DE102009001006B4

DE102009001006B4 - Komplexkraftwerk und Kraftwerksteuerverfahren

Info

Publication number: DE102009001006B4
Application number: DE102009001006.8A
Authority: DE
Inventors: Akinori Tani; Akimasa Nakai; Masuo Yamasaki; Kazuo Nogami; Yoji Kubo
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2029-02-20
Also published as: DE102009001006A1; JP4901782B2; US20090211252A1; JP2009197610A; US8104282B2

Abstract

Komplexkraftwerk, umfassend:eine Dampferzeugungseinrichtung (120);einen Hochdruckdampfsammler (130), in den in der Dampferzeugungseinheit erzeugter Dampf geliefert wird;eine Dampfstromerzeugungseinrichtung (140), die Elektrizität unter Verwendung des aus dem Hochdruckdampfsammler gelieferten Dampfes erzeugt;einen Niederdruckdampfsammler (150), in den der aus der Dampfstromerzeugungseinrichtung herausströmende Dampf geliefert wird;dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst:eine Dampfnebenflusseinrichtung (160), die den Hochdruckdampfsammler mit dem Niederdruckdampfsammler in solch einer Weise verbindet, dass die Dampfstromerzeugungseinrichtung umgangen wird, und welche Volumen, Druck und Temperatur des aus dem Hochdruckdampfsammler erzeugten Dampfes auf Basis eines Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswertes einstellt und dann den Dampf an den Niederdruckdampfsammler liefert;eine Dampf verbrauchende Einrichtung (110), die den aus dem Niederdruckdampfsammler zugeführten Dampf verwendet;eine Niederdrucksteuereinheit (181), die das zur Dampfstromerzeugungseinrichtung zu liefernde Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Niederdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist;eine Hochdrucksteuereinheit (182), die das der Dampfstromerzeugungseinrichtung zuzuführende Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert ist;eine Steuerschalteinheit (183, 184), die den Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler mit dem Schwellenwert vergleicht, um zwischen der Steuerung durch die Niederdrucksteuereinheit und Steuerung durch die Hochdrucksteuereinheit umzuschalten;eine Bestimmungseinheit (190), die bestimmt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen der Dampf verbrauchenden Einrichtung einen oberen Grenzwert des Volumens an Dampf erreicht hat, das durch die Dampferzeugungseinrichtung zu erzeugen ist; undeine Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit (200), die einen Beeinflussungswert zu dem Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswert der Dampfnebenflusseinrichtung addiert, um einen neuen Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswert zu erzeugen, wenn die Bestimmungseinheit feststellt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen den oberen Grenzwert erreicht hat, um das Volumen und den Druck des die Dampfnebenflusseinrichtung passierenden Dampfes auf Basis des neuen Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswerts zu steuern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Komplexkraftwerk mit einem Steuerschalter, wie etwa ein Komplexkraftwerk, das mit einer Entsalzungsanlage ausgerüstet ist, mit hoher Stabilität und Steuerreagibilität.
In letzter Zeit ist ein mit einer Entsalzungsanlage ausgerüstetes Komplexkraftwerk, welches Abdampf einer Stromerzeugungseinrichtung, um Produktwasser zu erzeugen, beispielsweise in einem Gebiet eingesetzt worden, das an Wasserknappheit leidet.
Solch ein Komplexkraftwerk wird eingesetzt, wenn Elektrizität und/oder Wasser notwendig ist. Spezifisch ist ein Komplexkraftwerk vorgeschlagen worden, das zum Verbessern der Stromerzeugungseffizienz in einem Teillastbetrieb und zur Reduktion des Gesamtjahreskraftstoffverbrauchs in der Lage ist (vgl. beispielsweise auf die japanische Patentanmeldung JP 2006 - 266 258 A ).
Weitere bisherige Entwicklungen auf dem Gebiet der Komplexkraftwerke wurden in folgenden Druckschriften offenbart:

Ein Komplexkraftwerk hat allgemein eine in 12 gezeigte Konfiguration. Dieses Komplexkraftwerk 100P umfasst eine Dampf-verbrauchende Einrichtung 110P, eine Dampferzeugungseinrichtung 120P, einen Hochdruckdampfsammler 130P, eine Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P, einen Niederdruckdampfsammler 150P, eine Dampfnebenflusseinrichtung 160P, eine Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170P, eine Regulatorventilsteuereinheit 180P und eine Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200P.
Die Dampf verbrauchende Einrichtung 110P verwendet Dampf, wie etwa einen Abdampf der Stromerzeugungseinrichtung. Beispielsweise entspricht eine Entsalzungseinrichtung, die Dampf verwendet, um Produktwasser zu erzeugen, der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110P. Zusammen mit der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110P kann eine Kondensationseinrichtung 111P zum Kondensieren von überschüssigem Dampf installiert werden.
Die Dampf erzeugende Einrichtung 120P erzeugt Dampf zur Verwendung in der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P und der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110P. Die Dampferzeugungseinrichtung 120P ist beispielsweise ein Abgaswärme-Wiedergewinnungskessel zur Verwendung eines Abgases einer Gasturbine als eine Wärmequelle zur Erzeugung von Dampf. Insbesondere entspricht ein Abgaswärmewiedergewinnungskessel mit einer Hilfsbrennkammer, in der ein Schachtbrenner beispielsweise einem normalen Abgaswärmewiedergewinnungskessel hinzugefügt wird, der Dampferzeugungseinrichtung 120P.
Der in der Dampferzeugungseinrichtung 120P erzeugte Dampf wird dem Hochdruckdampfsammler 130P zugeführt.
Die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P erzeugt Elektrizität unter Verwendung des aus dem Hochdruckdampfsammler 130P angelieferten Dampfes. Die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P weist ein Regulatorventil 141P zum Einstellen des Einströmdampfvolumens auf.
Der von der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P einströmende Dampf wird dem Niederdruckdampfsammler 150P zugeführt. Die Dampf verbrauchende Einrichtung 110P ist dafür konfiguriert, den aus dem Niederdruckdampfsammler 150P zugeführten Dampf zu verwenden. Zusätzlich, wenn das Volumen an von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110P erwünschten Dampf klein ist, wird zusätzlicher Dampf im Niederdruckdampfsammler 150P der Kondensationseinrichtung 111P zugeführt und zu kondensiertem Wasser abgekühlt.
Die Dampfnebenflusseinrichtung 160P verbindet den Hochdruckdampfsammler 130P mit dem Niederdruckdampfsammler 150P in einer solchen Weise, dass die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P umgangen wird. Die Dampfnebenflusseinrichtung 160P stellt Volumen, Druck und Temperatur des aus dem Hochdruckdampfsammler 130P gelieferten Dampfes ein und liefert den Dampf dann an den Niederdruckdampfsammler 150P. Die Dampfnebenflusseinrichtung 160P weist ein Umgehungsventil 161P und ein Umgehungssprühventil 162P zum Einstellen des Volumens des durchgehenden Dampfs auf. Zusätzlich wird diese Dampfnebenflusseinrichtung 160P beispielsweise in einem Fall verwendet, bei dem die Dampf verbrauchende Einrichtung 110P betrieben wird, ohne die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P zu betreiben.
Die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170P steuert die Dampferzeugungseinrichtung 120P auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler 130P.
Die Regulatorventilsteuereinheit 180P hat eine Niederdrucksteuerung 181P, eine Hochdrucksteuerung 182P, eine Umschaltfeststelleinheit 183P und einen Steuerschalter 184P. Die Regulatorventilsteuereinheit 180P öffnet und schließt das Regulatorventil 141P der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P, um das Dampfvolumen zu steuern, welches der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P zugeführt wird.
Die Niederdrucksteuerung 181P steuert den aus dem Hochdruckdampfsammler 130P zur Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P gelieferten Dampf, d.h., die Position des Regulatorventils 141P der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P auf Basis des Dampfdrucks im Niederdruckdampfsammler 150P. Die Hochdrucksteuerung 182P steuert den aus dem Hochdruckdampfsammler 130P der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P zugeführten Dampf auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler 130P. Der der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P zugeführte Strom, d.h. die Position des Regulatorventils 141P der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P, wird durch Auswählen entweder der Niederdrucksteuerung 181P oder der Hochdrucksteuerung 182P gesteuert. Normalerweise jedoch erfolgt die Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181P.
Die Umschaltfeststelleinheit 183P bestimmt aus dem Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130P, dass das Dampfvolumen, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110P erwünscht ist, jenseits des Maximalvolumens an durch die Dampferzeugungseinrichtung 120P zu erzeugenden Dampf liegt. Das heißt, die Umschaltfeststelleinheit 183P bestimmt, dass das Volumen an durch die Dampf verbrauchende Einrichtung 110P erwünschten Dampfes jenseits des Maximalvolumens an durch die Dampf erzeugende Einrichtung 120P zu erzeugenden Dampfes liegt, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130P niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Der Steuerschalter 184P führt ein Umschalten von der Niederdrucksteuerung 181P zur Hochdrucksteuerung 182P durch, um die Position des Regulatorventils 141P der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P zu steuern, wenn die Umschaltfeststelleinheit 183P feststellt, dass der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130P niedriger als der Schwellenwert ist.
Die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200P öffnet und schließt das Umgehungsventil 161P und das Umgehungssprühventil 162P, um das Volumen des die Dampfnebenflusseinrichtung 160P passierenden Dampfs zu steuern. Hier ist eine Temperaturabsenkeinrichtung 163P für die Dampfumgehungseinrichtungssteuereinheit 200P vorgesehen. Dann öffnet das Nebenflusssprühventil 162P, so dass gesprühtes Wasser der Temperaturabsenkvorrichtung 163P zugeführt wird. Folglich wird die Dampftemperatur gesteuert.
Hier wird für das Komplexkraftwerk 100P mit einer solchen Konfiguration ein Niederdruckdampfsammler allgemein durch die Niederdrucksteuerung 181P der Dampfturbine gesteuert. Der Grund dafür ist, dass die Steuerung durch eine Hochdrucksteuerung 182P zu einem höheren Volumen an Dampf, der in die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P und die Dampfnebenflusseinrichtung 160P fließt, führt und damit zu einer instabilen Steuerung des gesamten Komplexkraftwerks. Andererseits ist es nicht sinnvoll, die Steuerung einzig durch die Niederdrucksteuerung 181P ohne die Hochdrucksteuerung 182P durchzuführen. Der Grund dafür ist, dass der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130P schneller abfallen kann, wenn das Dampfvolumen, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110P erwünscht ist, gestiegen ist, was daran hindern kann, die Effizienz des gesamten Komplexkraftwerkes aufrecht zu erhalten.
Dementsprechend umfasst das Komplexkraftwerk 100P den Steuerschalter 184P, um in geeigneter Weise zwischen der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181P und der Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182P umzuschalten.
Jedoch mag es sein, dass die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140P und die Dampfnebenflusseinrichtung 160P mehr als notwendig arbeiten, aufgrund des Umschaltens zwischen der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung und die Steuerung durch die Hochdrucksteuerung, was zu einer Beeinträchtigung von Stabilität und Steuerresponsibilität führt. Die Steuerlogik kann durch zusätzliche Umschaltsteuerung komplizierter werden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Komplexkraftwerk bereitgestellt, welches umfasst: eine Stromerzeugungseinrichtung; einen Hochdruckdampfsammler, in den in der Stromerzeugungsvorrichtung erzeugter Dampf geliefert wird; eine Dampfstromerzeugungseinrichtung, die Elektrizität unter Verwendung des aus dem Hochdruckdampfsammler zugeführten Dampfes erzeugt; ein Niederdruckdampfsammler, in den der aus der Dampfstromerzeugungseinrichtung hinausfließende Strom geliefert wird; eine Dampfnebenflusseinrichtung, welche den Hochdruckdampfsammler mit dem Niederdruckdampfsammler in solcher Weise verbindet, dass die Dampfstromerzeugungseinrichtung umgangen wird, und welcher das Volumen, den Druck und die Temperatur des aus dem Hochdruckdampfsammler zugeführten Dampfes auf Basis eines Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswertes einstellt und dann den Dampf an den Niederdruckdampfsammler liefert; eine Dampf verbrauchende Einrichtung, welche den aus dem Niederdruckdampfsammler zugeführten Dampf verwendet; eine Niederdrucksteuereinheit, welche das der Dampfstromerzeugungseinrichtung zuzuführende Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Niederdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist; eine Hochdrucksteuereinheit, welche das der Dampfstromerzeugungseinrichtung zuzuführende Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert ist; eine Steuerumschalteinheit, welche den Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler mit dem Schwellenwert vergleicht, um zwischen einer Steuerung durch die Niederdrucksteuereinheit und einer Steuerung durch die Hochdrucksteuereinheit umzuschalten; eine Bestimmungseinheit, welche feststellt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen der Dampf verbrauchenden Einrichtung einen oberen Grenzwert an Dampfvolumen aufweist, das durch die Dampferzeugungseinrichtung zu erzeugen ist; und eine Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit, die einen Beeinflussungswert zum Umgehungsdampfvolumensteuerbefehlswert der Dampfnebenflusseinrichtung addiert, um einen neuen Umgehungsdampfvolumensteuerbefehlswert zu erzeugen, wenn die Bestimmungseinheit feststellt, dass das gewünschte Dampfvolumen den oberen Grenzwert erreicht hat, um das Volumen und den Druck des die Dampfnebenflusseinrichtung passierenden Dampfes auf Basis des neuen Umgehungsdampfvolumensteuerbefehlswerts zu steuern.
Zusätzliche Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung dargestellt und werden teils aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch das Ausüben der Erfindung erlernt werden. Die Vorteile der Erfindung können mittels der Instrumentalisierungen und Kombinationen, die insbesondere nachfolgend dargestellt werden, realisiert und erhalten werden.
Figurenliste
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Spezifikation eingebaut sind und einen Teil derselben bilden, illustrieren Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der oben gegebenen allgemeinen Beschreibung und der unten gegebenen detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.

1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration von Steuereinheiten 170 bis 200 in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der Ausführungsform zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 gemäß der Ausführungsform zeigt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer Kesseleinrichtung 1251 gemäß der Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Umrisses der Steuerung eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerkes gemäß der Ausführungsform;
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Umrisses der Steuerung eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100 gemäß der Ausführungsform;
7 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerkes 100S gemäß der Ausführungsform;
9 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100T gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100U gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerkes 100V gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
12 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines allgemeinen Stromerzeugungskomplexkraftwerks zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahem auf die Zeichnungen beschrieben.
Obwohl ein mit einem Entsalzungswerk ausgerüstetes Komplexkraftwerk, das heißt ein Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk, beispielhaft in den nachfolgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf ein komplexes Werk anwendbar, das ein Kraftwerk nicht nur mit einer Entsalzungsanlage, sondern auch mit einer Anlage kombiniert, die Dampf beispielsweise als Prozessdampf verwendet.
<Erste Ausführungsform>
(Konfiguration des Stromerzeugungs-/Entsalzungskomplexwerks 100)
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration von Steuereinheiten 170 bis 200 im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 zeigt. Es sei angemerkt, dass gleiche Bezugszeichen denselben Teilen wie bei den bereits beschriebenen Teilen zugewiesen sind und dass wiederholte Erläuterungen weggelassen werden können. Wiederholte Erläuterungen können in den nachfolgenden Ausführungsformen ebenfalls weggelassen sein.
Das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 umfasst eine Dampf verbrauchende Einrichtung 110, eine Dampferzeugungseinrichtung 120, einen Hochdruckdampfsammler 130, eine Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140, einen Niederdruckdampfsammler 150, eine Stromnebenflusseinrichtung 160, die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170, die Regulatorventilsteuereinheit 180, die Gesamtsteuereinheit 190 und die Dampfnebenflusseinrichtungssteuerungseinheit 200.
Zusätzlich wird im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 durch einen Druckdetektor 210 detektiert. Darüber hinaus wird der Druck im Niederdruckdampfsammler 150 durch einen Druckdetektor 210 detektiert.
Die Dampfverbrauchseinrichtung 110 erzeugt Produktwasser unter Verwendung von Dampf aus dem Niederdruckdampfsammler 150, das mit Abdampf aus beispielsweise der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 beliefert wird. Beispielsweise entspricht eine Entsalzungseinrichtung der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110. In der Entsalzungseinrichtung wird der Dampf im Niederdruckdampfsammler in einen Wärmetauscher geliefert und es wird Produktwasser durch Verdampfen von aus einem Seewassersystem zugeführten Seewasser erhalten. Der für den Wärmeaustausch verwendete Dampf kondensiert zu Wasser. Information über das Volumen des durch die Dampf verbrauchende Einrichtung 110 verbrauchten Dampfes wird als ein „gewünschtes Dampfvolumen“ der Dampferzeugungseinrichtung 120 gesendet.
Zusätzlich kann eine Kondensierungseinrichtung 111 zusammen mit der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 installiert werden. Wenn mehr Dampf in den Niederdruckdampfsammler 150 als der in der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 verbrauchte Dampf fließt, wandelt die Kondensierungseinrichtung 111 diesen Zusatzdampf wieder in kondensiertes Wasser um. Das kondensierte Wasser aus der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 und der Kondensierungseinrichtung 111 wird beispielsweise, in der Dampf erzeugenden Einrichtung 120 wiederverwendet.
Die Dampferzeugungseinrichtung 120 erzeugt ein Dampfvolumen, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 erwünscht wird. Die Dampferzeugungseinrichtung 120 ist beispielsweise ein Abgaswärmerückgewinnungskessel 1206 einer Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201, die in 3 gezeigt ist, oder eine Kesseleinrichtung 1251, die in 4 gezeigt ist.
Die in 3 gezeigte Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 erzeugt Dampf, wenn Strom in der folgenden Weise erzeugt wird: in der in 3 gezeigten Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201, wenn ein Kraftstoff über ein Kraftstoffsteuerventil 1204 in einen Brenner 1203 einer Gasturbine 1201 eingebracht wird, wird die Gasturbine 1202 durch eine Verbrennungsgas angetrieben. Dementsprechend wird ein mit der Gasturbine 1202 koaxial verbundener Gasturbinenstromgenerator 1205 so angetrieben, dass elektrischer Strom erhalten wird.
Eine Gasturbinenlast wird durch den Betrieb des Kraftstoffsteuerventils 1204 gesteuert. Andererseits wird ein aus der Gasturbine 1202 ausgestoßenes Hochtemperaturabgas in den Abgaswärmerückgewinnungskessel 1206 geliefert. Der Abgaswärmerückgewinnungskessel 1206 verwendet das kondensierte Wasser aus der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 und der Kondensierungsreinrichtung 111 wieder und liefert das kondensierte Wasser einem Entlüfter 1207 zu. Der Entlüfter 1207 entlüftet das kondensierte Wasser. Im Verdampfer 1208 unter Verwendung des Abgases der Gasturbine 1202 als Wärmequelle erzeugter Dampf wird für die Entlüftung verwendet. Das entlüftete Wasser wird durch die Zufuhrpumpe 1209 unter Druck gesetzt. Das unter Druck stehende Einsatzwasser wird in einem Vorwärmer 1210 durch Abgaswärme der Gasturbine 1202 erwärmt. Das erwärmte Einsatzwasser wird einer Dampftrommel 1211 zugeführt. Das der Dampftrommel 1211 zugeführte Wasser wird durch die Abgaswärme der Gasturbine 1202 in einem Verdampfer 1212 verdampft. Der Dampf aus der Dampftrommel 1211 wird in einem Überhitzer 1213 durch das Abgas der Gasturbine 1202 über-erhitzt. Dann wird der Dampf bei hohem Druck und hoher Temperatur dem Hochdruckdampfsammler 130 zugeführt. Wenn das gewünschte Dampfvolumen mehr als das Volumen an durch ein Kraftstoffgas aus der Gasturbine 1202 zu erzeugenden Dampf beträgt, wird ein Schachtbrenner 1214 als Hilfsbrenner verwendet, um das Dampfvolumen zu kompensieren. Zusätzlich wird das im Schachtbrenner 1214 zu erzeugende Dampfvolumen durch den Öffnen/Schließen-Betrieb eines Kraftstoffsteuerventils 1215 eingestellt. Wenn beispielsweise das Kraftstoffsteuerventil 1215 geöffnet wird, steigt dem Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 eingegebene Wärme, so dass das Dampfvolumen kompensiert wird.
Die Kesseleinrichtung 1251 ist eine Einrichtung, in der ein Brenner 1261 in einem Kessel 1252 installiert ist. Die Kesseleinrichtung 1251 erzeugt Dampf ähnlich dem Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201. Diese Kesseleinrichtung 1251 erzeugt Dampf wie folgt: zuerst wird, wie in 4 gezeigt, das kondensierte Wasser aus der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 und der Kondensierungseinrichtung 111 einem Entlüfter 1253 der Kesseleinrichtung 1251 zugeführt. Das zugeführte kondensierte Wasser wird durch den Entlüfter 1253 entlüftet. Das entlüftete Wasser wird durch eine Zufuhrpumpe 1254 unter Druck gesetzt. Das unter Druck stehende Einsatzwasser wird in einem Vorwärmer 1255 durch ein Kraftstoffgas des Kessels 1252 erwärmt. Das erwärmte Einsatzwasser wird einer Dampftrommel 1256 zugeführt. Das der Dampftrommel 1256 zugeführte Wasser wird in einem Verdampfer 1257 durch das Kraftstoffgas des Kessels 1252 zu Dampf verdampft. Der Dampf aus der Dampftrommel 1256 wird in einem Überhitzer 1258 durch das Kraftstoffgas des Kessels 1252 über-erhitzt. Dann wird der über-erhitzte Dampf dem Hochdruckdampfsammler 130 zugeführt. Zusätzlich wird ein Kraftstoff dem Brenner 1261 über ein Kraftstoffsteuerventil 1259 zugeführt, während dem Brenner 1261 über ein Luftsteuerventil 1260 Luft zugeführt wird. Weiterhin wird Wärmeenergie des im Brenner 1261 erzeugten Kraftstoffgases an im Kessel 1252 vorgesehene Wärmetauscher übertragen.
In 1 wird der durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 erzeugte Dampf dem Hochdruckdampfsammler 130 zugeführt. Dann führt der Hochdruckdampfsammler 130 den Dampf darin der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 und der Dampfnebenflusseinrichtung 160 zu.
Die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 erzeugt Elektrizität durch Verwendung des aus dem Hochdruckdampfsammler 130 zugeführten Dampfes. Spezifisch wird in der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 der Dampf bei hohem Druck und hoher Temperatur aus dem Hochdruckdampfsammler 130 über ein Regulatorventil 141 einer Dampfturbine 142 zugeführt. Dann wird ein koaxial mit der Dampfturbine 142 verbundener Dampfturbinenstrom 143 durch die durch die Dampfturbine 142 erzeugte Antriebskraft angetrieben, wodurch elektrische Energie erhalten wird. Zusätzlich variiert die Last der Dampfturbine 142 abhängig von der Position des Regulatorventils 141. Darüber hinaus verwandelt sich der Dampf, der in der Dampfturbine 142 gearbeitet hat, in Dampf von relativ niedrigem Druck und Temperatur und fließt zum Niederdruckdampfsammler 150.
Dampf, der aus der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 herausgeflossen ist, wird dem Niederdruckdampfsammler 150 zugeführt. Der Dampf, der dem Niederdruckdampfsammler 150 zugeführt worden ist, wird der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 zugeführt. Zusätzlich wird auch Dampf, der aus der Dampfnebenflusseinrichtung 150 fließender Dampf ebenfalls in den Niederdruckdampfsammler 150 eingeführt.
Die Dampfnebenflusseinrichtung 160 verbindet den Hochdruckdampfsammler 130 mit dem Niederdruckdampfsammler 150 in einer solchen Weise, dass die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 umgangen wird. Dann stellt die Dampfnebenflusseinrichtung 160 das Volumen, den Druck und die Temperatur des aus dem Hochdruckdampfsammler 130 zugeführten Dampfes ein und liefert dann den Dampf in den Niederdruckdampfsammler 150.
Spezifisch weist die Dampfnebenflusseinrichtung 160 ein Nebenflussventil 161, ein Nebenflusssprühventil 162 und eine Temperaturabsenkeinrichtung 163 auf. Das Nebenflussventil 161 stellt das Volumen an Dampf, der aus dem Hochdruckdampfsammler 130 herausfließt, ein. Hier ist die Temperaturabsenkvorrichtung 163 eine Komponente zum Steuern der Temperatur, so dass die Temperatur des Dampfes am Ausgang der Dampfnebenflusseinrichtung 160 für den Dampf im Niederdruckdampfsammler 150 geeignet sein kann. Das Nebenflusssprühventil 162 stellt das Volumen von gesprühtem Wasser, das von der Außenseite hereingenommen und der Temperaturabsenkvorrichtung 163 zugeführt wird, ein. Das heißt, das gesprühte Wasser, dessen Flussvolumen durch das Nebenflusssprühventil 162 eingestellt worden ist, wird in die Temperaturabsenkvorrichtung 163 gesprüht, so dass der Dampf bei relativ hoher Temperatur im Hochdruckdampfsammler 130 in seiner Temperatur abgesenkt wird und im Volumen durch das zugeführte gesprühte Wasser gesteigert wird und dann zum Niederdruckdampfsammler 150 geleitet wird. Wie oben beschrieben, weist die Dampfnebenflusseinrichtung 160 das Nebenflusssprühventil 162 und die Temperaturabsenkeinrichtung 163a auf und kann somit das Volumen an Ausflussdampf vergrößern.
Zusätzlich wird beispielsweise die Dampfnebenflusseinrichtung 160 verwendet, um die Dampf verbrauchende Einrichtung 110 zu betreiben, ohne die Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 zu betreiben. Beispielsweise wird die Dampfnebenflusseinrichtung 160 verwendet, wenn Wasser erforderlich ist, aber nicht so viel Elektrizität benötigt wird. Anders ausgedrückt, steht die Dampfnebenflusseinrichtung 160 in Bereitschaft als Reserve zur Drucksteuerung des Niederdruckdampfsammlers 150.
Die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 steuert die Dampferzeugungseinrichtung 120 auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler 130. Hier gibt die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 einen Steuerbefehl aus, der mit dem Dampfvolumen assoziiert ist, das in der Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugen ist, so dass der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 auf einem Druckeinstellwert P1 sein kann. Spezifisch erzeugt die Dampferzeugungssteuereinheit 170 einen Steuerbefehlswert V1 in einem Drucksteuerkalkulator 171 gemäß einem im Druckdetektor 210 detektierten Druckdetektionswert und gibt den Steuerbefehlswert V1 an die Dampferzeugungseinrichtung 120 aus, wie in 2 gezeigt. Beispielsweise führt der Drucksteuerkalkulator 161 eine Kalkulation basierend auf einer PID-Steuerung aus. Zusätzlich ist der Steuerbefehlswert V1, wenn die Dampferzeugungseinrichtung 120 beispielsweise die in 3 gezeigte Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 ist, ein Wert, der eine gesteuerte Variable entsprechend einem Flussvolumenbefehl für einen dem Schachtbrenner 1214 zugeführten Kraftstoff, einen Befehl für die Position des Flusssteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214, einen Flussvolumenbefehl für einen der Brennkammer 1203 zugeführten Kraftstoff, einen Befehl für die Position des Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbine 1202 oder eine Kombination der obigen anzeigt. Dem Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 eingegebene Wärme ändert sich mit jedem der gesteuerten Objekte, so dass das zu erzeugende Dampfvolumen geändert werden kann und der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 gesteuert werden kann.
Die Regulatorventilsteuereinheit 180 öffnet und schließt das Regulatorventil 141 der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140, um seine Position einzustellen und steuert dadurch das Volumen an Dampf, welcher der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 zugeführt wird. Die Regulatorventilsteuereinheit 180 hat eine Niederdrucksteuerung 181, eine Hochdrucksteuerung 182, eine Umschaltbestimmungseinheit 183 und einen Steuerschalter 184, wie in 2 gezeigt. Die Regulatorventilsteuereinheit 180 steuert das Regulatorventil 141 durch Vorwärtsdrucksteuerung oder Abgasdrucksteuerung.
Die Niederdrucksteuerung 181 steuert (Abgasdrucksteuerung) das Volumen von Dampf, der aus dem Hochdruckdampfsammler 130 zu der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 geliefert wird, d.h. die Position des Regulatorventils 141, auf Basis des Dampfdrucks im Niederdruckdampfsammler 150. Spezifisch erzeugt die Niederdrucksteuerung 181 einen Steuerbefehlswert V2 gemäß einer Abweichung zwischen Druckeinstellventil P2 und einem Drucksignal des Niederdruckdampfsammlers, der im Druckdetektor 211 detektiert wird, und gibt den Steuerbefehlswert V2 an die Steuerschalter 184 aus.
Die Hochdrucksteuerung 182 steuert (Vorwärtsdrucksteuerung) das Volumen an Dampf, welcher aus dem Hochdruckdampfsammler 130 der Dampfturbinenstromerversorgungseinrichtung 140 zugeliefert wird, d.h. die Position des Regulatorventils 141, auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler 130. Spezifisch erzeugt die Hochdrucksteuerung 182 einen Steuerbefehlswert V3 gemäß einer Abweichung zwischen Druckeinstellwert P3 und dem Druckdetektionswert des Hochdruckdampfsammlers, der im Druckdetektor 210 detektiert wird, und gibt den Steuerbefehlswert V3 an den Steuerschalter 184 aus.
Hier wird das Volumen von, der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 zugeführten Dampf, d.h. die Position des Regulatorventils 141 der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140, durch die ausgewählte Niederdrucksteuerung 181 oder Hochdrucksteuerung 182 gesteuert. Im Allgemeinen jedoch wird durch die Niederdrucksteuerung 181 gesteuert (Abgasdrucksteuerung).
Die Umschaltbestimmungseinheit 183 vergleicht den Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 in 1 mit einem vorher eingestellten Schwellenwert und bestimmt, ob der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 niedriger als der voreingestellte Schwellenwert ist. Somit kann die Umschaltbestimmungseinheit 183 bestimmen, dass das erwünschte Dampfvolumen jenseits des Maximalvolumens an Dampf ist, der durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugen, ist, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 niedriger als der Schwellenwert ist. Wenn festgestellt wird, dass der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 niedriger als der Schwellenwert ist, sendet die Umschaltbestimmungseinheit 183 ein „Umschaltkommando“ an den Steuerschalter 184. Zusätzlich kann anstelle der Überwachung des Drucks in dem Hochdruckdampfsammler 130 in 1 die Umschaltbestimmungseinheit 183 den Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 überwachen, der durch den Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler bestimmt ist, und das Umschaltkommando gemäß dem Wert des Steuerbefehlswerts V1 senden.
Der Steuerschalter 184 nimmt ein Umschalten von der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181 zur Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182 vor, wenn das „Umschaltkommando“ aus der Umschaltbestimmungseinheit 183 empfangen wird. Der Steuerschalter 184 stellt generell der Regulatorventil 141 auf Basis des Steuerbefehlswerts V2 aus der Niederdrucksteuerung 181 ein und steuert das Volumen des aus der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 ausgegebenen Dampfs. Wenn jedoch das „Umschaltkommando“ aus der Umschaltbestimmungseinheit 183 gesendet wird, stellt der Steuerschalter 184 die Position des Regulatorventils 141 auf Basis des Steuerbefehlswerts V3 aus der Hochdrucksteuerung 182 ein, um das Dampfvolumen zu steuern, welches der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 zugeführt wird.
In der vorliegenden Erfindung wird weiterhin die Gesamtsteuerungseinheit 190 vorgesehen, die eine andere Komponente zum Bestimmen ist, ob das Dampfvolumen, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 erwünscht ist, einen oberen Grenzwert des Dampfvolumens erreicht hat, das durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugen ist.
Die Gesamtsteuereinheit 190 weist einen Obergrenzendetektor 191 und einen Untergrenzendetektor 192 auf. Der Obergrenzendetektor 191 detektiert, ob der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gleich oder größer einem vorgegebenen oberen Grenzwert ist. Wenn detektiert wird, dass der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gleich oder größer dem vorgegebenen oberen Grenzwert ist, sendet der Obergrenzendetektor 191 an die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 ein „Beeinflussungssteuersignal“ zum Addieren eines offenseitigen Beeinflussungswertes zum Steuerbefehlswert für die Position des Nebenflussventils 161 in der Dampfnebenflusseinrichtung 160. Zusätzlich entspricht eine Situation, wo der Obergrenzendetektor 191 detektiert, dass der Steuerbefehlswert V1 gleich oder größer dem oberen Grenzwert ist, einer Situation, wo das Dampfvolumen, welches von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 erwünscht ist, das maximale Dampfvolumen übersteigt, welches von der Dampf erzeugenden Einrichtung erzeugt wird.
Der Untergrenzendetektor 192 detektiert, dass der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gleich oder kleiner als ein vorgegebener unterer Grenzwert ist. Wenn detektiert wird, dass der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gleich oder kleiner dem voreingestellten unteren Grenzwert ist, sendet der Untergrenzendetektor 192 an die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 ein „Beeinflussungssteuersignal“ zum Addieren eines gschlossenseitigen Beeinflussungswertes zum Steuerbefehlswert für die Position des Nebenflussventils 161 der Dampfnebenflusseinrichtung 160.
Die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 steuert das Volumen und den Druck des aus dem Hochdruckdampfsammler 130 an die Dampfnebenflusseinrichtung 160 gelieferten Dampfes durch die Position des Nebenflussventils 161. Die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 öffnet und schließt auch das Nebenflusssprühventil 162 wie auch das Nebenflussventil 161, um das Volumen an Dampf zu steuern, das durch die Dampfnebenflusseinrichtung 160 hindurchgeht.
Spezifisch weist die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 einen Drucksteuerkalkulator 201 und einen Beeinflussungskalkulator 202 auf.
Der Drucksteuerkalkulator 201 gibt einen Steuerbefehlswert V4 zum Steuern des Nebenflussventils 161 aus, gemäß einer Abweichung zwischen einem Druckeinstellwert P4 und dem Dampfdruck im Niederdruckdampfsammler, der im Druckdetektor 211 detektiert wird.
Der Beeinflussungskalkulator 202 ist eine Schaltung zum Addieren eines Beeinflussungswertes B1 oder B2 zu dem Steuerbefehlswert V4 aus dem Drucksteuerkalkulator 201, um einen neuen Steuerbefehlswert V5 zu erzeugen, wenn das „Beeinflussungssteuersignal“ aus der Gesamtsteuereinheit 190 empfangen wird. Hier wird, wenn das Beeinflussungssteuersignal aus dem Obergrenzendetektor 191 empfangen wird, der offenseitige Beeinflussungswert B1 zum Steuerbefehlswert V4 addiert. Wenn das Beeinflussungssteuersignal aus der Untergrenzendetektor 192 empfangen wird, wird der geschlossenseitige Beeinflussungswert B2 zum Steuerbefehlswert V4 addiert, d.h. der Beeinflussungswert B2 wird vom Öffnungsbefehlswert des Nebenflussventils 161 subtrahiert. Zusätzlich werden die Beeinflussungswerte B1, B2 auf solche Werte eingestellt, die den Steuerschalter 184 nicht veranlassen, unmittelbar eine Umschaltung vorzunehmen.
Zusätzlich sind bei dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowohl der Druckeinstellwert P1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 als auch der Druckeinstellwert P3 der Regulatorventilsteuereinheit 180 Druckeinstellwerte für den Hochdruckdampfsammler 130. Daher gibt es eine Steuerungsinterferenz in dem Fall, wo die Steuerung simultan durch beide Einheiten durchgeführt wird. Somit wird ein Steuerumschaltverfahren allgemein angewendet, so dass entweder die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 oder die Regulatorventilsteuereinheit 180 die Steuerung durchführen kann. Ein alternatives anzuwendendes Verfahren besteht darin, den Druckeinstellwert P3 niedriger als den Druckeinstellwert P1 zu setzen. In der vorliegenden Ausführungsform wird hier das letztere Verfahren eingesetzt, wobei jegliches der Verfahren eingesetzt werden kann. Dies gilt auch für den Druckeinstellwert P2 der Regulatorventilsteuereinheit 180 und den Druckeinstellwert P4 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 und der Druckeinstellwert P4 wird niedriger als der Druckeinstellwert P2 eingestellt.
Weiterhin detektieren bei dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Obergrenzendetektor 191 und der Untergrenzendetektor 192 der Gesamtsteuereinheit 190, dass das Dampfvolumen, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 erwünscht ist, die Obergrenze und Untergrenze erreicht hat, auf Basis des Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170. Dies ist jedoch keine Beschränkung. Es ist auch möglich, festzustellen, dass das Volumen an Dampf, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 erwünscht ist, die Obergrenze oder Untergrenze erreicht hat, anhand des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler 130, der vom Druckdetektor 210 detektiert wird.
(Steuerung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100)
Als Nächstes wird ein Umriss der Steuerung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zusätzlich ist in der nachfolgenden Erläuterung die Dampferzeugungseinrichtung 120 der Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 und die Dampf verbrauchende Einrichtung 110 ist eine Entsalzungseinrichtung. Somit werden die zwei gewünschten Werte für die Menge an Stromerzeugung und die Menge an Entsalzung in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 unabhängig eingestellt. Im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 sind die Position des Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201, die Position des Regulatorventils 141 der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 und die Position des Nebenflussventils 161 der Dampfnebenflusseinrichtung 160 so eingestellt, dass sie die oben erwähnten gewünschten Werte erfüllen.
(Der Fall, wo das gewünschte Dampfvolumen nicht den Grenzwert des zu erzeugenden Dampfvolumens erreicht hat)
In dem Fall, wo das Volumen an Dampf, das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 erwünscht ist, nicht den Grenzwert des Volumens an Dampf erreicht hat, der von der Dampf erzeugenden Einrichtung 120 zu erzeugen ist, führt das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die nachfolgende normale Steuerung durch. Zusätzlich wird das Regulatorventil 141 der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 anfänglich in jedem Fall von der Niederdrucksteuerung 181 gesteuert.
(0-1) Der Fall, wo die erwünschte Stromerzeugungsmenge angestiegen ist
Im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 steuert, wenn die gewünschte Stromerzeugungsmenge angestiegen ist, die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Öffnen des Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbine 1202. Das Flussvolumen des zugeführten Kraftstoffs steigt, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 geöffnet wird, so dass die gewünschte Stromerzeugungsmenge befriedigt wird. Jedoch steigt an den Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 abgegebene Wärme an, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 geöffnet wird. Als Ergebnis steigt das Volumen an Dampf, das aus der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 zu erzeugen ist, an. Dies führt zu einem übermäßigen Dampfvolumen, falls es keine Änderung bei der gewünschten Entsalzungsmenge gibt. Daher steuert bei dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Schließen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214. Dies vermindert das Flussvolumen des dem Schachtbrenner 1214 zugeführten Kraftstoffes und ermöglicht ein festes Volumen an Dampf, der in den Hochdruckdampfsammler 130 fließt.
(0-2) Der Fall, wo die gewünschte Stromerzeugungsmenge abgenommen hat
Im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 steuert die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170, wenn eine erwünschte Stromerzeugungsmenge abgenommen hat, das Schließen des Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbine 1202. Das Flussvolumen des zugeführten Kraftstoffs sinkt, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 geschlossen wird, so dass das Volumen des Kraftstoffs der gewünschten Stromerzeugungsmenge entspricht. Jedoch nimmt an den Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 abgegebenen Wärme ab, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 geschlossen wird. Als Ergebnis sinkt das Volumen an Dampf, das aus der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 zu erzeugen ist, ab. Dies führt zu einem unzureichenden Dampfvolumen, falls es keine Änderung bei der gewünschten Entsalzungsmenge gibt. Daher steuert beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Öffnen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214. Dies erhöht das Flussvolumen des dem Schachtbrenner 1414 zugeführten Kraftstoffs und ermöglicht, dass ein festes Dampfvolumen in den Hochdruckdampfsammler 130 fließt.
(0-3) Der Fall, wo die gewünschte Entsalzungsmenge ansteigt
Im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 steuert, wenn eine gewünschte Entsalzungsmenge angestiegen ist, die Regulatorventilsteuereinheit 180 das Öffnen des Regulatorventils 141. Dies macht es möglich, den aus dem Niederdruckdampfsammler 150 ausfließenden Dampf zu kompensieren und ermöglicht einen festen Druck des Niederdruckdampfsammlers 150. Falls jedoch das Regulatorventil 141 geöffnet wird, steigt die Stromerzeugungsmenge im Dampfturbinenstromgenerator 143 an, was zu einer übermäßigen Stromerzeugungsmenge führt. Daher steuert beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Schließen dies Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbine 1202. Das Flussvolumen des zugeführten Kraftstoffs sinkt, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 geschlossen wird. Somit wird ein Ansteigen bei der Stromerzeugungsmenge in dem Dampfturbinenstromgenerator 143 durch einen Abfall bei der Stromerzeugungsmenge des Gasturbinenstromgenerators 1205 kompensiert, was eine feste Stromerzeugungsmenge im gesamten komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk ermöglicht.
Falls das Regulatorventil 141 geöffnet wird, steigt der aus dem Hochdruckdampfsammler 130 ausfließende Dampf an. Darüber hinaus, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 der Gasturbine 1201 geschlossen wird, sinkt an dem Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 eingegebene Wärme ab und das Volumen des in den Hochdruckdampfsammler 130 einfließenden Dampfes sinkt ebenfalls entsprechend. Dies führt zu einem unzureichenden Dampfvolumen beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100. Daher steuert beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Öffnen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214. Dies ermöglicht es, das unzureichende Dampfvolumen zu kompensieren und ermöglicht einen festen Druck des Hochdruckdampfsammlers 130.
(0-4) Der Fall, wo die gewünschte Entsalzungsmenge sinkt
Im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100, wenn eine gewünschte Entsalzungsmenge abgesunken ist, steuert die Regulatorventilsteuereinheit 180 das Schließen des Regulatorventils 141. Dies verhindert einen Anstieg beim Druck des Niederdruckdampfsammlers 150 und ermöglicht einen feststehenden Druck des Niederdruckdampfsammlers 150.
Falls jedoch das Regulatorventil 141 geschlossen wird, sinkt die Stromerzeugungsmenge im Dampfturbinenstromgenerator 143, was zu einer unzureichenden Stromerzeugungsmenge führt. Daher steuert beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Öffnen des Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbine 1202. Das Flussvolumen des zugeführten Kraftstoffs steigt, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 geöffnet wird. Somit wird ein Absinken der Stromerzeugungsmenge in dem Dampfturbinenstromgenerator 143 durch ein Ansteigen der Stromerzeugungsmenge des Gasturbinenstromgenerators 1205 kompensiert, was eine feststehende Stromerzeugungsmenge im komplexen Gesamtstromerzeugungs-/Entsalzungswerk ermöglicht.
Falls das Regulatorventil 141 geschlossen wird, sinkt das Volumen an aus dem Hochdruckdampfsammler 130 ausströmenden Dampf ab. Darüber hinaus, falls das Kraftstoffsteuerventil 1204 der Gasturbine 1202 geöffnet wird, steigt die am Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 eingegebene Wärme an und das Volumen an in den Hochdruckdampfsammler 130 fließenden Dampfs steigt ebenfalls entsprechend an. Dies führt zu einem übermäßigen Dampfvolumen im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100. Daher steuert in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Schließen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214. Dies senkt das Flussvolumen des zugeführten Kraftstoffs, eliminiert übermäßiges Dampfvolumen und ermöglicht einen feststehenden Druck des Hochdruckdampfsammlers 130.
(Der Fall, wo das gewünschte Dampfvolumen den Grenzwert des Volumens an zu erzeugendem Dampf erreicht hat)
Beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 tritt kein Problem mit der oben erwähnten Normalsteuerung auf, wenn eine gewünschte Stromerzeugungsmenge zu einer gewünschten Entsalzungsmenge ausgewogen ist. Jedoch kann das Volumen an von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 gewünschten Dampf den Grenzwert des Dampfvolumens, das durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugen ist, erreichen. In solch einem Fall gibt es eine Notwendigkeit für Zusatzdampf von außen oder dem Freisetzen von Dampf nach außen.
Wenn es beispielsweise im Sommer einen großen Bedarf nach Wasser gibt, kann ein Dampfvolumen, welches das Maximalvolumen von durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugenden Dampf übersteigt, von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 gewünscht werden. In solch einem Fall wird Zusatzdampf für den Mangel von außen über das Nebenflusssprühventil 162 der Dampfnebenflusseinrichtung 160 zugeführt.
Jedoch kann im Übergangszustand, bevor der Zusatzdampf aus dem Nebenflusssprühventil 162 zugeführt wird, das gewünschte Dampfvolumen nicht befriedigt werden, obwohl der Schachtbrenner 1214 am Maximalausstoß ist. Als Ergebnis kann der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 mit wachsender Geschwindigkeit abfallen.
In solch einem Fall nimmt der Steuerschalter 184 generell eine Umschaltung von der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181 zur Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182 vor.
Im Gegensatz dazu wird die folgende Steuerung in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt.
(1-1) Übermäßiger Anstieg bei der gewünschten Entsalzungsmenge
5 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Umrisses der Steuerung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 fällt, wenn nur die gewünschte Entsalzungsmenge angestiegen ist, der Dampfdruck im Niederdruckdampfsammler 150 ab. Daher steuert die Regulatorventilsteuereinheit 180 das Öffnen des Regulatorventils 141 auf Basis des Abfalls des im Druckdetektor 210 detektierten Dampfdrucks (Schritte S1, S2). Dies ermöglicht es, den aus dem Niederdruckdampfsammler 150 zur Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 fließenden Dampf zu kompensieren.
Falls jedoch das Regulatorventil 141 geöffnet wird, sinkt der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 ab. Dies führt zu einem unzureichenden Volumen an Dampf für die Entsalzung.
Daher steuert beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Öffnen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214 auf Basis des Abfalls des im Druckdetektor 210 detektierten Drucks des Hochdruckdampfsammlers 130 (Schritt S3). Dies macht es möglich, das unzureichende Dampfvolumen zu kompensieren und ermöglicht einen feststehenden Druck des Hochdruckdampfsammlers 130.
Nachfolgend, falls es einen Wunsch nach einem weiteren Anstieg bei der Entsalzungsmenge gibt, kann das Volumen des von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 gewünschten Dampfs das Maximalvolumen des Dampfs übersteigen, der von der Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugen ist (Schritt S4). In solch einem Fall detektiert der Obergrenzendetektor 191 der Gesamtsteuereinheit 190, dass der Steuerbefehlswert V1 für die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gleich oder größer einem voreingestellten oberen Grenzwert ist (Schritt S5-JA).
Wenn der Obergrenzendetektor 191 detektiert, dass der Steuerbefehlswert V1 gleich oder größer dem oberen Grenzwert ist, wird das „Beeinflussungssteuersignal“ aus dem Obergrenzendetektor 191 an die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 gesendet (Schritt S6).
Wenn die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 das Beeinflussungssteuersignal empfängt, erzeugt der Beeinflussungskalkulator 202 einen neuen Steuerbefehlswert V5, in dem ein offenseitiger Beeinflussungswert B1 bei einer festen Rate zu einem Steuerbefehlswert V4 addiert wird, der aus dem Drucksteuerkalkulator 201 ausgegeben wird (Schritt S7) .
Dann steuert die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 das Öffnen des Nebenflussventils 161 und des Nebenflusssprühventils 162 der Dampfnebenflusseinrichtung 160 anhand des neuen Steuerbefehlswerts V5 (Schritt S8). Kurz gesagt werden das Nebenflussventil 161 und das Nebenflusssprühventil 162 der Dampfnebenflusseinrichtung 160 durch die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 geöffnet, bevor eine Umschaltung von der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181 zur Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182 vorgenommen wird.
Wenn das Nebenflussventil 161 geöffnet wird, steigt der Druck der Niederdruckdampfsammlers 150 an. Somit schließt die Regulatorventilsteuereinheit 180 das Regulatorventil 141 (Schritt S9). Als Ergebnis wird ein Anstieg beim Druck des Niederdruckdampfsammlers 150 vermieden. Zusätzlich steigt Hochtemperaturdampf an, falls das Nebenflussventil 161 geöffnet wird, so dass Niedertemperatursprühwasser aus dem Nebenflusssprühventil 162 ansteigt.
Das Nebenflussventil 161 und das Nebenflusssprühventil 162 werden wie oben beschrieben geöffnet und das Regulatorventil 141 geschlossen, und nach einem gewissen Zeitraum ist im Hochdruckdampfsammler 130 eine gewisse Druckvariation verschoben. Folglich gibt es kein Umschalten von der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181 zur Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182.
Zusätzlich bleibt das aus der Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugende Dampfvolumen in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 unverändert. Somit wird eine Variation im Dampfvolumen, die vorgenommen wird, wenn die gewünschte Entsalzungsmenge sich ändert, durch das der Dampfnebenflusseinrichtung 161 zugeführte gesprühte Wasser kompensiert. Wenn beispielsweise die Entsalzungsmenge um α angestiegen ist, werden das Nebenflussventil 161 und das Nebenflusssprühventil 162 offen gehalten, bis das gesprühte Wasser um α ansteigt. Dann wird das Regulatorventil 141 so gesteuert, dass es offen ist, bis der Effekt eines Anstiegs β beim Volumen des vorbeigehenden Dampfes, der durch Öffnen des Nebenflussventils 161 gemacht wird, verschoben ist.
Zusätzlich wird aufgrund der Hinzufügung des gesprühten Wassers aus dem Nebenflusssprühventil 162 ein Abfall beim Volumen von das Regulatorventil 141 passierendem Dampf schließlich den Anstieg beim Volumen von das Nebenflussventil 161 passierendem Dampf übersteigen. Dann steigt der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130. Somit steuert die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Schließen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214 und des Kraftstoffsteuerventils 1204 der Gasturbine 1202. Dies senkt das Volumen an in der Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugenden Dampf und gestattet damit einen feststehenden Druck des Hochdruckdampfsammlers 130.
(1-2) übermäßiges Abfallen bei der gewünschten Entsalzungsmenge
In dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk ist es auch möglich, kein Umschalten von der Steuerung (Abgasdrucksteuerung) durch die Hochdrucksteuerung 182 zur Steuerung (Vorwärtsdrucksteuerung) durch die Niederdrucksteuerung 181 vorzunehmen, wie in 6 gezeigt.
Beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100, wenn die gewünschte Entsalzungsmenge abgenommen hat, steigt der Dampfdruck im Niederdruckdampfsammler 150 an. Somit steuert die Regulatorventilsteuereinheit 180 das Schließen des Regulatorventils 141 auf Basis des Anstiegs des im Druckdetektor 211 detektierten Dampfdrucks (Schritte T1, T2). Als Ergebnis wird ein Anstieg beim Druck des Niederdruckdampfsammlers 150 vermieden.
Jedoch steigt der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130, falls das Regulatorventil 141 geschlossen wird.
Somit steuert in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Schließen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214 auf Basis des Anstiegs des Drucks des Hochdruckdampfsammlers 130, der im Druckdetektor 210 detektiert wurde (Schritt T3). Dies reduziert das Dampfvolumen und ermöglicht einen festen Druck des Hochdruckdampfsammlers 130.
Nachfolgend, falls es einen Wunsch für ein weiteres Abfallen bei der Entsalzungsmenge gibt (Schritt T4), detektiert der Untergrenzendetektor 192 der Gesamtsteuereinheit 190, dass der Steuerbefehlswert V1 für die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gleich oder kleiner als der voreingestellte untere Grenzwert ist (Schritt T5-Ja).
Wenn der Untergrenzendetektor 192 detektiert, dass der Steuerbefehlswert V1 gleich oder kleiner als der untere Grenzwert ist, wird das „Beeinflussungssteuersignal“ aus dem Untergrenzendetektor 192 an die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 gesendet (Schritt T6).
Wenn die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 das Beeinflussungssteuersignal empfängt, erzeugt der Beeinflussungskalkulator 202 einen neuen Steuerbefehlswert V5, bei dem ein geschlossenseitiger Beeinflussungswert B2 bei einer festen Rate zu einem Steuerbefehlswert V4 addiert wird, der aus dem Drucksteuerkalkulator 201 ausgegeben wird (Schritt T7).
Dann steuert die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 das Schließen des Nebenflussventils 161 und des Nebenflusssprühventils 162 der Dampfnebenflusseinrichtung 160 anhand des neuen Steuerbefehlswerts V5 (Schritt T8). Das heißt, das Nebenflussventil 161 und das Nebenflusssprühventil 162 der Dampfnebenflusseinrichtung 160 werden von der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 geschlossen, bevor ein Umschalten von der Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182 zur Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181 vorgenommen wird.
Wenn das Nebenflussventil 161 geschlossen wird, fällt der Druck des Niederdruckdampfsammlers 150 ab. Somit öffnet die Regulatorventilsteuereinheit 180 das Regulatorventil 141, um den Druck des Niederdruckdampfsammlers 150 zu erhöhen (Schritt T9). Zusätzlich nimmt Hochtemperaturdampf ab, falls das Nebenflussventil 161 geschlossen wird. Daher sinkt aus dem Nebenflusssprühventil 162 zugeführtes Niedertemperatursprühwasser ab.
Das Nebenflussventil 161 und das Nebenflusssprühventil 162 werden geschlossen und das Regulatorventil 141 wird wie oben beschrieben geschlossen, und nach einem gewissen Zeitraum ist eine Druckvariation im Hochdruckdampfsammler 130 verschoben (Schritt T10). Folglich gibt es kein Umschalten von der Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182 zu der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181.
Zusätzlich wird letztendlich aufgrund des Abfalls des Sprühwassers aus dem Nebenflusssprühventil 162 ein Ansteigen im Volumen an durch das Regulatorventil 141 gehenden Dampfs schließlich ein Abfallen beim Volumen des durch das Nebenflussventil 161 fließenden Dampfs übersteigen. Dann fällt der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 ab. Somit steuert die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 das Öffnen des Kraftstoffsteuerventils 1215 des Schachtbrenners 1214 und des Kraftstoffsteuerventils der Gasturbine 1202. Dies steigert das Volumen an Dampf, der in der Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugen ist und gestattet damit einen feststehenden Druck des Hochdruckdampfsammlers 130.
(Wirkung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks)
Wie oben beschrieben, umfasst das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Gesamtsteuereinheit 190, um aus dem Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 zu bestimmen, dass das gewünschte Dampfvolumen den Grenzwert des Volumens an durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugenden Dampf erreicht hat, und die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 zum Addieren des Beeinflussungswerts B1 zum Steuerbefehlswert V4 für die normale Dampfnebenflusseinrichtung 160, um einen neuen Steuerbefehlswert V5 zu erzeugen, wenn die gesamte Steuereinheit 190 feststellt, dass das gewünschte Dampfvolumen den Grenzwert erreicht hat, und Steuern des Volumens und des Druckes des durch die Dampfnebenflusseinrichtung 160 hindurchgehenden Dampfes auf Basis des neuen Steuerbefehlswerts V5. Folglich ist es möglich, keine Umschaltung zwischen der Steuerung durch die Niederdrucksteuerung 181 und der Steuerung durch die Hochdrucksteuerung 182 vorzunehmen, wodurch höhere Stabilität und Steuerreaktion ermöglicht wird.
Daher ist es der Vorteil des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100, dass konstant gleiche Steuerbarkeit beibehalten kann und auch den Betriebsbereich erweitern kann.
Das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 ist auch in der Lage, die Betriebsbereiche der Dampfturbinenstromerzeugungseinrichtung 140 und der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 durch Steigern des Sprühwassers über die Temperaturabsenkeinrichtung 163 zu erweitern und das Volumen an zu erzeugenden Dampfs somit zu steigern.
Weiterhin kann das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 das Nebenflussventil 161 öffnen, um das Volumen des durch die Dampferzeugungseinrichtung 120 zu erzeugenden Dampf abzusenken, so dass der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 kontinuierlich durch die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170 gesteuert werden kann.
Darüber hinaus kann in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Kombination der Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 und der Kesseleinrichtung 1251 als Dampferzeugungseinrichtung 120 verwendet werden. Beispielsweise kann eine solche Kombination so verwendet werden, dass das Kraftstoffsteuerventil 1259 des Kessels 1252 das Steuern des Hochdruckdampfsammlers 130 startet, wenn des Kraftstoffsteuerventil 1215 des Schachtbrenners 1214 die Maximalausgabe erreicht hat. Jedoch unterscheidet sich der Schachtbrenner 1240 bezüglich der Steuerreaktion vom Kessel 1252, so dass es notwendig ist, unterschiedliche Beschränkungen den Änderungsraten bei der Stromerzeugungsmenge und der Entsalzungsmenge aufzuerlegen.
Zusätzlich können im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Dampferzeugungseinrichtung 120, die Dampfturbinenströmerzeugungseinrichtung 140, die Dampfnebenflusseinrichtung 160, die Dampf verbrauchende Einrichtung 110 und die Kondensationseinrichtung 111 in ihrer Zahl an die Größe eines Werks angepasst werden und sie können in jeglicher Weise kombiniert werden.
<Zweite Ausführungsform>
(Konfiguration des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S)
7 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S. Eine Erläuterung wird unten mit den 7 und 8 gegeben.
Das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch Bereitstellen einer Mehrzahl von Stromerzeugungseinrichtungen 120A, 120B im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der ersten Ausführungsform erhalten. In diesem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S wird durch die Dampferzeugungseinrichtungen 120A, 120B erzeugter Dampf in einen Hochdruckdampfsammler 130 geliefert. Somit steuert eine Gesamtsteuereinheit 190S nicht nur eine Dampfnebenflusseinrichtung 160, sondern auch das Volumen von Dampf aus der Dampferzeugungseinheit 120B und stellt damit das Dampfvolumen aus der Dampferzeugungseinrichtung 120A ein.
Die Gesamtsteuereinheit 190S weist einen Obergrenzendetektor 191A zum Detektieren auf, dass ein Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A gleich oder größer einem gegebenen Schwellenwert ist, und einen Untergrenzendetektor 192A zum Detektieren, dass der Steuerbefehlswert V1 gleich oder kleiner einem gegebenen Schwellenwert ist.
Ein Beeinflussungskalkulator 172B ist der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B hinzugefügt. Der Beeinflussungskalkulator 172B ist eine Schaltung zum Addieren eines offenseitigen Beeinflussungswerts B3 und eines geschlossenseitigen Beeinflussungswerts B4 zu einer Kalkulation, abhängig vom Zustand von Signalen des Obergrenzendetektors 191A und des Untergrenzendetektors 192A der Gesamtsteuereinheit 190S, der diesem Beeinflussungskalkulator 172B eingegeben wird, um einen richtigen Steuerbefehlswert V6 zu berechnen. Die Gesamtsteuereinheit 190S weist weiterhin einen Obergrenzendetektor 191B zum Detektieren, dass der Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B, der darin eingegeben wird, gleich oder größer einem gegebenem Schwellenwert ist, und einen Untergrenzendetektor 192B zum Detektieren, dass der Steuerbefehlswert V6 gleich oder kleiner einem gegebenen Schwellenwert ist, auf.
Ein Beeinflussungskalkulator 202S wird einer Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200S hinzugefügt. Der Beeinflussungskalkulator 202S kalkuliert einen offenseitigen Beeinflussungswert B1 und einen geschlossenseitigen Beeinflussungswert B2 zu einer Kalkulation abhängig vom Zustand von Signalen des Obergrenzendetektors 191B und des Untergrenzendetektors 192B der Gesamtsteuereinheit 190S, die diesem Beeinflussungskalkulator 202S eingegeben sind, um einen richtigen Steuerbefehlswert V7 zu berechnen.
(Steuerung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S)
Als Nächstes wird ein Umriss der Steuerung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Hier ist die Dampferzeugungseinrichtung 120A der Abgaswärmewiedergewinnungskessel 1206 der in 3 gezeigten Gasturbinenstromerzeugungseinrichtung 1201 und ist die Dampferzeugungseinrichtung 120B die in 2 gezeigte Kesseleinrichtung 1251.
(2-1) übermäßiges Ansteigen der gewünschten Entsalzungsmenge
Wenn eine gewünschte Entsalzungsmenge im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S angestiegen ist, wird von einer Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 ein übermäßiges Dampfvolumen gewünscht. In diesem Fall fällt der Druck des Niederdruckdampfsammlers 150 ab, so dass ein Regulatorventil 141 geöffnet wird, um das Dampfvolumen an die Dampf verbrauchende Einrichtung 110 sicherzustellen. Zu diesem Zeitpunkt fällt auch der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 ab und der Steuerbefehlswert V1 der Erzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A steigt entsprechend. Somit erhöht ein Kraftstoffsteuerventil 1215 eines Schachtbrenners 1214 oder ein Kraftstoffsteuerventil 1204 einer Gasturbine 1202 den Kraftstoff, um das Volumen des zu erzeugenden Dampfes sicherzustellen.
Falls ein zusätzliches Dampfvolumen erwünscht ist, detektiert der Obergrenzendetektor 191A einen oberen Grenzwert und die Gesamtsteuereinheit 190S überträgt ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 172B der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B. Der Beeinflussungskalkulator 172B addiert den offenseitigen Beeinflussungswert B3 zu beispielsweise der Ausgabe eines Drucksteuerkalkulators 171B bei einer festen Rate, so dass der Steuerbefehlswert angehoben werden kann und das durch die Dampferzeugungseinrichtung 120B zu erzeugende Dampfvolumen wird angehoben. Der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 steigt zusammen mit dem Ansteigen des durch den Kessel erzeugten Dampfes. Somit vermindert das Kraftstoffsteuerventil 1215 des Schachtbrenners 1214 oder das Kraftstoffsteuerventil 1204 der Gasturbine 1202 den Kraftstoff, um das durch die Dampferzeugungseinrichtung 120A zu erzeugende Dampfvolumen abzusenken.
Falls ein zusätzliches Dampfvolumen erwünscht wird, detektiert der Obergrenzendetektor 191B einen oberen Grenzwert und die Gesamtsteuereinheit 190S überträgt ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 202S der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200S. Die nachfolgenden Vorgänge sind ähnlich dem Betrieb des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
(2-2) Übermäßiges Abfallen der gewünschten Entsalzungsmenge
Wenn eine gewünschte Entsalzungsmenge im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S abgenommen hat, sinkt das von der Dampf verbrauchenden Einrichtung 110 gewünschte Dampfvolumen. In diesem Fall steigt der Druck des Niederdruckdampfsammlers 150, so dass das Regulatorventil 141 geschlossen wird, um das Dampfvolumen an die Dampf verbrauchende Einrichtung 110 zu steuern. Gleichzeitig steigt auch der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 und der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A fällt entsprechend. Somit vermindert das Kraftstoffsteuerventil 1215 des Schachtbrenners 1214 oder das Kraftstoffsteuerventil 1204 der Gasturbine 1202 den Kraftstoff, um das Gleichgewicht des zu erzeugenden Dampfvolumens zu bewahren.
Falls das Dampfvolumen weiter abnimmt, detektiert der Untergrenzendetektor 192A einen unteren Grenzwert und die Gesamtsteuereinheit 19S überträgt ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 172B der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B. Der Beeinflussungskalkulator 172B addiert den geschlossenseitigen Beeinflussungswert B4 zu beispielsweise der Ausgabe des Drucksteuerkalkulators 171B bei einer festen Rate, so dass der Steuerbefehlswert gesenkt werden kann und das durch die Dampferzeugungseinrichtung 120B zu erzeugende Dampfvolumen sinkt. Der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 fällt zusammen mit dem Absinken des durch den Kessel erzeugten Dampfes ab. Somit erhöht das Kraftstoffsteuerventil 1215 des Schachtbrenners 1214 oder das Kraftstoffsteuerventil 1204 der Gasturbine 1202 den Kraftstoff, um das durch die Dampferzeugungseinrichtung 120A zu erzeugende Dampfvolumen zu erhöhen.
Falls das Dampfvolumen weiter abnimmt, detektiert der Untergrenzendetektor 192B einen unteren Grenzwert und die Gesamtsteuereinheit 190S überträgt ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 202S der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200S. Die nachfolgenden Vorgänge ähneln dem Betrieb beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
(Wirkung des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S)
Wie oben beschrieben, weist das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B auf. Wenn die Gesamtsteuereinheit 190S feststellt, dass das gewünschte Dampfvolumen den Grenzwert des zu erzeugenden Dampfvolumens erreicht hat, addiert die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B einen Beeinflussungswert zum Steuerbefehlswert für die andere Dampferzeugungseinrichtung 120B, um einen neuen Steuerbefehlswert V6 zu erzeugen und steuert das durch die andere Dampferzeugungseinrichtung 120B zu erzeugende Dampfvolumen auf der Basis des neuen Steuerbefehlswerts V6. Entsprechend kann kein Umschalten in einen Steuerschalter 184 vorgenommen werden.
Mit anderen Worten wird in dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Beeinflussungswert B3 zum Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B hinzuaddiert, wenn der Steuerbefehlswert der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B die Maximallast erreicht hat, so das zu erzeugender Dampf gesteigert werden kann und dass in der Dampferzeugungseinrichtung 120A zu erzeugende Dampfvolumen abgesenkt werden kann. Als Ergebnis kann der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 kontinuierlich von der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A gesteuert werden.
Weiterhin kann in der vorliegenden Ausführungsform das Nebenflussventil 161 geöffnet werden, um das einer Temperaturabsenkeinrichtung 163 bereitgestellte Sprühwasser zu erhöhen, um den zu erzeugenden Dampf zu steigern und den Betriebsbereich zu erweitern. Darüber hinaus kann das Nebenflussventil 161 geschlossen werden, um das in der Dampferzeugungseinrichtung 120A zu erzeugende Dampfvolumen zu vermindern, und der Steuerbefehlswert V1 fällt entsprechend. Das heißt, der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 kann kontinuierlich durch die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A gesteuert werden.
Somit hat das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100S gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Vorteil, dass es zu einem Betrieb in der Lage ist, der es gestattet, gleiche Kontrollierbarkeit ohne kompliziertes Umschalten der Steuerung zu bewahren, und hat auch den Vorteil, in der Lage zu sein, den Betriebsbereich zu erweitern.
<Dritte Ausführungsform>
9 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100T gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100T gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Gesamtsteuereinheit 190T einen Prioritätsablaufselektor 193. In der Gesamtsteuereinheit 190T werden ein Steuerbefehlswert V7 einer Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 und ein Prioritätssignal eines Prioritätsablauf- bzw. reihenselektors 193 wie auch ein Signal eines Steuerbefehlswerts V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A einem Obergrenzendetektor 191A und einem Untergrenzendetektor 192A eingegeben. Das „Prioritätssignal“ ist voreingestellt, um eine Priorität entweder der Steuerung der Dampfnebenflusseinrichtung 160 oder der Steuerung der anderen Dampferzeugungseinrichtung 120B zu geben. Hier kann ein Operator beispielsweise eine Prioritätsreihenfolge einstellen.
Weiterhin werden in der Gesamtsteuereinheit 190T der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A und das Prioritätssignal des Prioritätsreihenselektors 193, wie auch ein Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B einem Obergrenzendetektor 191B und einem Untergrenzendetektor 192B eingegeben.
Als Nächstes wird der Betrieb des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100T gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Zusätzlich wird vorausgesetzt, dass der Steuerung der Dampferzeugungseinrichtung 120B Priorität über die Steuerung der Dampfnebenflusseinrichtung 160 eingeräumt wird, wenn das „Prioritätssignal“ „1“ ist, während der Steuerung der Dampfnebenflussvorrichtung 160 Priorität gegenüber der Steuerung der Dampferzeugungseinrichtung 120B eingeräumt wird, wenn das „Prioritätssignal“ „2“ ist.
Basierend auf solch einer Voraussetzung bestimmt der Obergrenzendetektor 191A, ob der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A allein einen oberen Grenzwert erreicht hat, wenn die durch den Prioritätsreihenselektor 193 bestimmte Prioritätsreihe „1“ ist. Falls der Steuerbefehlswert V1 gleich oder größer dem oberen Grenzwert ist, überträgt der Obergrenzendetektor 191A ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 172B der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B. Wenn die Prioritätsreihe „2“ ist, bestimmt der Obergrenzendetektor 191A nicht nur den Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A, sondern bestimmt auch, ob der Steuerbefehlswert V7 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 den oberen Grenzwert erreicht hat. Falls sowohl der Steuerbefehlswert V7 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 als auch der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A gleich oder größer dem oberen Grenzwert sind, überträgt der Obergrenzendetektor 191A das Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 172B der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B.
Wenn andererseits die Prioritätsreihe, die vom Prioritätsreihenselektor 193 bestimmt wird, „2“ ist, bestimmt der Obergrenzendetektor 191B, ob der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A alleine den oberen Grenzwert erreicht hat. Falls der Steuerbefehlswert V1 gleich oder größer einem oberen Grenzwert ist, überträgt der Obergrenzendetektor 191B ein Beeinflussungssteuersignal an einen Beeinflussungskalkulator 202 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200. Wenn die Prioritätsreihe „1“ ist, bestimmt der Obergrenzendetektor 191B nicht nur den Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A, sondern bestimmt auch, ob der Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B den oberen Grenzwert erreicht hat. Falls sowohl der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A als auch der Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B gleich oder größer einem oberen Grenzwert sind, überträgt der Obergrenzendetektor 191B ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 200 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200.
Darüber hinaus bestimmt der Untergrenzendetektor 192A, ob der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A allein gleich oder kleiner einem unteren Grenzwert ist, wenn die durch den Prioritätsreihenselektor 193 bestimmte Prioritätsreihe „1“ ist. Falls der Steuerbefehlswert V1 gleich oder kleiner dem unteren Grenzwert ist, überträgt der Untergrenzendetektor 192A ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 172B der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B. Wenn die Prioritätsreihe „2“ ist, bestimmt der Untergrenzendetektor 192A nicht nur den Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A, sondern bestimmt auch, ob der Steuerbefehlswert V7 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 gleich oder kleiner einem unteren Grenzwert ist. Falls sowohl der Steuerbefehlswert V7 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 als auch der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A gleich oder kleiner dem unteren Grenzwert sind, überträgt der Untergrenzendetektor 192A das Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 172B der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B.
Wenn andererseits die vom Prioritätsreihenselektor 193 bestimmte Prioritätsreihe „2“ ist, bestimmt der Untergrenzendetektor 192B, ob der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A alleine den unteren Grenzwert erreicht hat. Falls der Steuerbefehlswert V1 gleich oder kleiner dem unteren Grenzwert ist, überträgt der Untergrenzendetektor 192B ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 202 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200. Wenn die Prioritätsreihe „1“ ist, bestimmt der Untergrenzendetektor 192B nicht nur den Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A, sondern bestimmt auch, ob der Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B einen Schwellenwert erreicht hat. Wenn sowohl der Steuerbefehlswert V1 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170A als auch der Steuerbefehlswert V6 der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B gleich oder kleiner dem unteren Grenzwert sind, überträgt der Untergrenzendetektor 192B ein Beeinflussungssteuersignal an den Beeinflussungskalkulator 202 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200.
Wie oben beschrieben, umfasst das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100T gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Prioritätsreihenselektor 193. Der Prioritätsreihenselektor 193 selektiert entweder die Steuerung der Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B oder die Steuerung durch die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 gemäß der voreingestellten Prioritätsreihe, wenn die Gesamtsteuereinheit 190T feststellt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen den Grenzwert des zu erzeugenden Dampfvolumens erreicht hat. Folglich kann die Betriebseffizienz des gesamten komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerkes gesteigert werden.
Kurz gesagt, kann beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100T gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Einrichtung, der das Beeinflussungssteuersignal zuzusenden ist, in Erwägung von beispielsweise der Betriebseffizienz des Werks zu dem Zeitpunkt ausgewählt werden, womit Betrieb bei hoher Anlageneffizienz zusätzlich zu den Effekten des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100S gemäß der zweiten Ausführungsform ermöglicht wird. Zusätzlich kann die Prioritätsreihe der Steuerung der Einrichtungen vorab eingestellt werden oder kann durch den Operator bestimmt werden.
<Vierte Ausführungsform>
10 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerkes 100U gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei dem komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100U gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Gesamtsteuereinheit 190U eine automatische Prioritätsreihenbestimmungseinheit 194 auf.
Diese automatische Prioritätsreihenbestimmungseinheit 194 berechnet automatisch eine Anlageneffizienz, um eine Prioritätsreihe für die Steuerung einer Dampferzeugungseinrichtung 120B und die Steuerung einer Dampfnebenflusseinrichtung 160 „automatisch“ einzustellen, ohne irgendwelche Bedienerauswahl. Hier stellt die automatische Prioritätsreihenbestimmungseinheit 194 eine Prioritätsreihe auf der Basis eines Steuerbefehlswerts V6 aus einer Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit 170B und eines Steuerbefehlswertes V7 aus einer Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 ein.
Das heißt, das komplexe Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100U gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die automatische Prioritätsreihenbestimmungseinheit 194 und kann daher eine Einrichtung auswählen, der ein Beeinflussungssteuersignal zuzusenden ist, während eine Betriebseffizienz zu der Zeit automatisch berechnet wird. Somit kann zusätzlich zu den Effekten des komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerkes 100T gemäß der dritten Ausführungsform ein Betrieb bei konstant hoher Anlageneffizienz durchgeführt werden.
<Fünfte Ausführungsform>
11 ist ein Diagramm der Steuersystemkonfiguration eines komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerks 100V gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beim komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100V gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Gesamtsteuereinheit 190V einen Beeinflussungswertkalkulator 195 auf. Wenn ein Drucksignal dem Beeinflussungswertkalkulator 195 aus einem Druckdetektor 210 eines Hochdruckdampfsammlers 130 eingegeben wird, berechnet der Beeinflussungswertkalkulator 195 einen optimalen Beeinflussungsbetrag entsprechend dem Betrieb des Werks und stellt den Beeinflussungsbetrag einem Beeinflussungskalkulator 202 bereit.
Der Beeinflussungsbetrag kann durch den Beeinflussungswertkalkulator 195 auf Basis der Änderung (Steigung) des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler 130 über die Zeit berechnet werden. In diesem Fall, falls der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 schnell abfällt und weit unter einem Druckeinstellwert P1 liegt, berechnet der Beeinflussungswertkalkulator 195 einen größeren Beeinflussungsbetrag und stellt den Beeinflussungsbetrag dem Beeinflussungskalkulator 202 der Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit 200 bereit. Als Ergebnis aktiviert sich das Nebenflussventil 161 früher und wird Niedertemperatursprühwasser früher bereitgestellt. Somit kann der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 frühzeitig wiederhergestellt werden. Wenn der Druck des Hochdruckdampfsammlers 130 langsam abfällt und nicht zu weit unter dem Druckeinstellwert P1 liegt, berechnet der Beeinflussungswertkalkulator 195 einen kleineren Beeinflussungsbetrag. Als Ergebnis arbeitet das Nebenflussventil 161 langsam und es kann ein adverser Einfluss auf das Werk unterbunden werden.
Wie oben beschrieben, weist im komplexen Stromerzeugungs-/Entsalzungswerk 100V gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Gesamtsteuereinheit 190V den Beeinflussungswertkalkulator 195 zum Berechnen eines Beeinflussungswertes aus dem Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler 130 auf, so dass ein Beeinflussungsbetrag, der dem Zustand des Werks entspricht, immer berechnet werden kann, und das Werk stets stabil arbeiten kann.
<Sonstiges>
Man sollte anmerken, dass die vorliegende Erfindung nicht vollständig auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und Modifikationen von Komponenten in diesem Zustand des Ausführens der Erfindung vorgenommen werden, ohne von ihrem Geist abzuweichen. Weiterhin können verschiedene Erfindungen durch geeignetes Kombinieren einer Mehrzahl von in den oben beschriebenen Ausführungsformen offenbarten Komponenten gebildet werden. Beispielsweise können einige von allen der in den Ausführungsformen gezeigten Komponenten eliminiert werden. Darüber hinaus können die Komponenten miteinander in einer unterschiedlichen Ausführungsform geeignet kombiniert werden.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden Fachleuten leicht einfallen. Daher ist die Erfindung in ihren breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Details und repräsentativen Ausführungsformen beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben sind. Dementsprechend können verschiedene Modifikationen gemacht werden, ohne vom Geist und Schutzumfang des allgemeinen erfinderischen Konzeptes abzuweichen, wie es in den anhängigen Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.

Claims

Komplexkraftwerk, umfassend: eine Dampferzeugungseinrichtung (120); einen Hochdruckdampfsammler (130), in den in der Dampferzeugungseinheit erzeugter Dampf geliefert wird; eine Dampfstromerzeugungseinrichtung (140), die Elektrizität unter Verwendung des aus dem Hochdruckdampfsammler gelieferten Dampfes erzeugt; einen Niederdruckdampfsammler (150), in den der aus der Dampfstromerzeugungseinrichtung herausströmende Dampf geliefert wird; dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin umfasst: eine Dampfnebenflusseinrichtung (160), die den Hochdruckdampfsammler mit dem Niederdruckdampfsammler in solch einer Weise verbindet, dass die Dampfstromerzeugungseinrichtung umgangen wird, und welche Volumen, Druck und Temperatur des aus dem Hochdruckdampfsammler erzeugten Dampfes auf Basis eines Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswertes einstellt und dann den Dampf an den Niederdruckdampfsammler liefert; eine Dampf verbrauchende Einrichtung (110), die den aus dem Niederdruckdampfsammler zugeführten Dampf verwendet; eine Niederdrucksteuereinheit (181), die das zur Dampfstromerzeugungseinrichtung zu liefernde Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Niederdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist; eine Hochdrucksteuereinheit (182), die das der Dampfstromerzeugungseinrichtung zuzuführende Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert ist; eine Steuerschalteinheit (183, 184), die den Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler mit dem Schwellenwert vergleicht, um zwischen der Steuerung durch die Niederdrucksteuereinheit und Steuerung durch die Hochdrucksteuereinheit umzuschalten; eine Bestimmungseinheit (190), die bestimmt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen der Dampf verbrauchenden Einrichtung einen oberen Grenzwert des Volumens an Dampf erreicht hat, das durch die Dampferzeugungseinrichtung zu erzeugen ist; und eine Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit (200), die einen Beeinflussungswert zu dem Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswert der Dampfnebenflusseinrichtung addiert, um einen neuen Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswert zu erzeugen, wenn die Bestimmungseinheit feststellt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen den oberen Grenzwert erreicht hat, um das Volumen und den Druck des die Dampfnebenflusseinrichtung passierenden Dampfes auf Basis des neuen Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswerts zu steuern.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinheit den oberen Grenzwert anhand des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler bestimmt.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinheit den oberen Grenzwert anhand des Steuerbefehlswerts für die Dampferzeugungseinrichtung bestimmt.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine andere Dampferzeugungseinrichtung erzeugter Dampf auch dem Hochdruckdampfsammler zugeführt wird, das Komplexkraftwerk weiter eine Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit umfasst, die einen Beeinflussungswert zu einem Dampferzeugungsvolumensteuerbefehlswert für die andere Dampferzeugungseinrichtung hinzuaddiert, um einen neuen Steuerbefehlswert zu erzeugen, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass das gewünschte Dampfvolumen einen oberen Grenzwert des erzeugten Dampfvolumens erreicht hat, um das Volumen an Dampf, das durch die andere Dampferzeugungseinrichtung zu erzeugen ist, auf Basis des neuen Steuerbefehlswerts zu steuern.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: eine Prioritätsreihenauswahleinheit (193), die entweder eine Steuerung durch die Dampferzeugungseinrichtungssteuereinheit oder eine Steuerung durch die Dampfnebenflusseinrichtungssteuereinheit auswählt, auf Basis einer vorgegebenen Prioritätsreihe, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass das gewünschte Dampfvolumen der Dampf verbrauchenden Einrichtung einen oberen Grenzwert des erzeugten Dampfvolumens erreicht hat.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Prioritätsreihenauswahleinheit eine Einheit beinhaltet, die eine Prioritätsreihe auf Basis von Stromerzeugungseffizienz des gesamten Komplexkraftwerks bestimmt.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: eine Beeinflussungswertberechnungseinheit (195), die einen Beeinflussungswert aus dem Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler berechnet.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampf verbrauchende Einrichtung eine Entsalzungseinrichtung ist, die den vom Niederdruckdampfsammler gelieferten Dampf verbraucht, um Produktwasser zu erzeugen.
Komplexkraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampferzeugungseinrichtung (120) ein Abgaswärmerückgewinnungskessel (1206) ist, der einen Schachtbrenner (1214) beinhaltet, und der ein Abgas einer Gasturbine (1202) als Wärmequelle zur Erzeugung von Dampf verwendet.
Anlagensteuerverfahren zur Verwendung in einem Komplexkraftwerk, wobei das Komplexkraftwerk beinhaltet: eine Dampferzeugungseinrichtung (120); einen Hochdruckdampfsammler (130), in den in der Dampferzeugungseinheit erzeugter Dampf geliefert wird; eine Dampfstromerzeugungseinrichtung (140), die Elektrizität unter Verwendung des aus dem Hochdruckdampfsammler gelieferten Dampfes erzeugt; einen Niederdruckdampfsammler (150), in den der aus der Dampfstromerzeugungseinrichtung herausströmende Dampf geliefert wird; eine Dampfnebenflusseinrichtung (160), die den Hochdruckdampfsammler mit dem Niederdruckdampfsammler in solch einer Weise verbindet, dass die Dampfstromerzeugungseinrichtung umgangen wird, und welche Volumen, Druck und Temperatur des aus dem Hochdruckdampfsammler erzeugten Dampfes auf Basis eines Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswertes einstellt und dann den Dampf an den Niederdruckdampfsammler liefert; eine Dampf verbrauchende Einrichtung (110), die den aus dem Niederdruckdampfsammler zugeführten Dampf verwendet; eine Niederdrucksteuereinheit (181), die das zur Dampfstromerzeugungseinrichtung zu liefernde Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Niederdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler höher als ein vorgegebener Schwellenwert ist; eine Hochdrucksteuereinheit (182), die das der Dampfstromerzeugungseinrichtung zuzuführende Dampfvolumen auf Basis des Dampfdrucks im Hochdruckdampfsammler steuert, wenn der Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler niedriger als ein vorgegebener Schwellenwert ist; und eine Steuerschalteinheit (183, 184), die den Dampfdruck im Hochdruckdampfsammler mit dem Schwellenwert vergleicht, um zwischen der Steuerung durch die Niederdrucksteuereinheit und Steuerung durch die Hochdrucksteuereinheit umzuschalten; wobei das Anlagensteuerverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: ein Bestimmungsschritt, der feststellt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen der Dampf verbrauchenden Einrichtung einen oberen Grenzwert des Volumens an Dampf erreicht hat, das durch die Dampferzeugungseinrichtung zu erzeugen ist; und ein Dampfnebenflusseinrichtungssteuerschritt, der einen Beeinflussungswert zu dem Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswert der Dampfnebenflusseinrichtung addiert, um einen neuen Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswert zu erzeugen, wenn der Bestimmungsschritt feststellt, dass ein gewünschtes Dampfvolumen den oberen Grenzwert erreicht hat, um das Volumen und den Druck des die Dampfnebenflusseinrichtung passierenden Dampfes auf Basis des neuen Nebenflussdampfvolumensteuerbefehlswerts zu steuern.
Anlagensteuerverfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: einen Dampferzeugungseinrichtungssteuerschritt des Addierens eines Beeinflussungswertes zu einem Steuerbefehlswert für eine andere Dampferzeugungseinrichtung, um einen neuen Steuerbefehlswert zu erzeugen, wenn der Bestimmungsschritt feststellt, dass das gewünschte Dampfvolumen einen oberen Grenzwert des erzeugten Dampfvolumens erreicht hat, um das Volumen an Dampf zu steuern, das durch die andere Dampferzeugungseinrichtung zu erzeugen ist, auf der Basis des neuen Steuerbefehlswerts.
Anlagensteuerverfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: einen Prioritätsreihenauswahlschritt des Auswählens entweder der Steuerung durch den Dampferzeugungseinrichtungssteuerschritt oder der Steuerung durch den Dampfnebenflusseinrichtungssteuerschritt auf Basis einer voreingestellten Prioritätsreihe, wenn der Bestimmungsschritt bestimmt, dass das gewünschte Dampfvolumen einen oberen Grenzwert erreicht hat.