发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发电系统的控制装置，将从柴油引擎目前的运转状态得到的蒸汽轮机(9)的可供给输出作为蒸汽轮机可供给输出而得到，将蒸汽轮机(9)的输出设为需要电力与动力涡轮机最小输出及柴油引擎发电机最小输出的差值，由此以接近蒸汽轮机可供给输出的方式决定蒸汽轮机输出，以补偿蒸汽轮机(9)的输出与需要电力的差值的方式决定动力涡轮机(7)的输出。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2010年9月29日、专利技术名称为“”、申请号为201080039288.3的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及具备利用从作为船舶用柴油引擎及陆地上发电机用柴油引擎等的主引擎排出的排气的排出能量的蒸汽轮机及动力涡轮机的。
技术介绍
已知有将船舶驱动用柴油引擎(主引擎)的排气一部分抽气并导入动力涡轮机作为发电输出利用，并且将在使用了同一柴油引擎排气的排气锅炉生成的蒸汽导入蒸汽轮机作为发电输出利用的发电系统。目前，该发电系统中，控制向动力涡轮机的排气供给量的进气阀为ON.0FF的开关阀。另一方面，专利文献I中公开有不将柴油引擎排气的一部分送至增压器而导向动力涡轮机等，以排出能量为动力进行回收的技术。另外，在排气进入动力涡轮机时以缩小从柴油引擎送至增压器的排气量的变化幅度的方式对排气量进行调整。进入动力涡轮机的排气量的调整如下进行:利用多条通路形成动力涡轮机的气体入口并在各自的通路设置旁通阀。现有技术文献专利文献专利文献1:(日本)特开昭63 - 186916号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，上述发电系统中，由于向动力涡轮机导入排气的进气阀为ON.0FF开关阀，因此不能向动力涡轮机供给任意的排气量。因此，即使在需要电力产生变化的情况下，为向动力涡轮机供给一定的排气量，也不能使动力涡轮机的输出任意变化。因此，为了与需要电力的变化对应，不得不调整蒸汽轮机的输出，在排气锅炉中产生的蒸汽超过蒸汽轮机所需要的蒸汽量的情况下，将不对发电起作用的剩余蒸汽部分排出(清除)到空气。因此，形成从柴油引擎的排气回收的蒸汽能量的浪费丢弃，成为柴油引擎燃料的浪费。另一方面，上述专利文献I中公开有对供给到动力涡轮机的排气量进行阶段性地调整的专利技术，但是记载于同一专利文献I的动力涡轮机作为柴油引擎的动力回收所使用，在将动力涡轮机的输出作为发电使用的情况下应该以哪种方式调整排气量的公开完全没有。本专利技术是鉴于该情况而研发的，其目的在于提供一种不使用蒸汽轮机就可以抑制废弃的剩余蒸汽并提高主引擎的燃料效率的。解决问题的技术方案为了解决所述课题，本专利技术的采用下面的装置。S卩，本专利技术第一方面提供一种发电系统的控制装置，对涡轮发电机，控制所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机的输出，所述涡轮发电机具备:通过从主引擎的增压器的上游侧抽气的排气进行驱动的动力涡轮机、与该动力涡轮机串联连接并通过使用所述主引擎排气的排气锅炉生成的蒸汽驱动的蒸汽轮机、与所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机串联连接的发电机，其特征在于，将从所述主引擎目前的运转状态得到的所述蒸汽轮机的可供给输出作为蒸汽轮机可供给输出而得到，根据与需要电力的关系以接近所述蒸汽轮机可供给输出的方式决定所述蒸汽轮机输出，以补偿所述蒸汽轮机输出与所述需要电力的差值的方式决定所述动力涡轮机的输出。由于以接近蒸汽轮机可供给输出的方式决定蒸汽轮机的输出，因此，经由排气锅炉可以在蒸汽轮机有效地利用从主引擎得到的排气能量。因此，在蒸汽轮机不使用排气锅炉中生成的蒸汽，可以尽可能地防止作为剩余蒸汽废弃。由此，通过有效地进行主引擎的排热回收，可以使主引擎的燃料效率提高。另外，作为蒸汽轮机可供给输出典型性地使用从主引擎的排气能量得到的最大蒸汽轮机输出。蒸汽轮机输出根据与需要电力的关系决定。即，在需要电力超过蒸汽轮机可供给输出的情况下，优选蒸汽轮机输出设为与蒸汽轮机可供给输出相等或蒸汽轮机可供给输出以下的邻近值(例如由需要电力减去动力涡轮机最小输出的值)。在需要电力成为蒸汽轮机可供给输出以下的情况下，优选以满足需要电力的方式形成可供给输出以下的蒸汽轮机输出。另外，动力涡轮机的输出以补偿蒸汽轮机输出(例如反馈的目前值输出)与需要电力的差值的方式决定。具体而言，以使动力涡轮机分担满足需要电力的剩余负荷量的方式调整由动力涡轮机供给的排气量。由此，相对于需要电力能够使蒸汽轮机优选分担蒸汽轮机可负担的输出。另外，作为主引擎，典型性地列举船舶驱动用的柴油引擎。另外，本专利技术第一方式的发电系统的控制装置中，优选所述蒸汽轮机可供给输出相对于所述主引擎的负荷预先决定。由于蒸汽轮机可供给输出相对于主引擎的负荷预先决定，因此即使主引擎负荷变化，也能够从变化的主引擎负荷立刻得到蒸汽轮机可供给输出。根据如此得到的可供给输出可以确定蒸汽轮机的输出，因此能够使蒸汽轮机相对于主引擎的负荷变化随动性良好地运转。另外，主引擎负荷反映排气流量及排气压力，因此适于得到蒸汽轮机可供给输出。另外，本专利技术第一方面的发电系统的控制装置中，优选所述蒸汽轮机可供给输出根据所述排气锅炉入口的排气温度修正。由于若排气锅炉入口的排气温度变化，则通过排气锅炉生成的产生蒸汽量也变化，因此，通过排气锅炉入口的排气温度对蒸汽轮机可供给输出进行修正。具体而言，与标准温度(例如300°C)相比，如果排气温度成为高温则使可供给输出增大，与标准温度相比，如果排气温度成为低温则使可供给输出减少。另外，本专利技术第一方式的发电系统的控制装置中，优选将从所述主引擎目前的运转状态得到的所述动力涡轮机的可供给输出作为动力涡轮机可供给输出而得到，所述动力涡轮机的输出以不超过所述动力涡轮机可供给输出的方式决定。由于以不超过从主引擎目前的运转状态确定的可供给输出的方式决定动力涡轮机的输出，因此不会过量设定动力涡轮机的输出，因此可以防止过量的排气抽气并抑制对增压器及主引擎运转的影响。另外，作为动力涡轮机可供给输出，典型性地使用从主引擎的排气能量得到的最大动力涡轮机输出。另外，本专利技术第一方式的发电系统的控制装置中，优选所述动力涡轮机可供给输出相对于所述主引擎的负荷预先决定。由于动力涡轮机可供给输出相对于所述主引擎的负荷预先决定，因此即使主引擎负荷变化，也能够从变化的主引擎负荷立刻得到可供给输出。根据如此得到的可供给输出可以确定动力涡轮机的输出，因此能够使动力涡轮机相对于主引擎负荷变化随动性良好地运转。另外，主引擎负荷反映排气流量及排气压力，因此适于得到动力涡轮机可供给输出。另外，本专利技术第一方式的发电系统的控制装置中，优选所述动力涡轮机可供给输出根据所述增压器入口的空气温度修正。若增压器入口的空气温度变化，则由于空气密度变化来自主引擎的排气能量变化，因此形成通过增压器入口的空气温度对动力涡轮机可供给输出进行修正。具体而言，与标准温度(例如25°C )相比，如果空气温度成为高温则空气密度下降，因此使可供给输出减少，与标准温度相比，如果空气温度成为低温则空气密度提高，因此使可供给输出增大。另外，本专利技术第一方面的发电系统的控制装置中，优选在决定与所述涡轮发电机另外设置的柴油引擎发电机的发电用柴油引擎的输出时，以补偿所述蒸汽轮机的输出及所述动力涡轮机的输出与需要电力的差值的方式决定所述发电用柴油引擎输出。在设有柴油引擎的情况下，以补偿蒸汽轮机的输出(例如反馈的目前值输出)及动力涡轮机的输出(例如反馈的目前值输出)与需要电力的差值的方式决定发电用柴油引擎的输出。即，将发电用柴油引擎设为分担负荷的优先顺序，将蒸汽轮机及动力涡轮机设为之后的顺序。由此，可以主要使用蒸汽轮机及动力涡轮机并以补偿它们的方式使用柴油引擎，因此可以使发电用柴油引擎的启动时间及负荷减少，作为发电系统整体可以提高能量效率。另外，本专利技术第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，包括：利用从主引擎的增压器的上游侧抽气的排气进行驱动的动力涡轮机；使用所述主引擎的排气来生成蒸汽的排气锅炉；被由所述排气锅炉生成的蒸汽驱动的蒸汽轮机；与所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机连接的发电机；该发电系统的特征在于，从所述主引擎的运转状态计算出蒸汽轮机可供给输出，确定所述蒸汽轮机的输出，使蒸汽轮机的输出在所述蒸汽轮机可供给输出以下，确定所述动力涡轮机的输出，使动力涡轮机的输出补偿所述蒸汽轮机的输出与需要电力的差值。

【技术特征摘要】
2009.09.30 JP 2009-2285951.一种发电系统，包括: 利用从主引擎的增压器的上游侧抽气的排气进行驱动的动力涡轮机； 使用所述主引擎的排气来生成蒸汽的排气锅炉； 被由所述排气锅炉生成的蒸汽驱动的蒸汽轮机； 与所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机连接的发电机； 该发电系统的特征在于， 从所述主引擎的运转状态计算出蒸汽轮机可供给输出， 确定所述蒸汽轮机的输出，使蒸汽轮机的输出在所述蒸汽轮机可供给输出以下，确定所述动力涡轮机的输出，使动力涡轮机的输出补偿所述蒸汽轮机的输出与需要电力的差值。2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于， 从所述主引擎的负荷计算出所述蒸汽轮机可供给输出。3.根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于， 通过所述排气锅炉的入口的排气温度修正所述蒸汽轮机可供给输出。4.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于， 从所述主引擎的运转状态计算出动力涡轮机可供给输出， 确定所述动力涡轮机的输出，使动力涡轮机的输出不超过所述动力涡轮机可供给输出。5.根据权利要求4所述的发电系统，其特征在于， 从所述主引擎的负荷计算出所述动力涡轮机可供给输出。6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于， 通过所述增压器的入口的空气温度修正所述动力涡轮机可供给输出。7.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于， 进一步包括发电用柴油引擎和柴油引擎发电机， 确定所述发电用柴油引擎的输出，使发电用柴油引擎的输出补偿所述蒸汽轮机及所述动力涡轮机的总输出与需要电力的差值。8.一种发电系统，包括: 利用从主引擎的增压器的上游侧抽气的排气进行驱动的动力涡轮机； 使用所述主引擎的排气来生成蒸汽的排气锅炉； 被由所述排气锅炉生成的蒸汽驱动的蒸汽轮机； 与所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机连接的发电机； 该发电系统的特征在于， 具有运算部，该运算部 从需要电力及动力涡轮机最小输出计算出蒸汽轮机负荷率， 从所述需要电力及蒸汽轮机实际输出计算出动力涡轮机负荷率， 从所述蒸汽轮机负荷率及所述动力涡轮机负荷率计算出可供给输出，从所述可供给输出计算出蒸汽轮机目标输出及动力涡轮机目标输出。9.根据权利要求8所述的发电系统，其特征在于， 从发电机输出与所述蒸汽轮机实际输出的差值计算出所述动力涡轮机实际输出。10.根据权利要求8所述的发电系统，其特征在于， 从所述蒸汽轮机的第一阶段压力计算出所述蒸汽轮机实际输出。11.根据权利要求8所述的发电系统，其特征在于， 根据连结所述动力涡轮机和蒸汽轮机的离合器嵌脱的转速的输出，决定所述动力涡轮机最小输出。12.—种发电系统,包括: 利用从主引擎的增压器的上游侧抽气的排气进行驱动的动力涡轮机； 使用所述主引擎的排气来生成蒸汽的排气锅炉； 被由所述排气锅炉生成的蒸汽驱动的蒸汽轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：市来芳弘，西川佳彦，小林永司，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP