蒸汽涡轮机发电设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种蒸汽涡轮机发电设备，其在热影响量的预测精度无法保证的情况下也能安全启动。该蒸汽涡轮机发电设备基于设备状态量的测量值计算蒸汽涡轮机(3)的热影响量的预测值以及当前值，并行地计算基于预测值的热介质量调整装置(15)的第1目标操作量以及基于当前值的主蒸汽控制阀(16)的第2目标操作量，优先选择第1目标操作量，另一方面，在未能计算第1目标操作量时选择第2目标操作量，根据选择的目标操作量将指令值输出给热介质量调整装置(15)以及主蒸汽控制阀(16)。
【专利说明】蒸汽涡轮机发电设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种蒸汽涡轮机发电设备。
【背景技术】
[0002]为了抑制由于以风力发电和太阳能发电为代表的可再生能源接入电力系统导致的电网电力稳定性下降，要求蒸汽涡轮机发电设备的启动时间进一步缩短。然而，蒸汽涡轮机启动时蒸汽的温度和流量急剧上升，其结果是涡轮机转子的表面与内部相比升温更剧烈，半径方向上的温度梯度变大，热应力增大。过大的热应力可能导致涡轮机转子的寿命缩短。另外，蒸汽的温度变化较大时，涡轮机转子与机壳之间由于热容量差异会产生热膨胀差。随着这个热膨胀差变大，旋转的涡轮机转子与静止的机壳会发生接触、造成损伤。因此，蒸汽涡轮机需要采取启动控制，使得涡轮机转子的热应力和与机壳之间的热膨胀差不超过极限值。
[0003]对此，有一种公知技术能够预测计算从当前时刻起在未来一定时间内的热应力和热膨胀差，将热应力与热膨胀差的预测值控制在极限值内，使蒸汽涡轮机高速启动(参照专利文献I等)。
[0004]专利文献I中，是将例如蒸汽涡轮机的入口蒸汽的温度和蒸汽压力等设备状态的测量值作为输入设备状态量预测计算热应力等，基于这些预测值确定设备操作量。但是，有时会由于例如测量器状况不正常导致设备状态量的测量值没有输入以及预测计算来不及应对热应力等热影响量的变化的情况。这些情况下热影响量的预测精度无法保证，可能会导致无法将热影响量保持在极限值内使得设备安全启动。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I日本特开2009-281248号公报
【发明内容】
[0008]本发明是针对以上情况提出的，所要解决的技术问题是提供一种能够在热影响量的预测精度无法保证的情况下也能安全启动的蒸汽涡轮机发电设备。
[0009]为了达到上述目的，本发明基于设备状态量的测量值计算蒸汽涡轮机的热影响量的预测值以及当前值，并行计算基于预测值的第I目标操作量以及基于当前值的第2目标操作量，优先选择第I目标操作量，但未能计算第I目标操作量时则选择第2目标操作量控制设备状态量。
[0010]根据本发明，能够在热影响量的预测精度无法保证的情况下也能将蒸汽涡轮机发电设备安全启动。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的第I实施方式涉及的蒸汽涡轮机发电设备的概要结构图。
[0012]图2是本发明的第I实施方式涉及的蒸汽涡轮机发电设备具备的预测值计算装置的框图。
[0013]图3是第I目标操作量的计算步骤的说明图。
[0014]图4是本发明的第I实施方式涉及的蒸汽涡轮机发电设备具备的当前值计算装置的框图。
[0015]图5是第2目标操作量的计算步骤的说明图。
[0016]图6是表示目标操作量(变化率)与指令值(输出值)的关系的示意图。
[0017]图7是本发明的第2实施方式涉及的蒸汽涡轮机发电设备的概要结构图。
[0018]符号说明
[0019]I 热源装置
[0020]2 蒸汽产生装置
[0021]3 蒸汽涡轮机
[0022]4 发电机
[0023]5 热源介质
[0024]6 低温流体
[0025]7 高温流体
[0026]8 蒸汽
[0027]11 流量计(测量器)
[0028]12 压力计(测量器)
[0029]13 温度计(测量器)
[0030]14 热膨胀差计(测量器)
[0031]15 热源介质量调整装置(调整装置)
[0032]16 主蒸汽控制阀(调整装置)
[0033]20 温度计(测量器)
[0034]22 预测值计算装置
[0035]23 第I目标操作量计算装置
[0036]24 当前值计算装置
[0037]25 第2目标操作量计算装置
[0038]26、27指令输出装置
[0039]125 第2目标操作量计算装置
【具体实施方式】
[0040]以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
[0041]第I实施方式
[0042]1.蒸汽涡轮机发电设备
[0043]图1是本发明的第I实施方式涉及的蒸汽涡轮机发电设备的概要结构图。
[0044]该图所示的蒸汽涡轮机发电设备具备热源装置1、蒸汽产生装置2、蒸汽涡轮机3、发电机4、热源介质量调整装置15、主蒸汽控制阀16以及蒸汽涡轮机启动控制装置21。本实施方式中，以热源装置I为燃气涡轮机的情况(即蒸汽涡轮机发电设备为联合循环发电设备的情况)为例进行说明。
[0045]热源装置I中，低温流体6(本例中为与燃料一起被燃烧的空气)由热源介质5(本例中为气体燃料、液体燃料、含氢燃料等燃料)中保有的热量加热，作为高温流体7 (本例中为驱动燃气涡轮机的燃烧气体)被供给蒸汽产生装置2。蒸汽产生装置2 (本例中为排热回收锅炉)中，通过与热源装置I中生成的高温流体7的保有热的热交换将给水加热，产生蒸汽8。然后，由蒸汽产生装置2中产生的蒸汽8驱动蒸汽涡轮机3。蒸汽涡轮机3上同轴连结了发电机4，蒸汽涡轮机3的旋转驱动力由发电机4转换为电力。发电机4的发电输出被输出给例如电力系统(图中未显示)。另外，蒸汽涡轮机3中设有温度计20以及热膨胀差计14。温度计20测量蒸汽涡轮机3的初级的机壳等金属温度，热膨胀差计14测量蒸汽涡轮机3的转子与机壳的轴方向上的热膨胀差。
[0046]热源介质量调整装置15 (本例中为燃料调整阀)被设置在向热源装置I供给热源介质5的供给路径中，由这个热源介质量调整装置15调整向热源装置I供给的热源介质量。调整装置15作为调整蒸汽涡轮机发电设备的设备负荷的调整装置发挥作用。另外，热源介质5的供给路径中，在热源介质量调整装置15的下游侧设有流量计11，由流量计11测量向热源装置I供给的热源介质5的供给量。
[0047]主蒸汽控制阀16设在将蒸汽产生装置2与蒸汽涡轮机3连接的主蒸汽配管上。该主蒸汽控制阀调整向蒸汽涡轮机3供给的蒸汽流量，可以作为调整蒸汽涡轮机发电设备的设备负荷的调整装置发挥作用。另外，主蒸汽配管上在主蒸汽控制阀16的下游侧(蒸汽涡轮机3侧)的位置设有压力计12以及温度计13。压力计12以及温度计13分别测量流过主蒸汽配管的主流蒸汽的压力以及温度。
[0048]表示设备状态量的各种测量值作为测量值数据17被输入蒸汽涡轮机启动控制装置21。例如由流量计11测量的热源介质5的供给量、由压力计12以及温度计13测量的蒸汽8的压力以及温度、由温度计20测量的蒸汽涡轮机3的初级的金属温度、由热膨胀差计14测量的蒸汽涡轮机3的热膨胀差等。有时也还向蒸汽涡轮机启动控制装置21中输入除了这些以外的状态量。例如有时在向热源装置I供给低温流体6的供给路径中设置流量计，测量对于热源装置的低温流体6的供给量，输入蒸汽涡轮机启动控制装置21。这种情况下，可以在向热源装置I供给低温流体6的供给路径中设置低温流体调整装置(例如进口导流叶片:IGV)，作为调整向热源装置I的低温流体6的供给量的结构。
[0049]2.蒸汽涡轮机启动控制装置
[0050]蒸汽涡轮机启动控制装置21基于测量值数据17分别输出针对热源介质量调整装置15的热源介质量调整指令值18、以及针对主蒸汽控制阀16的主蒸汽控制指令值19。该蒸汽涡轮机启动控制装置21中，包含预测值计算装置22、第I目标操作量计算装置23、当前值计算装置24、第2目标操作量计算装置25以及指令输出装置26、27等各要素。以下依次对各要素进行说明。
[0051]?预测值计算装置
[0052]预测值计算装置22基于输入的测量值数据17预测计算从当前时刻起直到未来一定期间的热影响量。热影响量是指包含蒸汽涡轮机发电设备启动运行时加在蒸汽涡轮机3的涡轮机转子上的热应力、涡轮机转子以及将其容纳的机壳的轴方向上的热膨胀差等在内的、由于启动时的蒸汽温度和蒸汽压力等急剧上升而变化的蒸汽涡轮机3的状态量。在本发明说明书中，简称“热应力”时是指加在蒸汽涡轮机3的涡轮机转子上的热应力，简称“热膨胀差”时是指涡轮机转子以及将其容纳的蒸汽涡轮机3的机壳在轴方向上的热膨胀差。关于预测值计算装置22的细节将在后面参照图2及图3说明。
[0053].第I目标操作量计算装置
[0054]第I目标操作量计算装置23基于预测值计算装置22计算的预测值，计算对于热介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的第I目标操作量，以使蒸汽涡轮机发电设备的启动过程中热影响量不超过预先设定的极限值。这里计算的第I目标操作量是基于热影响量的预测值的热介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的操作量，具体来说是指定热介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的操作量的变化率的指令值。关于第I目标操作量计算装置23的细节将在后面参照图3说明。
[0055].当前值计算装置
[0056]当前值计算装置24基于输入的测量值数据17，计算当前时刻的热影响量的推定值。关于当前值计算装置24的细节将在后面参照图4及图5说明。
[0057].第2目标操作量计算装置
[0058]第2目标操作量计算装置25，计算对于热介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的第2目标操作量，使得蒸汽涡轮机发电设备的启动过程中当前值计算装置24计算的当前值不超过预先设定的极限值。这里计算的第2目标操作量是基于热影响量的当前值的热介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的操作量，具体来说是指定这些操作量的变化率的指令值。关于第2目标操作量计算装置25的细节将在后面参照图5说明。
[0059].指令输出装置
[0060]指令输出装置优先选择第I目标操作量，但未计算出第I目标操作量时选择第2目标操作量，输出给热源介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16。也就是说，例如第I以及第2目标操作量二者均完成计算且均完成输入，则二者择一地选择第I目标操作量，并将其确定为最终的目标操作量。选择对于热源介质量调整装置15的目标操作量并计算、输出指令值的是指令输出装置26，指令输出装置26对目标操作量进行积分计算而得到的指令值即为上述的热源介质量调整指令值18。同样地，选择对主蒸汽控制阀16的目标操作量并计算、输出指令值的是指令输出装置27，指令输出装置27对目标操作量进行积分计算而得到的指令值即为上述的主蒸汽控制指令值19。其结果是，热源介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16中，分别根据热源介质量调整指令值18以及主蒸汽控制指令值19，通过例如PID控制来调整操作量(本例中为阀开度)。
[0061]3.预测值计算装置
[0062]图2是说明预测值计算装置22的细节的框图。
[0063]如该图所示，预测值计算装置22包含涡轮机入口蒸汽条件预测计算装置31、第I级蒸汽条件预测计算装置32、第I级转子半径方向温度分布预测计算装置33、热应力预测计算装置34、级部蒸汽条件预测计算装置35、转子轴方向温度分布预测计算装置36、机壳蒸汽条件预测计算装置37、机壳轴方向温度分布预测计算装置38、以及热膨胀差预测计算装置39的各要素。以下依次对各要素进行说明。
[0064].涡轮机入口蒸汽条件预测计算装置
[0065]涡轮机入口蒸汽条件预测计算装置31中，基于流量计11测量的热源介质5的供给流量，首先计算从热源装置I经过蒸汽产生装置2直到蒸汽涡轮机3的热量与物质的传播过程。然后，基于该计算结果预测计算蒸汽涡轮机3的入口蒸汽的条件，具体来说预测计算流量、压力以及温度。
[0066].第I级蒸汽条件预测计算装置
[0067]第I级蒸汽条件预测计算装置32中，基于涡轮机入口蒸汽条件预测计算装置31的计算结果，考虑蒸汽涡轮机3在第I级部分的压力下降，预测计算蒸汽涡轮机3的第I级部分的蒸汽(第I级蒸汽)的条件，具体来说有流量、压力、温度以及传热系数。
[0068].第I级转子半径方向温度分布预测计算装置
[0069]第I级转子半径方向温度分布预测计算装置33中，基于第I级蒸汽条件预测计算装置32的计算结果，通过从第I级蒸汽向涡轮机转子的传热计算，预测计算涡轮机转子在半径方向的温度分布。
[0070].热应力预测计算装置
[0071]热应力预测计算装置34中，基于第I级转子半径方向温度分布预测计算装置33的计算结果，通过使用涡轮机转子的线性膨胀系数、杨氏模量、泊松比等的材料力学计算来预测计算涡轮机转子的热应力。进一步地，使用测量值数据17修正热应力的计算值。
[0072].级部蒸汽条件预测计算装置
[0073]级部蒸汽条件预测计算装置35中，基于涡轮机入口蒸汽条件预测计算装置31的计算结果，考虑蒸汽涡轮机3各级部分的压力下降，预测计算蒸汽涡轮机3的各级部分的蒸汽条件，具体来说有流量、压力、温度以及传热系数。
[0074].转子轴方向温度分布预测计算装置
[0075]转子轴方向温度分布预测计算装置36中，基于级部蒸汽条件预测计算装置35的计算结果，通过从各级部分蒸汽向涡轮机转子的传热计算，预测计算涡轮机转子的轴方向的温度分布。
[0076].机壳蒸汽条件预测计算装置
[0077]机壳蒸汽条件预测计算装置37中，基于涡轮机入口蒸汽条件预测计算装置31的计算结果，考虑涡轮机机壳中的压力下降，预测计算机壳蒸汽的条件，具体来说有流量、压力、温度以及传热系数。
[0078]?机壳轴方向温度分布预测计算装置
[0079]机壳轴方向温度分布预测计算装置38中，基于机壳蒸汽条件预测计算装置37的计算结果，通过从机壳蒸汽向机壳的传热计算，预测计算机壳的轴方向的温度分布。
[0080].热膨胀差预测计算装置
[0081]热膨胀差预测计算装置39中，基于转子轴方向温度分布预测计算装置36和机壳轴方向温度分布预测计算装置38的计算结果，通过使用涡轮机转子与机壳的线性膨胀率的材料力学计算，计算涡轮机转子与机壳的热膨胀量。然后，通过获得二者的差来预测计算热膨胀差。进一步地，再使用测量值数据17修正热膨胀差的预测值。
[0082]4.第I目标操作量的计算步骤
[0083]图3是第I目标操作量的计算步骤的说明图。
[0084]到当前时刻tl为止，热源介质的流量如图3所示那样推移的情况下，预测值计算装置22中，基于时刻tl时由流量计11测量的热源介质5的流量，预测计算从时刻tl到时刻t3的预测期间内热源介质5的流量。这里为了减少计算容量并保证速度，在假定预测期间内热源介质5的流量按照时刻tl的变化率推移的前提下，线性地计算热源介质5的流量(参照第I部分的实线)。然后在预测值计算装置22中，基于预测期间内的热源介质5的流量的预测推移，预测计算该期间内的热应力以及热膨胀差的推移(参照第2、第3部分的实线)。这里的预测期间是指从热源装置I中产生的热量发生变化开始到热应力以及热膨胀差开始出现变化的期间(应答延迟时间)，或设定得比其更长的期间。应答延迟时间可以为理论值或经验值。
[0085]预测值计算装置22中计算出热应力以及热膨胀差的预测值后，第I目标操作量计算装置23中，基于预测期间内的预测热应力与热应力极限值之间的最小偏差(预测热应力的峰值与热应力极限值的偏差)以及预测热膨胀差与热膨胀差极限值之间的最小偏差(预测热膨胀差的峰值与热膨胀差极限值的偏差)，计算从时刻tl开始到时刻t2(tl < t2< t3)为止的操作量更新期间内的第I目标操作量(变化率)，使得热应力与热膨胀差不超过极限值。第I目标操作量中包含对热源介质量调整装置15的第I目标操作量、以及对主蒸汽控制阀16的第I目标操作量(参照第4部分)。
[0086]预测值计算装置22以及第I目标操作量计算装置23按照图3说明的上述步骤重复计算第I目标操作量，直至蒸汽涡轮机发电设备启动结束。该图中举例示意的是从时刻t0( < tl)到t2为止将上述步骤重复3次的阶段。
[0087]5.当前值计算装置
[0088]图4是说明当前值计算装置的细节的框图。
[0089]如该图所示，当前值计算装置24包含第I级转子半径方向温度分布计算装置40、热应力计算装置41、以及热膨胀差选择装置42的各要素。以下依次对各要素进行说明。
[0090].第I级转子半径方向温度分布计算装置
[0091]第I级转子半径方向温度分布计算装置40中，基于温度计20测量的蒸汽涡轮机3的第I级金属温度，通过向涡轮机转子的传热计算，计算当前时刻的涡轮机转子的半径方向的温度分布。
[0092].热应力计算装置
[0093]热应力计算装置41中，基于第I级转子半径方向温度分布计算装置40的计算结果，通过使用涡轮机转子的线性膨胀系数、杨氏模量、泊松比等的材料力学计算，计算当前时刻的涡轮机转子的热应力。
[0094].热膨胀差选择装置
[0095]热膨胀差选择装置42中，从测量数据17中选择由热膨胀差计14测量的涡轮机转子与机壳的热膨胀差并输出。
[0096]6.第2目标操作量的计算步骤
[0097]图5是第2目标操作量的计算步骤的说明图。该图中的时刻t0、tl、t2与图3对应。
[0098]当前值计算装置24中，在时刻tl时基于测量数据17中的蒸汽涡轮机第I级金属温度与热膨胀差的各测量值，计算时刻tl时的热应力以及热膨胀差的当前值(参照第1、2部分)。
[0099]然后，在第2目标操作量计算装置25中，基于时刻tl的热应力的当前值与热应力极限值的偏差、以及热膨胀差的当前值与热膨胀差极限值的偏差，计算操作量更新期间内的第2目标操作量(变化率)，以使热应力与热膨胀差不超过极限值。第2目标操作量中包含对热源介质量调整装置15的第2目标操作量、以及对主蒸汽控制阀16的第2目标操作量(参照第3部分)。
[0100]这样，在第I目标操作量计算装置23中，根据从当前时刻到未来的一定期间的热应力以及热膨胀差的预测值计算目标操作量，与此相对，在第2目标操作量计算装置25中根据当前时刻的热应力以及热膨胀差计算目标操作量。第2目标操作量由于在计算过程中不考虑未来的热应力及热膨胀差，因此在考虑对热应力与热膨胀差的极限值留有余地进行计算时，通常是比第I目标操作量小的值。
[0101]当前值计算装置24以及第2目标操作量计算装置25按照图5说明的上述步骤重复计算第2目标操作量，直至蒸汽涡轮机发电设备启动结束。该图中举例示意的是从时刻t0到t2为止将上述步骤重复3次的阶段。
[0102]7.目标操作量的确定步骤
[0103]图6是表示目标操作量(变化率)与指令值(输出值)的关系的示意图。该图中表示的是针对热源介质量调整装置15的第I以及第2目标操作量(第1、第2部分)与热源介质调整指令值18(第3部分)之间的关系的一个例子，而针对主蒸汽控制阀16的第I以及第2目标操作量与主蒸汽控制指令值19之间的关系与此大致相同，因此省略说明。
[0104]图6中时刻T1、T2……Τ7为相等间隔，时间间隔(例如Tl至Τ2)与上述的操作量更新期间(参照图3及图5)相等。如该图所示，并行计算第I以及第2目标操作量。图示的例子中，时刻Tl至 Τ3以及时刻Τ5至Τ7中第I目标操作量由第I目标操作量计算装置23输入，因此指令输出装置26优先于第2目标操作量选择第I目标操作量(第I部分)，通过对其积分来计算热源介质量调整指令值18 (第3部分)。
[0105]与此相对，时刻Τ3至Τ5中第I目标操作量没有由第I目标操作量计算装置23输入。这种情况下，指令输出装置26选择第2目标操作量作为备用，通过对其积分来计算热源介质量调整指令值18(第3部分)。作为第I目标操作量没有输入的例子，比如有由于测量器异常导致设备状态量有一部分无法获取的情况，或者预测计算的处理来不及的情况。
[0106]8.效果
[0107]如上所述，基于热影响量的预测值计算对热源介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的第I目标操作量时，并行地基于热影响量的当前值(计算值)计算第2目标操作量。通常基于第I目标操作量的热介质操作指令值18以及主蒸汽控制指令值19被输出给热源介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16。另一方面，由于部分测量器状况不正常或计算延迟等导致未获得热影响量的预测值时，将基于第2目标操作量的热介质操作指令值18以及主蒸汽控制指令值19作为备用输出给热源介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀
16。由此可以在未获得热影响量的正确预测值时也能够抑制热应力和热膨胀差超过极限值的情况，能够将蒸汽涡轮机发电设备安全启动。
[0108]另外，本实施方式中，由于对目标操作量(变化率)进行积分来计算指令值，因此在基于热影响量的预测值的控制与基于当前值的控制之间切换时，指令值的变化是连续的，能够顺畅切换。
[0109]第2实施方式
[0110]图7是本发明的第2实施方式涉及的蒸汽涡轮机发电设备的概要结构图。在该图中对于与第I实施方式相同的部分与之前附图标注相同符号，并省略说明。
[0111]本实施方式与第I实施方式的不同点在于，当设备状态量的测量值没有从测量器输入时保持第2目标操作量的值。具体来说，本实施方式中的第2目标操作量计算装置125中，除了由当前值计算装置24计算的热影响量的当前值以外，由温度计20测量的蒸汽涡轮机3的第I级金属温度、以及由热膨胀差计14测量的热膨胀差也被输入。在第2目标操作量计算装置125中，判定温度计20以及热膨胀差计14的测量值是否输入，如果二者均已输入则根据热影响量的当前值计算第2目标操作量。另一方面，如果温度计20以及热膨胀差计14中一方或者双方的测量值没有输入，则第2目标操作量计算装置125中第2目标操作量被设定为零值，输出给指令输出装置26、27。在第2目标操作量中设定了零值的情况下，即变化率为O (零值)，因此热源介质量调整指令值18以及主蒸汽控制指令值19保持上一周期的操作信号更新期间(参照图3以及图5)的值。
[0112]其他与第I实施方式相同。
[0113]当由于某些异常或外部干扰导致温度计20以及热膨胀差计14的测量值没有被输入时，由当前值计算装置24计算的当前值的可靠性会降低。无法保证可靠性的当前值无法起到作为预测值的备用的作用，基于第2目标操作量控制热介质量调整装置15和主蒸汽控制阀16的情况下，可能导致热应力或者热膨胀差超过极限值，无法安全启动设备。
[0114]针对此情况，本实施方式中，当出现温度计20以及热膨胀差计14中的一方或者双方的测量值无法获取的异常时，第2目标操作量被设定为零值，保持热源介质量调整装置15以及主蒸汽控制阀16的操作量，所以能够避免热应力或者热膨胀差超过极限值。另一方面，在获取温度计20以及热膨胀差计14 二者的测量值的正常情况下，与第I实施方式相同地计算第2目标操作量，因此能够获得与第I实施方式相同的效果。
[0115]其他
[0116]以上各实施方式中，举例说明了将发明应用于联合循环发电设备的情况，而本发明也可以应用于以蒸汽动力发电设备、太阳能发电设备为代表的包含蒸汽涡轮机的全部发电设备上。设备的启动步骤是相同的。
[0117]例如，在蒸汽动力发电设备上应用本发明时，热源介质对应煤炭和天然气，低温流体对应空气和氧气，热源介质量调整装置15对应燃料调整阀，热源装置I对应锅炉中的火炉，高温流体对应燃烧气体，蒸汽产生装置2对应锅炉中的传热部(蒸汽产生部)，第I及第2目标操作量设定装置23、25、125对应锅炉负荷控制装置。
[0118]在太阳能发电设备上应用本发明时，热源介质相当于太阳光，热源介质量调整装置15相当于集热面板的驱动装置，热源装置I相当于集热面板，低温流体以及高温流体相当于油或高温溶媒盐等转换并保有太阳热能的介质，第I及第2目标操作量设定装置23、25、125相当于集热量控制装置。
[0119]另外，作为输入给预测值计算装置22以及当前值计算装置24的测量值数据17，以上例举了流量器11、压力计12、温度计13、20、热膨胀差计14的测量值。但是，由于热影响量的预测值、当前值进行计算和修正所需要的值可能因计算方法而不同，因此输入给预测值计算装置22和当前值计算装置24的测量值的种类和输出测量值数据17的测量器的种类可以适当改变。
【权利要求】
1.一种蒸汽涡轮机发电设备，其特征在于，具备: 热源装置，其以热源介质将低温流体加热，生成高温流体； 蒸汽产生装置，其通过所述热源装置中生成的高温流体产生蒸汽； 蒸汽涡轮机，其由所述蒸汽产生装置产生的蒸汽驱动； 发电机，其将所述蒸汽涡轮机的旋转动力转换为电力； 调整装置，其调整设备负荷； 测量器，其测量设备状态量； 预测值计算装置，其基于所述测量器的测量值计算所述蒸汽涡轮机的热影响量的预测值； 第I目标操作量计算装置，其基于所述预测值计算所述调整装置的第I目标操作量； 当前值计算装置，其基于所述测量器的测量值计算所述蒸汽涡轮机的热影响量的当前值； 第2目标操作量计算装置，其基于所述当前值计算所述调整装置的第2目标操作量；以及 指令输出装置，其优先选择所述第I目标操作量，但在未计算所述第I目标操作量时选择第2目标操作量，根据所选择的目标操作量将指令值输出给所述调整装置。
2.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机发电设备，其特征在于， 所述第I及第2目标操作量为变化率，对所述调整装置的指令值为对所述选择的目标操作量进行积分所得的值。
3.根据权利要求1所述的蒸汽涡轮机发电设备，其特征在于， 在没有从所述测量器输入测量值的情况下，所述第2目标操作量计算装置保持所述第2目标操作量的值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蒸汽涡轮机发电设备，其特征在于， 具有调整向所述热源装置的热源介质的供给量的热源介质量调整装置、以及调整向所述蒸汽涡轮机的蒸汽供给量的主蒸汽控制阀，作为所述调整装置； 具有测量所述热源介质的供给量的流量计、测量所述蒸汽涡轮机的金属温度的温度计、以及测量所述蒸汽涡轮机的热膨胀差的膨胀差计，作为所述测量器。
5.一种蒸汽涡轮机发电设备的启动方法，所述蒸汽涡轮机发电设备具备: 热源装置，其以热源介质将低温流体加热，生成高温流体； 蒸汽产生装置，其通过所述热源装置中生成的高温流体产生蒸汽； 蒸汽涡轮机，其由所述蒸汽产生装置产生的蒸汽驱动； 发电机，其将所述蒸汽涡轮机的旋转动力转换为电力； 调整装置，其调整设备负荷；以及 测量器，其测量设备状态量， 所述蒸汽涡轮机发电设备的启动方法的特征在于， 基于所述测量器的测量值计算所述蒸汽涡轮机的热影响量的预测值以及当前值；并行地计算基于所述预测值的所述调整装置的第I目标操作量、以及基于所述当前值的所述调整装置的第2目标操作量； 优先选择所述第I目标操作量，但在未计算所述第I目标操作量时选择第2目标操作量，根据所选择的目标操作量将指令值输出给所述调整装置。
6.根据权利要求5所述的蒸汽涡轮机发电设备的启动方法，其特征在于， 当没有从所述测量器 输入测量值时保持所述第2目标操作量的值。
【文档编号】F01D19/02GK104074563SQ201310534863
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年3月29日
【发明者】矢敷达朗, 吉田泰浩, 吉田卓弥, 楠见尚弘, 山中和典, 野村健一郎, 富泽雅昭, 铃木文之, 高桥佑一 申请人:株式会社日立制作所