器をさらに備え、
前記加算器は、前記第３の移動時間平均を加算する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記複数の第１の圧力計の各々の計測値の移動時間平均である第４の移動時間平均を算出する第４の移動時間平均算出器と、前記複数の第２の圧力計の各々の計測値の移動時間平均である第５の移動時間平均を算出する第５の移動時間平均算出器と、をさらに備え、
前記減算器は、前記第４の移動時間平均から前記第５の移動時間平均を減算する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記複数の流量計の各々の計測値の移動時間平均である第３の移動時間平均を算出する第３の移動時間平均算出器と、前記複数の第１の圧力計の各々の計測値の移動時間平均である第４の移動時間平均を算出する第４の移動時間平均算出器と、前記複数の第２の圧力計の各々の計測値の移動時間平均である第５の移動時間平均を算出する第５の移動時間平均算出器と、をさらに備え、
前記加算器は、前記第３の移動時間平均を加算し、
前記減算器は、前記第４の移動時間平均から前記第５の移動時間平均を減算する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項７】
前記コンバインド発電システムが、前記複数の再熱器の各々の入口側で前記分流排出蒸気の流量を個別に調節する複数の弁をさらに備え、
前記制御装置が、前記複数の流量計の計測値に基づいて、前記複数の弁の開度を個別に制御する弁制御部をさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
複数のガスタービンと、
前記複数のガスタービンの排ガスを個別に熱回収して主蒸気を生成する複数の排熱回収ボイラと、
前記複数の排熱回収ボイラの各々で生成された前記主蒸気が合流した合流主蒸気で駆動する第１の蒸気タービンと、
前記複数の排熱回収ボイラの各々の内部で、前記第１の蒸気タービンの排出蒸気が分流された分流排出蒸気を加熱して再熱蒸気を生成する複数の再熱器と、
前記複数の再熱器の各々で生成された前記再熱蒸気が合流した合流再熱蒸気で駆動する第２の蒸気タービンと、
前記主蒸気の流量を個別に計測する複数の流量計と、
前記分流排出蒸気が流入する前記複数の再熱器の入口の圧力を個別に計測する複数の第１の圧力計と、
前記再熱蒸気が流出する前記複数の再熱器の出口の圧力を個別に計測する複数の第２の圧力計と、
前記複数の流量計の計測値を加算する加算器と、
前記複数の再熱器毎に前記第１の圧力計の計測値から前記第２の圧力計の計測値を減算する複数の減算器と、
前記加算器の算出値である前記主蒸気の総流量と、前記複数の減算器の各々の算出値である差圧とに基づいて、前記複数の再熱器毎に前記再熱蒸気の流量を算出する流量算出部と、
を備えるコンバインド発電システム。
【請求項９】
複数のガスタービンと、前記複数のガスタービンの排ガスを個別に熱回収して主蒸気を生成する複数の排熱回収ボイラと、前記複数の排熱回収ボイラの各々で生成された前記主蒸気が合流した合流主蒸気で駆動する第１の蒸気タービンと、前記複数の排熱回収ボイラの各々の内部で、前記第１の蒸気タービンの排出蒸気が分流された分流排出蒸気を加熱して再熱蒸気を生成する複数の再熱器と、前記複数の再熱器の各々で生成された前記再熱蒸気が合流した合流再熱蒸気で駆動する第２の蒸気タービンと、前記主蒸気の流量を個別に計測する複数の流量計と、前記分流排出蒸気が流入する前記複数の再熱器の入口の圧力を個別に計測する複数の第１の圧力計と、前記再熱蒸気が流出する前記複数の再熱器の出口の圧力を個別に計測する複数の第２の圧力計と、を備えるコンバインド発電システムの運転制御方法であって、
前記複数の流量計の計測値を加算する加算ステップと、
前記複数の再熱器毎に前記第１の圧力計の計測値から前記第２の圧力計の計測値を減算する減算ステップと、
前記加算ステップの算出値である前記主蒸気の総流量と、前記減算ステップの算出値である差圧とに基づいて、前記複数の再熱器毎に前記再熱蒸気の流量を算出する流量算出ステップと、
を備える再熱蒸気のコンバインド発電システムの運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、制御装置、コンバインド発電システムおよびその運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインド発電システムの一例として、複数のガスタービンと、複数の排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）と、一対の蒸気タービンと、で構成される多軸型コンバインド発電システムがある（特願２０１４−１８６１８１号）。多軸型コンバインド発電システムでは、ガスタービンの駆動に伴って高温ガスが排出される。この高温ガスの熱は、排熱回収ボイラに回収され、蒸気が生成される。この生成された蒸気で、一対の蒸気タービンの一方が駆動する。蒸気タービンの駆動に伴って、低温蒸気が排出される。この低温蒸気が、排熱回収ボイラの内部で再熱器によって加熱されることによって、再熱蒸気が生成される。この生成された再熱蒸気で、一対の蒸気タービンの他方が駆動する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した多軸型コンバインド発電システムでは、一般的に、再熱器で生成された再熱蒸気の流量は、計測されていない。その理由の一つとして、流量計を用いて再熱蒸気の流量を計測する場合、流量計は一般的にベンチュリ管等を用いるので、圧力損失によって性能が低下するおそれがあることが挙げられる。
【０００４】
そこで本発明は、流量計を用いることなく再熱蒸気の流量を求めることが可能な制御装置、コンバインド発電システムおよびその運転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】
【０００５】
一実施形態によれば、コンバインド発電システムを制御する制御装置が提供される。コンバインド発電システムは、複数のガスタービンと、前記複数のガスタービンの排ガスを個別に熱回収して主蒸気を生成する複数の排熱回収ボイラと、を備える。また、コンバインド発電システムは、前記複数の排熱回収ボイラの各々で生成された前記主蒸気が合流した合流主蒸気で駆動する第１の蒸気タービンと、前記複数の排熱回収ボイラの各々の内部で、前記第１の蒸気タービンの排出蒸気が分流された分流排出蒸気を加熱して再熱蒸気を生成する複数の再熱器と、前記複数の再熱器の各々で生成された前記再熱蒸気が合流した合流再熱蒸気で駆動する第２の蒸気タービンと、を備える。さらに、コンバインド発電システムは、前記主蒸気の流量を個別に計測する複数の流量計と、前記分流排出蒸気が流入する前記複数の再熱器の入口の圧力を個別に計測する複数の第１の圧力計と、前記再熱蒸気が流出する前記複数の再熱器の出口の圧力を個別に計測する複数の第２の圧力計と、を備える。制御装置は、前記複数の流量計の計測値を加算する加算器と、前記複数の再熱器毎に前記第１の圧力計の計測値から前記第２の圧力計の計測値を減算する複数の減算器と、前記加算器の算出値である前記主蒸気の総流量と、前記複数の減算器の各々の算出値である差圧とに基づいて、前記複数の再熱器毎に前記再熱蒸気の流量を算出する流量算出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
流量計を用いることなく再熱蒸気の流量を求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るコンバインド発電システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示す弁制御部の構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係るコンバインド発電システムの構成を示す図である。
【図４】第２の実施形態の変形例１に係る制御装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態の変形例２に係る制御装置の構成を示す図である。
【図６】第２の実施形態の変形例３に係る制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るコンバインド発電システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係るコンバインド発電システム１は、第１のユニット７００、７０１と、第２のユニット８００、８０１と、高圧蒸気タービン（第１の蒸気タービン）９０２と、低圧蒸気タービン（第２の蒸気タービン）９０３と、制御装置３００と、表示装置３０１と、を備える。
【００１０】
まず、第１のユニット７００と第２のユニット８００とについて説明する。第１のユニット７００と第２のユニット８００とは、高圧蒸気タービン９０２の上流側に設けられている。
【００１１】
第１のユニット７００は、ガスタービン７１０と、排熱回収ボイラ７１１と、ドラム７１３と、発電機７１６と、過熱器７１７と、流量計７１８と、高圧アイソレーション弁７０４と、を有する。同様に、第２のユニット８００も、ガスタービン８１０と、排熱回収ボイラ８１１と、ドラム８１３と、発電機８１６と、過熱器８１７と、流量計８１８と、高圧アイソレーション弁８０４と、を有する。
【００１２】
ガスタービン７１０とガスタービン８１０は、燃焼ガスで駆動する。この駆動に伴って、発電機７１６と発電機８１６が発電するとともに、ガスタービン７１０とガスタービン８１０とから排ガスが個別に排出される。
【００１３】
排熱回収ボイラ７１１は、ガスタービン７１０から排出された排ガスの熱を回収する。排熱回収ボイラ７１１にはドラム７１３が内蔵されている。ドラム７１３は、排熱回収ボイラ７１１で回収された熱で蒸気を発生させる。過熱器７１７は、この蒸気を加熱する。これにより主蒸気ｎが生成される。主蒸気ｎの流量Ｆは、流量計７１８により計測される。流量計７１８は、計測値を示す流量信号ｅを制御装置３００へ出力する。
【００１４】
排熱回収ボイラ８１１も同様に、ガスタービン８１０から排出された排ガスの熱を回収する。排熱回収ボイラ８１１にもドラム８１３が内蔵されている。ドラム８１３は、排熱回収ボイラ８１１で回収された熱で蒸気を発生させる。過熱器８１７は、この蒸気を加熱する。これにより主蒸気ｋが生成される。主蒸気ｋの流量Ｇは、流量計８１８により計測される。流量計８１８は、計測値を示す流量信号ｍを制御装置３００へ出力する。
【００１５】
主蒸気ｎは、高圧アイソレーション弁７０４を介して高圧蒸気ヘッダ９０８に送気され、主蒸気ｋは、高圧アイソレーション弁８０４を介して高圧蒸気ヘッダ９０８に送気される。その結果、主蒸気ｎと主蒸気ｋは、高圧蒸気ヘッダ９０８で合流する。主蒸気ｎと主蒸気ｋとが合流した合流主蒸気は、加減弁９０１を通過して高圧蒸気タービン９０２に供給される。高圧蒸気タービン９０２は、供給された合流主蒸気で駆動する。
【００１６】
高圧蒸気タービン９０２の駆動に伴って、高圧蒸気タービン９０２から低圧且つ低温状態の排出蒸気が排出される。この排出蒸気は、排出蒸気ヘッダ９１０へ送気される。この排出蒸気ヘッダ９１０から第１ユニット７０１と第２ユニット８０１が分岐しているので、排出蒸気は、第１ユニット７０１に流入する排出蒸気ｐ（分流排出蒸気）と、第２ユニット８０１に流入する排出蒸気ｑ（分流排出蒸気）とに分流する。
【００１７】
ここで、第１のユニット７０１と第２のユニット８０１とについて説明する。第１のユニット７０１と第２のユニット８０１とは、高圧蒸気タービン９０２の下流側に設けられている。
【００１８】
第１のユニット７０１は、再熱器７２０と、逆止弁７２１と、ＣＲＨ（Cold ReHeat）アイソレーション弁７２２と、圧力計（第１の圧力計）７３０と、圧力計（第２の圧力計）７３１と、を有する。第２のユニット８０１も同様に、再熱器８２０と、逆止弁８２１と、ＣＲＨアイソレーション弁８２２と、圧力計（第１の圧力計）８３０と、圧力計（第２の圧力計）８３１と、を有する。
【００１９】
第１ユニット７０１では、排出蒸気ｐが排出蒸気ヘッダ９１０からＣＲＨアイソレーション弁７２２を介して再熱器７２０に流入する。再熱器７２０は、排熱回収ボイラ７１１の内部で、ガスタービン７１０から排出された排ガスの熱を用いて排出蒸気ｐを加熱する。これにより、再熱蒸気ｙが生成される。このとき、圧力計７３０は、排出蒸気ｐが流入する再熱器７２０の入口の圧力を計測し、計測値を示す圧力信号ｄを制御装置３００へ出力する。また、圧力計７３１は、再熱蒸気ｙが流出する再熱器７２０の出口の圧力を計測し、計測値を示す圧力信号ｗを制御装置３００へ出力する。
【００２０】
第２ユニット８０１でも同様に、排出蒸気ｑが排出蒸気ヘッダ９１０からＣＲＨアイソレーション弁８２２を介して再熱器８２０に流入する。再熱器８２０は、排熱回収ボイラ８１１の内部で、ガスタービン８１０の排ガスの熱を用いて排出蒸気ｑを加熱する。これにより、再熱蒸気ｚが生成される。このとき、圧力計８３０は、排出蒸気ｑが流入する再熱器８２０の入口の圧力を計測し、計測値を示す圧力信号ｈを制御装置３００へ出力する。また、圧力計８３１は、再熱蒸気ｚが流出する再熱器８２０の出口の圧力を計測し、計測値を示す圧力信号ｖを制御装置３００へ出力する。
【００２１】
再熱蒸気ｙは、逆止弁７２１を介して再熱蒸気ヘッダ９１１に送気され、再熱蒸気ｚは、逆止弁８２１を介して再熱蒸気ヘッダ９１１に送気される。その結果、再熱蒸気ｙと再熱蒸気ｚは、再熱蒸気ヘッダ９１１で合流する。再熱蒸気ｙと再熱蒸気ｚとが合流した合流再熱蒸気は、インターセプト弁９１２を通過して低圧蒸気タービン９０３に供給される。低圧蒸気タービン９０３は、供給された合流再熱蒸気で駆動する。この駆動に伴って、低圧蒸気タービン９０３から排気された蒸気は、復水器（不図示）で冷却されて水に還える。
【００２２】
高圧蒸気タービン９０２と低圧蒸気タービン９０３は、車軸９０４で互いに接続され、これらが駆動することにより発電機９０５が発電する。
【００２３】
なお、本実施形態に係るコンバインド発電システム１は、２台のガスタービン７１０、８１０と、２台の排熱回収ボイラ７１１、８１１と、一対の蒸気タービン９０２、９０３と、で構成される２-２-１方式の多軸型コンバインドサイクル発電システムである。その他に、コンバインド発電システム１は、３台のガスタービンと、３台の排熱回収ボイラと、一対の蒸気タービンとで構成される３-３-１方式の多軸型コンバインドサイクル発電システムにより構成されてもよい。つまり、コンバインド発電システム１は、Ｎ台（Ｎは２以上の自然数）のガスタービンと、Ｎ台の排熱回収ボイラと、一対の蒸気タービンとで構成されるＮ−Ｎ―１方式の多軸型コンバインドサイクル発電システムに構成することが可能である。
【００２４】
次に、制御装置３００について説明する。制御装置３００は、プロセッサが所定のプログラムを実行するディジタル演算装置、例えばＤＣＳ（Distributed Control System）で構成することができる。具体的には、本実施形態に係る制御装置３００は、弁制御部４００と、演算制御部６００と、を有する。
【００２５】
まず、弁制御部４００の役割について説明する。本実施形態に係るコンバインド発電システム１では、通常、ガスタービン７１０の出力とガスタービン８１０の出力が一致するように制御されている。しかし、これらのガスタービンの一方が、故障等により定格よりも低い出力状態になる場合がある。この場合、排出蒸気ヘッダ９１０から再熱器７２０と再熱器８２０とに分流される排出蒸気の流量比を調整しないと、再熱器７２０、８２０の冷却が不十分になる可能性がある。そこで、弁制御部４００は、流量計７１８の計測値と流量計８１８の計測値とに基づいて、ＣＲＨアイソレーション弁７２２の開度とＣＲＨアイソレーション弁８２２の開度とを個別に制御する。これにより、ガスタービン７１０の出力とガスタービン８１０の出力がアンバランスな状態であっても、再熱器７２０、８２０の冷却不足を回避することができる。
【００２６】
図２は、弁制御部４００の構成を示す図である。図２に示すように、弁制御部４００は、決定部４０１と、開度調整部４０２と、を有する。決定部４０１は、除算器４１１と、移動時間平均算出器４１２と、関数発生器４１３と、を有する。
【００２７】
除算器４１１は、流量信号ｍに示された流量計８１８の計測値を流量信号ｅに示された流量計７１８の計測値で除算することにより排出蒸気の流量比を決定し、決定した流量比を移動時間平均算出器４１２へ出力する。
【００２８】
移動時間平均算出器４１２は、直近の規定時間（例えば、１分間）の流量比の移動時間平均を主蒸気平均流量比として算出し、算出した主蒸気平均流量比を関数発生器４１３へ出力する。
【００２９】
関数発生器４１３には、ＣＲＨアイソレーション弁７２２、８２２の開度と流量係数（Ｃｖ値）との対応関係を示すデータが記憶されている。関数発生器４１３は、主蒸気平均流量比に基づいてＣＲＨアイソレーション弁７２２、８２２の目標流量係数を決定し、決定した目標流量係数に対応する目標開度を上記データから算出する。例えば、ガスタービン７１０の出力が定格の１００％であり、ガスタービン８１０の出力が定格の４０％の場合、関数発生器４１３は、ＣＲＨアイソレーション弁７２２の目標開度を１００％（全開）に決定し、ＣＲＨアイソレーション弁８２２の目標開度を５０％（中間開度）に決定する。
【００３０】
開度調整部４０２は、比較器４２１と、比較器４２２と、を有する。比較器４２１と、比較器４２２には、ＣＲＨアイソレーション弁７２２の現在の開度を示す開度信号が開度計７１５から入力されるとともに、ＣＲＨアイソレーション弁８２２の現在の開度を示す開度信号が開度計８１５から入力される。
【００３１】
比較器４２１は、各ＣＲＨアイソレーション弁毎に目標開度と開度信号とを比較する。その結果、目標開度が開度信号よりも大きい場合には、比較器４２１はＣＲＨアイソレーション弁７２２とＣＲＨアイソレーション弁８２２に対して開弁指令を個別に出力する。同様に、比較器４２２も、各ＣＲＨアイソレーション弁毎に目標開度と開度信号を比較する。その結果、目標開度が開度信号よりも小さい場合には、比較器４２２はＣＲＨアイソレーション弁７２２とＣＲＨアイソレーション弁８２２に対して閉弁指令を個別に出力する。
【００３２】
上記のように、開度調整部４０２は、目標開度に対して開度不足の場合には開弁指令を出力し、開度過剰の場合には閉弁指令を出力する。これにより、最終的にはＣＲＨアイソレーション弁７２２、８２２の開度は目標開度となる。
【００３３】
再び図１に戻って、演算制御部６００について説明する。演算制御部６００は、加算器６１０と、減算器６２１と、減算器６３１と、流量算出部６４１と、を有する。
【００３４】
加算器６１０は、流量計７１８の計測値と、流量計８１８の計測値とを加算する。これにより、主蒸気の総流量ｒが算出される。
【００３５】
減算器６２１は、圧力計７３０の計測値から圧力計７３１の計測値を減算する。これにより、再熱器７２０の入口と出口の差圧ｆが算出される。
【００３６】
減算器６３１は、圧力計８３０の計測値から圧力計８３１の計測値を減算する。これにより、再熱器８２０の入口と出口の差圧ｇが算出される。
【００３７】
流量算出部６４１は、ルーター６２３と、ルーター６３３と、加算器６４０と、除算器６２５と、除算器６３５と、乗算器６２９と、乗算器６３０と、を有する。
【００３８】
ルーター６２３は、差圧ｆの平方根ａを算出する。ルーター６３３も、同様に、差圧ｇの平方根ｂを算出する。加算器６４０は、平方根ａと平方根ｂを加算して平方根総和ｃを算出する。
【００３９】
除算器６２５は、平方根ａを平方根総和ｃで除算する。これにより、第１のユニット７０１における再熱蒸気の流量の按分比ｉが算出される。同様に、除算器６３５も、平方根ｂを平方根総和ｃで除算する。これにより、第２のユニット８０１における再熱蒸気の流量の按分比ｊが算出される。
【００４０】
乗算器６２９は、主蒸気の総流量ｒと按分比ｉを乗算する。この乗算により算出された算出値ｓは、再熱器７２０で生成された再熱蒸気の流量Ｒに相当する。同様に、乗算器６３０も、主蒸気の総流量ｒと按分比ｊを乗算する。この乗算により算出された算出値ｔは、再熱器８２０で生成される再熱蒸気の流量Ｑに相当する。
【００４１】
次に、表示装置３０１について説明する。表示装置３０１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）で構成されている。表示装置３０１は、制御装置３００より出力された算出値ｓ（換言すると再熱蒸気の流量Ｒ）と算出値ｔ（換言すると再熱蒸気の流量Ｑ）をトレンドグラフ等で表示するグラフィック表示動作を実行する。表示装置３０１に表示された算出値ｓと算出値ｔは、他のコンバインド発電システムの運転状態を示すプロセス値と同様に、監視対象としてモニタリングされる。
【００４２】
以下、上述した制御装置３００の動作について詳細に説明する。ここでは、制御装置３００の演算制御部６００が再熱蒸気の流量Ｒ、Ｑを算出する動作について説明する。
【００４３】
まず、加算器６１０が、流量計７１８の計測値と流量計８１８の計測値とを加算する。これが本実施形態における加算ステップである。この加算ステップにより、主蒸気ｎと主蒸気ｋの総流量ｒが算出される。
【００４４】
次に、減算器６２１が圧力計７３０の計測値から圧力計７３１の計測値を減算するとともに減算器６３１が圧力計８３０の計測値から圧力計８３１の計測値を減算する。これが本実施形態における減算ステップである。この減算ステップにより、再熱器７２０の差圧ｆと再熱器８２０の差圧ｇとが個別に算出される。
【００４５】
次に、ルーター６２３が差圧ｆの平方根ａを算出するとともに、ルーター６３３が差圧ｇの平方根ｂを算出する。続いて、加算器６４０が平方根ａと平方根ｂを加算して平方根総和ｃを算出する。続いて、除算器６２５が平方根ａを平方根総和ｃで除算するとともに、除算器６３５が平方根ｂを平方根総和ｃで除算する。最後に、乗算器６２９が主蒸気の総流量ｒと除算器６２５の除算値を乗算するとともに、乗算器６３０が主蒸気の総流量ｒと除算器６３５の除算値を乗算する。これが本実施形態における流量算出ステップである。この流量算出ステップにより算出された算出値ｓが、再熱器７２０で生成された再熱蒸気の流量Ｒに相当し、算出値ｔが再熱器８２０で生成された再熱蒸気の流量値ｔに相当する。
【００４６】
ここで、上述した演算制御部６００の動作により算出された算出値ｓ、ｔが、再熱蒸気の流量Ｒ、Ｑに相当する理由について説明する。
【００４７】
本実施形態では、下記の式（１）に示すように、主蒸気ｎ、ｋの総流量（Ｆ＋Ｇ）と再熱蒸気ｙ、ｚの総流量（Ｑ＋Ｒ）が等しいことを前提としてる。
【００４８】
Ｆ＋Ｇ＝Ｑ＋Ｒ      （１）
また、再熱器７２０で生成される再熱蒸気の流量Ｒは、下記の式（２）に示すように、差圧ｆの平方根ａに近似的に比例する関係がある。
【００４９】
Ｒ＝Ｃv×√ｆ＝Ｃｖ×ａ      （２）
同様に、再熱器８２０で生成される再熱蒸気の流量Ｑも、下記の式（３）に示すように、差圧ｇの平方根ｂに近似的に比例する関係がある。
【００５０】
Ｑ＝Ｃv×√ｇ＝Ｃｖ×ｂ      （３）
上記の式（２）、（３）において、Ｃｖは流量係数である。上記の式（１）〜（３）によりＣｖを消去すれば、下記の式（４）、（５）が導き出される。
【００５１】
Ｒ＝（ａ／ａ+ｂ）×（Ｆ+Ｇ）＝（第１のユニット７０１の按分比ｉ）×主蒸気の総流量ｒ      （４）
Ｑ＝（ｂ／ａ+ｂ）×（Ｆ+Ｇ）＝（第２のユニット８０１の按分比ｊ）×主蒸気の総流量ｒ      （５）
上記の式（４）、（５）より下記の式（７）、（８）が成立する。よって、算出値ｓ、ｔは、再熱蒸気の流量Ｒ、Ｑに相当する。
【００５２】
Ｒ＝ｓ      （７）
Ｑ＝ｔ      （８）
以上説明した本実施形態に係るコンバインド発電システム１によれば、再熱器７２０の出入口の圧力を個別に計測する圧力計７３０および圧力計７３１と、再熱器８２０の出入口の圧力を個別に計測する圧力計８３０および圧力計８３１と、が設けられている。また、制御装置３００が、圧力計７３０および圧力計７３１の計測値に基づいて再熱器７２０の差圧を算出するとともに、圧力計８３０および圧力計８３１の計測値に基づいて再熱器８２０の差圧を算出している。さらに、制御装置３００が、これらの差圧に基づいて、再熱器７２０と再熱器８２０の各々で生成される再熱蒸気の流量を個別に算出している。よって、再熱蒸気の流量計を設置することなく再熱蒸気の流量を取得可能となる。そのため、流量計の設置による圧力損失の発生を回避することができ、コンバインド発電システム全体の発電性能を維持することが可能となる。
【００５３】
なお、圧力計７３０、圧力計７３１、圧力計８３０、及び圧力計８３１は、流量計と異なり、計測に際してフローノズル等の圧力損失をもたらす付属デバイス（機器）を必要としない。そのため、流量計に比べて、性能低下を招く事態は起こりにくい。
【００５４】
また、本実施形態では、流量係数Ｃｖを用いることなく再熱蒸気の流量を求めている。この流量係数Ｃｖの数値を正確に計測して再熱蒸気の流量を求めることは現実的に非常に困難である。そこで、本実施形態では、上述した式（１）〜（３）の関係よりＣｖを消去して（換言するとＣｖの値を特定することなしに）再熱器の流量を算出している。つまり、流量係数Ｃｖという計測が高難度な数値で再熱蒸気の流量を求めるのではなく、再熱器７２０、８２０の差圧という計測が比較的容易な数値で再熱蒸気の流量を求めることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態では、ガスタービン７１０の出力とガスタービン８１０の出力がアンバランスな状態になったときに弁制御部４００がＣＲＨアイソレーション弁７２２の開度とＣＲＨアイソレーション弁８２２の開度とを個別に制御する。これにより、再熱蒸気の流量比が調整されるので、再熱器７２０および再熱器８２０の冷却不足を回避することが可能となる。さらに、表示装置３０１に再熱蒸気の流量が表示されるので、弁制御部４００によって調整された再熱蒸気の流量比を検証することも可能となる。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態に係るコンバインド発電システムの構成を示す図である。上述した第１の実施形態に係るコンバインド発電システム１と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５７】
図３に示すように、本実施形態に係るコンバインド発電システム２は、制御装置３００の代わりに制御装置３１０を備える点で第１の実施形態に係るコンバインド発電システム１と異なる。制御装置３１０は、弁制御部４００と、演算制御部６０１とを有する。弁制御部４００は、第１の実施形態と同様であり、演算制御部６０１は、移動時間平均算出器(第１の移動時間平均算出器)６１１と、移動時間平均算出器(第２の移動時間平均算出器)６２２、６３２と、をさらに有する点で第１の実施形態に係る演算制御部６００と異なる。
【００５８】
移動時間平均算出器６１１は、直近の規定時間（例えば、５秒間）の加算器６１０の算出値（主蒸気の総流量ｒ）の移動時間平均（第１の移動時間平均）ｒ１を算出する。この移動時間平均ｒ１は、乗算器６２９、６３０の演算で使用される。
【００５９】
移動時間平均算出器６２２は、直近の規定時間（例えば、５秒間）における減算器６２１の算出値（差圧ｆ）の移動時間平均ｆ１を算出する。同様に、移動時間平均算出器６３２も、直近の規定時間（例えば、５秒間）における減算器６３１の算出値（差圧ｇ）の移動時間平均ｇ１を算出する。移動時間平均ｆ１は、ルーター６２３の演算で用いられ、移動時間平均ｇ１は、ルーター６３３の演算で用いられる。
【００６０】
コンバインド発電システムでは、一般的に、主蒸気の流量と再熱器の出入口の圧力は、様々の外乱要素を受けてノイズ成分が印加されやすい。そのため、流量信号ｅ、ｍと圧力信号ｄ、ｗ、ｈ、ｖは、±数％程度の範囲で振れやすい。そこで、本実施形態では、移動時間平均算出器６１１が主蒸気の総流量ｒの移動時間平均ｒ１を算出し、かつ移動時間平均算出器６２２、６３２が差圧ｆ、ｇの移動時間平均ｆ１、ｇ１を算出することによって、主蒸気の総流量と差圧をより高精度に算出することが可能となる。
【００６１】
以上説明した本実施形態に係るコンバインド発電システムによれば、第１の実施形態と同様に、制御装置３１０が再熱器７２０、８２０の出入口の差圧に基づいて、再熱器７２０および再熱器８２０でそれぞれ生成される再熱蒸気の流量値を個別に算出している。よって、再熱蒸気の流量計を設置することなく再熱蒸気の流量を取得可能となる。
【００６２】
特に、本実施形態では、主蒸気の総流量の移動時間平均と差圧の移動時間平均を算出しているので、主蒸気の総流量と再熱器７２０、８２０の差圧をより高精度に算出することが可能となる。その結果、これらの値の演算により算出される再熱蒸気の流量の値も高精度な数値となる。
【００６３】
（変形例１）
第２の実施形態の変形例１について説明する。図４は、第２の実施形態の変形例１に係る制御装置の構成を示す図である。上述した第２の実施形態に係る制御装置３１０と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６４】
図４に示すように、本変形例に係る制御装置３１０ａは、弁制御部４００と、演算制御部６０１ａとを有する。弁制御部４００は、第２の実施形態と同様であるので演算制御部６０１ａについて説明する。演算制御部６０１ａは、移動時間平均算出器６１１の代わりに移動時間平均算出器（第３の移動時間平均算出器）６４２ａ、６４２ｂを有する点で第２の実施形態に係る演算制御部６０１と異なる。
【００６５】
移動時間平均算出器６４２ａは、直近の規定時間（例えば、５秒間）における主蒸気ｎの流量の移動時間平均（第３の移動時間平均）ｅ１を算出する。同様に、移動時間平均算出器６４２ｂも、直近の規定時間（例えば、５秒間）における主蒸気ｋの流量の移動時間平均（第３の移動時間平均）ｍ１を算出する。これらの移動時間平均は加算器６１０で加算される。
【００６６】
以上説明した本変形例によれば、移動時間平均算出器６４２ａが主蒸気ｎの流量の移動時間平均ｅ１を算出し、かつ移動時間平均算出器６４２ｂが主蒸気ｋの流量の移動時間平均ｍ１を算出している。そのため、これらの移動時間平均の加算により算出される主蒸気の総流量が高精度な数値となる。
【００６７】
また、本変形例においても、第２の実施形態と同様に、移動時間平均算出器６２２が再熱器７２０の差圧ｆの移動時間平均ｆ１を算出し、かつ移動時間平均算出器６３２が再熱器８２０の差圧ｇの移動時間平均ｇ１を算出している。そのため、再熱器７２０、８２０の差圧も高精度な数値となる。
【００６８】
したがって、主蒸気の総流量と再熱器７２０、８２０の差圧との演算により算出される再熱蒸気の流量も高精度な数値となる。
【００６９】
（変形例２）
第２の実施形態の変形例２について説明する。図５は、第２の実施形態の変形例２に係る制御装置の構成を示す図である。上述した第２の実施形態に係る制御装置３１０と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７０】
図５に示すように、本変形例に係る制御装置３１０ｂは、弁制御部４００と、演算制御部６０１ｂとを有する。弁制御部４００は、第２の実施形態と同様であるので演算制御部６０１ｂについて説明する。演算制御部６０１ｂは、移動時間平均算出器６２２の代わりに移動時間平均算出器（第４の移動時間平均算出器）６４３ａ、６４４ａを有し、また移動時間平均算出器６３２の代わりに移動時間平均算出器（第５の移動時間平均算出器）６４３ｂ、６４４ｂを有する点で第２の実施形態に係る演算制御部６０１と異なる。
【００７１】
移動時間平均算出器６４３ａは、直近の規定時間（例えば、５秒間）における圧力計７３０の計測値の移動時間平均（第４の移動時間平均）ｄ１を算出する。一方、移動時間平均算出器６４３ｂは、直近の規定時間（例えば、５秒間）における圧力計７３１の計測値の移動時間平均（第５の移動時間平均）ｗ１を算出する。減算器６２１は、移動時間平均ｄ１から移動時間平均ｗ１を減算する。
【００７２】
また、移動時間平均算出器６４４ａは、直近の規定時間（例えば、５秒間）における圧力計８３０の計測値の移動時間平均（第４の移動時間平均）ｈ１を算出する。一方、移動時間平均算出器６４４ｂは、直近の規定時間（例えば、５秒間）における圧力計８３１の計測値の移動時間平均（第５の移動時間平均）ｖ１を算出する。減算器６３１は、移動時間平均ｈ１から移動時間平均ｖ１を減算する。
【００７３】
以上説明した本変形例によれば、移動時間平均算出器６４３ａおよび移動時間平均算出器６４３ｂにより再熱器７２０の出入口の移動時間平均が個別に算出されているので、これらの移動時間平均の減算により算出される再熱器７２０の差圧が高精度な数値となる。また、移動時間平均算出器６４４ａおよび移動時間平均算出器６４４ｂにより再熱器８２０の出入口の圧力の移動時間平均も個別に算出されているので、これらの移動時間平均の減算により算出される再熱器８２０の差圧も高精度な数値となる。
【００７４】
さらに、本変形例においても、第２の実施形態と同様に、移動時間平均算出器６１１が主蒸気の総流量の移動時間平均ｒ１を算出している。そのため、主蒸気の総流量も高精度な数値となる。
【００７５】
したがって、主蒸気の総流量と再熱器７２０、８２０の差圧との演算により算出される再熱蒸気の流量の値も高精度な数値となる。
【００７６】
（変形例３）
第２の実施形態の変形例３について説明する。図６は、第２の実施形態の変形例３に係る制御装置の構成を示す図である。上述した第２の実施形態に係る制御装置３１０と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７７】
図６に示すように、本変形例に係る制御装置３１０ｃは、弁制御部４００と、演算制御部６０１ｃとを有する。弁制御部４００は、第２の実施形態と同様であるので演算制御部６０１ｃについて説明する。演算制御部６０１ｃは、移動時間平均算出器６１１の代わりに移動時間平均算出器６４２ａ、６４２ｂを有し、また移動時間平均算出器６２２の代わりに移動時間平均算出器６４３ａ、６４４ａを有し、さらに移動時間平均算出器６３２の代わりに移動時間平均算出器６４３ｂ、６４４ｂを有する点で第２の実施形態に係る演算制御部６０１と異なる。
【００７８】
移動時間平均算出器６４２ａ、６４２ｂは、上述した変形例１と同様であるので、説明を省略する。また、移動時間平均算出器６４３ａ、６４４ａと移動時間平均算出器６４３ｂ、６４４ｂも、上述した変形例２と同様であるので、説明を省略する。
【００７９】
本変形例によれば、移動時間平均算出器６４２ａ、６４２ｂにより主蒸気ｎ、ｋの流量の移動時間平均が算出されているので、これらの移動時間平均の加算により算出される主蒸気ｎ、ｋの総流量が高精度な数値となる。
【００８０】
また、移動時間平均算出器６４３ａ、６４３ｂにより再熱器７２０の入口と出口の圧力の移動時間平均が算出されているので、これらの移動時間平均の減算により算出される再熱器７２０の差圧が高精度な数値となる。さらに、移動時間平均算出器６４４ａ、６４４ｂにより再熱器８２０の入口と出口の圧力の移動時間平均も算出されているので、これらの移動時間平均の減算により算出される再熱器８２０の差圧も高精度な数値となる。
【００８１】
したがって、主蒸気ｎ、ｋの総流量と再熱器７２０、８２０の差圧との演算により算出される再熱蒸気の流量も高精度な数値となる。
【００８２】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【００８３】
３００、３１０  制御装置、４００  弁制御部、６１０  加算器、６１１  移動時間平均算出器（第１の移動時間平均算出器）、６２１、６３１  減算器、６２２、６３２  移動時間平均算出器（第２の移動時間平均算出器）、６４１  流量算出部、６４２ａ、６４２ｂ  移動時間平均算出器（第３の移動時間平均算出器）、６４３ａ、６４４ａ  移動時間平均算出器（第４の移動時間平均算出器）、６４３ｂ、６４４ｂ  移動時間平均算出器（第５の移動時間平均算出器）、  ７１０、８１０  ガスタービン、７１１、８１１  排熱回収ボイラ、７１８、８１８  流量計、７２０、８２０  再熱器、７２２、８２２  ＣＲＨアイソレーション弁、７３０、８３０  圧力計（第１の圧力計）、７３１、８３１  圧力計（第２の圧力計）、９０２  高圧蒸気タービン（第１の蒸気タービン）、９０３  低圧蒸気タービン（第２の蒸気タービン）
【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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