JP2003222002A - 複合サイクル発電装置の性能を評価する方法及び装置 - Google Patents
複合サイクル発電装置の性能を評価する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発電タービンの総合熱性能を判定するために
本発明の方法を提供する。 【解決手段】 発電装置（１００）の個々の構成要素の
性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する方
法であって、（ａ）発電装置の仕様書原本のデータを使
用して発電装置の第１の熱モデル（４００）を設計する
ことと、（ｂ）発電装置の各構成要素の測定性能データ
から発電装置の第２の熱モデル（３００）を開発するこ
とと、（ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の設
計性能データをその測定性能データと置き換えることに
より、発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響を判定することとを含む。
本発明の方法を提供する。 【解決手段】 発電装置（１００）の個々の構成要素の
性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する方
法であって、（ａ）発電装置の仕様書原本のデータを使
用して発電装置の第１の熱モデル（４００）を設計する
ことと、（ｂ）発電装置の各構成要素の測定性能データ
から発電装置の第２の熱モデル（３００）を開発するこ
とと、（ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の設
計性能データをその測定性能データと置き換えることに
より、発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響を判定することとを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合サイクル発電装
置に関し、特に、複合サイクル発電装置の個々の構成要
素の熱性能を評価し且つ各構成要素の性能が発電装置の
総合熱性能に及ぼす影響を判定する方法及び装置に関す
る。
置に関し、特に、複合サイクル発電装置の個々の構成要
素の熱性能を評価し且つ各構成要素の性能が発電装置の
総合熱性能に及ぼす影響を判定する方法及び装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】複合サイクル発電装置は電力を発生する
ための原動機としてガスタービンを利用する。ガスター
ビンエンジンはブレイトンサイクル熱力学原理に基づい
て動作し、通常は大きな排気流量と、相対的に高い排気
温度を有する。排気ガスは、熱回収ボイラ（通常は熱回
収蒸気発生器、略してＨＲＳＧと呼ばれている）へ誘導
されるときに蒸気を発生し、その蒸気を使用して、例え
ば、蒸気を蒸気タービンへ誘導することにより更に多く
の電力を発生することができる。
ための原動機としてガスタービンを利用する。ガスター
ビンエンジンはブレイトンサイクル熱力学原理に基づい
て動作し、通常は大きな排気流量と、相対的に高い排気
温度を有する。排気ガスは、熱回収ボイラ（通常は熱回
収蒸気発生器、略してＨＲＳＧと呼ばれている）へ誘導
されるときに蒸気を発生し、その蒸気を使用して、例え
ば、蒸気を蒸気タービンへ誘導することにより更に多く
の電力を発生することができる。
【０００３】発電装置設計の初期の段階では、技術者
は、通常、発電装置の主な構成要素それぞれの熱モデル
を設計する。例えば、ガスタービン、蒸気タービン、Ｈ
ＲＳＧ、凝縮器などの熱モデルをそれぞれ作成する。個
々の構成要素の熱モデルを設計するのに加えて、個々の
熱モデルを組み合わせた総合熱モデルも設計できる。こ
の総合熱モデルは個々の構成要素モデルの相互作用を把
握するために設計される。また、総合熱モデルは一連の
基準境界条件における熱性能保証の基礎としても使用で
きるであろう。
は、通常、発電装置の主な構成要素それぞれの熱モデル
を設計する。例えば、ガスタービン、蒸気タービン、Ｈ
ＲＳＧ、凝縮器などの熱モデルをそれぞれ作成する。個
々の構成要素の熱モデルを設計するのに加えて、個々の
熱モデルを組み合わせた総合熱モデルも設計できる。こ
の総合熱モデルは個々の構成要素モデルの相互作用を把
握するために設計される。また、総合熱モデルは一連の
基準境界条件における熱性能保証の基礎としても使用で
きるであろう。
【０００４】発電装置の性能の実証は、通常、性能試験
を実施することにより実現される。試験条件は基準境界
条件又は性能保証条件における条件とは同一にはならな
いこともあるため、基準境界条件における発電装置性能
を正確に表現するためには、試験条件で得られた結果を
修正しなければならないであろう。
を実施することにより実現される。試験条件は基準境界
条件又は性能保証条件における条件とは同一にはならな
いこともあるため、基準境界条件における発電装置性能
を正確に表現するためには、試験条件で得られた結果を
修正しなければならないであろう。
【０００５】１つの方法によれば、総合発電装置熱モデ
ルを実行し、境界条件を一度に１つずつ変化させること
により生成される１組の曲線を使用して、試験結果を修
正する。性能に不足がある場合、この方法は修正発電装
置性能のかなり正確な値を提供できる。しかし、この方
法は発電装置のどの構成要素がその性能不足の原因であ
るかに関して全く指示しない。
ルを実行し、境界条件を一度に１つずつ変化させること
により生成される１組の曲線を使用して、試験結果を修
正する。性能に不足がある場合、この方法は修正発電装
置性能のかなり正確な値を提供できる。しかし、この方
法は発電装置のどの構成要素がその性能不足の原因であ
るかに関して全く指示しない。
【０００６】別の方法では、個々の発電装置構成要素に
関する診断情報を提供するツールを使用する。しかし、
それらのツールは複合サイクル発電装置の総合性能を診
断する必要があるという問題に対応できていない。
関する診断情報を提供するツールを使用する。しかし、
それらのツールは複合サイクル発電装置の総合性能を診
断する必要があるという問題に対応できていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、以上指示した
問題を克服することが必要である。
問題を克服することが必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、発電装置にお
ける個々の構成要素の熱性能を評価することにより、発
電装置における個々の構成要素の性能が発電装置の総合
熱性能に及ぼす影響を判定するシステム及び方法であ
る。
ける個々の構成要素の熱性能を評価することにより、発
電装置における個々の構成要素の性能が発電装置の総合
熱性能に及ぼす影響を判定するシステム及び方法であ
る。
【０００９】詳細には、発電装置熱モデルは発電装置の
個々の機器／構成要素の性能を構成要素ごとに指示する
ために使用される。まず、発電装置仕様書原本から発電
装置の熱モデルを設計する。次に、発電装置仕様書原本
に記載されている必要条件に従って作成された発電装置
の個々の構成要素の測定性能データを使用して、第２の
熱モデルを開発する。次に、発電装置の各構成要素の設
計熱性能データをその測定熱性能データと置き換えるこ
とにより、各構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に
及ぼす影響を判定する。このようにして、個々の発電装
置構成要素の熱性能を評価することにより、発電装置の
総合熱性能に及ぼす影響を判定する。
個々の機器／構成要素の性能を構成要素ごとに指示する
ために使用される。まず、発電装置仕様書原本から発電
装置の熱モデルを設計する。次に、発電装置仕様書原本
に記載されている必要条件に従って作成された発電装置
の個々の構成要素の測定性能データを使用して、第２の
熱モデルを開発する。次に、発電装置の各構成要素の設
計熱性能データをその測定熱性能データと置き換えるこ
とにより、各構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に
及ぼす影響を判定する。このようにして、個々の発電装
置構成要素の熱性能を評価することにより、発電装置の
総合熱性能に及ぼす影響を判定する。
【００１０】１つの面において、本発明は、発電装置の
個々の構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす
影響を判定する方法であって、（ａ）発電装置の仕様書
原本のデータを使用して発電装置の第１の熱モデルを設
計することと、（ｂ）発電装置の各構成要素の測定性能
データから発電装置の第２の熱モデルを開発すること
と、（ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の設計
性能データをその測定性能データと置き換えることによ
り、発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置の
総合熱性能に及ぼす影響を判定することとから成る方法
を提供する。過程（ｃ）は、発電装置の各構成要素の性
能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるま
で繰り返される。方法は、各構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響を表示することを更に含む。
第１の発電装置熱モデルを設計する過程は、ｉ）コンピ
ュータシステムで仕様書原本のデータを受信すること
と、ｉｉ）仕様書データを処理して第１の熱モデルを設
計することとを更に含む。この過程は、ｉ）データ収集
コンピュータを使用して発電装置の各構成要素の性能デ
ータを測定することと、ｉｉ）測定性能データをデータ
収集コンピュータに格納することと、ｉｉｉ）プロセッ
サシステムでデータ収集コンピュータからの測定性能デ
ータを受信することと、ｉｖ）プロセッサシステムで受
信されたデータを処理して第２の熱モデルを設計するこ
ととを含む第２のモデルを開発する過程を更に含む。
個々の構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす
影響を判定する方法であって、（ａ）発電装置の仕様書
原本のデータを使用して発電装置の第１の熱モデルを設
計することと、（ｂ）発電装置の各構成要素の測定性能
データから発電装置の第２の熱モデルを開発すること
と、（ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の設計
性能データをその測定性能データと置き換えることによ
り、発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置の
総合熱性能に及ぼす影響を判定することとから成る方法
を提供する。過程（ｃ）は、発電装置の各構成要素の性
能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるま
で繰り返される。方法は、各構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響を表示することを更に含む。
第１の発電装置熱モデルを設計する過程は、ｉ）コンピ
ュータシステムで仕様書原本のデータを受信すること
と、ｉｉ）仕様書データを処理して第１の熱モデルを設
計することとを更に含む。この過程は、ｉ）データ収集
コンピュータを使用して発電装置の各構成要素の性能デ
ータを測定することと、ｉｉ）測定性能データをデータ
収集コンピュータに格納することと、ｉｉｉ）プロセッ
サシステムでデータ収集コンピュータからの測定性能デ
ータを受信することと、ｉｖ）プロセッサシステムで受
信されたデータを処理して第２の熱モデルを設計するこ
ととを含む第２のモデルを開発する過程を更に含む。
【００１１】別の面においては、発電装置の個々の構成
要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定
する装置は、発電装置の仕様書原本のデータを使用して
発電装置の第１の熱モデルを設計する手段と、発電装置
の各構成要素の測定性能データから発電装置の第２の熱
モデルを開発する手段と、第１の熱モデルの選択された
構成要素の設計性能データをその測定性能データと置き
換えることにより、発電装置の選択された構成要素の性
能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する手段
とを具備する。装置は、発電装置の各構成要素の性能が
発電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるまで判
定する過程を繰り返す手段と、発電装置の各構成要素の
性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を表示する手
段とを更に具備する。装置は、仕様書原本のデータを受
信する手段と、仕様書データを処理して第１の熱モデル
を設計する手段とを更に含む。第２の熱モデルを開発す
る手段は、発電装置の各構成要素の性能を測定する手段
と、測定された性能データを格納する手段とを更に具備
する。装置は、測定性能データを受信する手段と、受信
されたデータを処理して第２の熱モデルを設計する手段
とを更に具備する。
要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定
する装置は、発電装置の仕様書原本のデータを使用して
発電装置の第１の熱モデルを設計する手段と、発電装置
の各構成要素の測定性能データから発電装置の第２の熱
モデルを開発する手段と、第１の熱モデルの選択された
構成要素の設計性能データをその測定性能データと置き
換えることにより、発電装置の選択された構成要素の性
能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する手段
とを具備する。装置は、発電装置の各構成要素の性能が
発電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるまで判
定する過程を繰り返す手段と、発電装置の各構成要素の
性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を表示する手
段とを更に具備する。装置は、仕様書原本のデータを受
信する手段と、仕様書データを処理して第１の熱モデル
を設計する手段とを更に含む。第２の熱モデルを開発す
る手段は、発電装置の各構成要素の性能を測定する手段
と、測定された性能データを格納する手段とを更に具備
する。装置は、測定性能データを受信する手段と、受信
されたデータを処理して第２の熱モデルを設計する手段
とを更に具備する。
【００１２】更に別の面においては、コンピュータシス
テムのプロセッサがデータを処理することを可能にする
ためのコンピュータプログラム論理が格納されているコ
ンピュータ使用可能な媒体を具備するコンピュータプロ
グラム製品は、発電装置の仕様書原本のデータを使用し
て第１の熱モデルを設計する手段と、発電装置の各構成
要素の測定性能データから第２の熱モデルを開発する手
段と、第１の熱モデルの選択された構成要素の設計性能
データをその測定性能データと置き換えることにより、
発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置の総合
熱性能に及ぼす影響を判定する手段とを具備する。コン
ピュータプログラム製品は、発電装置の各構成要素の性
能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるま
で判定する過程を繰り返す手段と、発電装置の各構成要
素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を表示す
る手段と、仕様書原本のデータを受信する手段と、仕様
書データを処理して第１の熱モデルを設計する手段と、
発電装置の各構成要素の性能を測定する手段と、測定さ
れた性能データを格納する手段と、格納されている測定
性能データを受信する手段と、受信されたデータを処理
して第２の熱モデルを設計する手段とを更に具備する。
テムのプロセッサがデータを処理することを可能にする
ためのコンピュータプログラム論理が格納されているコ
ンピュータ使用可能な媒体を具備するコンピュータプロ
グラム製品は、発電装置の仕様書原本のデータを使用し
て第１の熱モデルを設計する手段と、発電装置の各構成
要素の測定性能データから第２の熱モデルを開発する手
段と、第１の熱モデルの選択された構成要素の設計性能
データをその測定性能データと置き換えることにより、
発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置の総合
熱性能に及ぼす影響を判定する手段とを具備する。コン
ピュータプログラム製品は、発電装置の各構成要素の性
能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるま
で判定する過程を繰り返す手段と、発電装置の各構成要
素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を表示す
る手段と、仕様書原本のデータを受信する手段と、仕様
書データを処理して第１の熱モデルを設計する手段と、
発電装置の各構成要素の性能を測定する手段と、測定さ
れた性能データを格納する手段と、格納されている測定
性能データを受信する手段と、受信されたデータを処理
して第２の熱モデルを設計する手段とを更に具備する。
【００１３】更に別の面においては、発電装置の個々の
構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を
評価するためのアプリケーションプログラムのユーザに
補助を提供するコンピュータ利用方法は、（ａ）アプリ
ケーションプログラムを使用して、発電装置の仕様書原
本のデータから発電装置熱モデルを設計する過程と、
（ｂ）アプリケーションプログラムを使用して、発電装
置の個々の構成要素の測定性能データから整合する発電
装置熱モデルを設計する過程と、（ｃ）発電装置熱モデ
ルの選択された構成要素の設計性能データをその測定性
能データと置き換える過程と、（ｄ）発電装置の構成要
素ごとに過程（ｃ）を繰り返す過程とから成る。
構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を
評価するためのアプリケーションプログラムのユーザに
補助を提供するコンピュータ利用方法は、（ａ）アプリ
ケーションプログラムを使用して、発電装置の仕様書原
本のデータから発電装置熱モデルを設計する過程と、
（ｂ）アプリケーションプログラムを使用して、発電装
置の個々の構成要素の測定性能データから整合する発電
装置熱モデルを設計する過程と、（ｃ）発電装置熱モデ
ルの選択された構成要素の設計性能データをその測定性
能データと置き換える過程と、（ｄ）発電装置の構成要
素ごとに過程（ｃ）を繰り返す過程とから成る。
【００１４】更に別の面においては、（ａ）発電装置の
仕様書原本のデータを使用して発電装置の第１の熱モデ
ルを設計する過程と、（ｂ）発電装置の各構成要素の測
定性能データから発電装置の第２の熱モデルを開発する
過程と、（ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の
設計性能データをその測定性能データと置き換えること
により、発電装置の選択された構成要素の性能が発電装
置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する過程とを実行す
るためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュ
ータ読み取り可能な媒体が提供される。
仕様書原本のデータを使用して発電装置の第１の熱モデ
ルを設計する過程と、（ｂ）発電装置の各構成要素の測
定性能データから発電装置の第２の熱モデルを開発する
過程と、（ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の
設計性能データをその測定性能データと置き換えること
により、発電装置の選択された構成要素の性能が発電装
置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する過程とを実行す
るためのコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュ
ータ読み取り可能な媒体が提供される。
【００１５】本発明の利点は、本発明を実施する最良の
態様であると考えられる態様を単なる一例として示す本
発明の好ましい一実施例を示し且つ説明する以下の詳細
な説明から当業者には明白になるであろう。
態様であると考えられる態様を単なる一例として示す本
発明の好ましい一実施例を示し且つ説明する以下の詳細
な説明から当業者には明白になるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、発電装置の構成要素が発
電装置の仕様書原本に従って物理的に配置されている典
型的な複合サイクル発電装置１００を示す。発電装置１
００は、通常、蒸気タービン１０２、凝縮器１０４、冷
却塔１０６、ガスタービン１０８及び熱回収蒸気発生器
（ＨＲＳＧ）１１０などの構成要素を例として含む。こ
れらの構成要素それぞれの動作の詳細は一般に知られて
おり、従ってここでは説明しない。
電装置の仕様書原本に従って物理的に配置されている典
型的な複合サイクル発電装置１００を示す。発電装置１
００は、通常、蒸気タービン１０２、凝縮器１０４、冷
却塔１０６、ガスタービン１０８及び熱回収蒸気発生器
（ＨＲＳＧ）１１０などの構成要素を例として含む。こ
れらの構成要素それぞれの動作の詳細は一般に知られて
おり、従ってここでは説明しない。
【００１７】図２は、本発明の一実施例に従って発電装
置の個々の構成要素の熱性能を評価するデータ収集コン
ピュータシステム（「ＤＡＣシステム」）２００に通信
リンク２０２を介して通信結合されている図１の発電装
置１００を示す。通信リンク２０２は従来のいずれかの
有線リンク又は無線リンクであれば良い。ＤＡＣシステ
ム２００は発電装置１００に近接して配置されていても
良いし、あるいは発電装置１００から離れた場所にあっ
ても良い。ＤＡＣシステムにより測定される、発電装置
の個々の構成要素１０２、１０４、１０６、１０８及び
１１０の熱性能データは、発電装置の性能試験データに
整合する熱モデルを開発するために使用される。例え
ば、圧縮機圧力、燃焼温度などの測定は蒸気タービン１
０２の熱性能を判定するために実施される。発電装置の
各々の構成要素に関連するデータを収集し、収集された
データを無線リンク２０２を介してＤＡＣシステムへ送
信し、ＤＡＣシステムで処理させるために、様々なセン
サ（図示せず）を発電装置の各構成要素に配置しても良
い。同様に、他の構成要素の熱性能の判定に関連する別
の基準をＤＡＣシステム２００により測定することもで
きるであろう。
置の個々の構成要素の熱性能を評価するデータ収集コン
ピュータシステム（「ＤＡＣシステム」）２００に通信
リンク２０２を介して通信結合されている図１の発電装
置１００を示す。通信リンク２０２は従来のいずれかの
有線リンク又は無線リンクであれば良い。ＤＡＣシステ
ム２００は発電装置１００に近接して配置されていても
良いし、あるいは発電装置１００から離れた場所にあっ
ても良い。ＤＡＣシステムにより測定される、発電装置
の個々の構成要素１０２、１０４、１０６、１０８及び
１１０の熱性能データは、発電装置の性能試験データに
整合する熱モデルを開発するために使用される。例え
ば、圧縮機圧力、燃焼温度などの測定は蒸気タービン１
０２の熱性能を判定するために実施される。発電装置の
各々の構成要素に関連するデータを収集し、収集された
データを無線リンク２０２を介してＤＡＣシステムへ送
信し、ＤＡＣシステムで処理させるために、様々なセン
サ（図示せず）を発電装置の各構成要素に配置しても良
い。同様に、他の構成要素の熱性能の判定に関連する別
の基準をＤＡＣシステム２００により測定することもで
きるであろう。
【００１８】図３は、発電装置１００の熱モデル３００
を概略的に示すと共に、発電装置の様々な構成要素及び
それぞれの構成部分の熱性能と、対応する理想熱性能値
との比較を示すグラフである。熱モデル３００は動作中
の発電装置１００（図１）の測定熱性能データから設計
される。蒸気タービン１０２は、図示するように、圧縮
機３０１と、燃焼器３０２と、タービン３０３とを含
み、圧縮機部分、燃焼器部部及びタービン部分それぞれ
の熱性能が測定され、それぞれ対応する理想熱性能値と
比較される。例えば、それぞれの構成要素の理想熱性能
を水平の線３１０により表すと、圧縮機３０１の測定熱
性能（３１２で指示する）はその理想熱性能（３１０で
指示する）と比較して約−１％である。３１４により指
示される燃焼器３０２の測定熱性能は対応する理想熱性
能３１０と比較して約＋０.５％である。各々の構成要
素の理想性能値に対する動作効率を判定するために、発
電装置１００の他の構成要素１０４、１０６、１０８及
び１１０に関しても先に説明したのと同様にこの比較図
を続けて作成すれば良い。
を概略的に示すと共に、発電装置の様々な構成要素及び
それぞれの構成部分の熱性能と、対応する理想熱性能値
との比較を示すグラフである。熱モデル３００は動作中
の発電装置１００（図１）の測定熱性能データから設計
される。蒸気タービン１０２は、図示するように、圧縮
機３０１と、燃焼器３０２と、タービン３０３とを含
み、圧縮機部分、燃焼器部部及びタービン部分それぞれ
の熱性能が測定され、それぞれ対応する理想熱性能値と
比較される。例えば、それぞれの構成要素の理想熱性能
を水平の線３１０により表すと、圧縮機３０１の測定熱
性能（３１２で指示する）はその理想熱性能（３１０で
指示する）と比較して約−１％である。３１４により指
示される燃焼器３０２の測定熱性能は対応する理想熱性
能３１０と比較して約＋０.５％である。各々の構成要
素の理想性能値に対する動作効率を判定するために、発
電装置１００の他の構成要素１０４、１０６、１０８及
び１１０に関しても先に説明したのと同様にこの比較図
を続けて作成すれば良い。
【００１９】図４は、本発明の一実施例に従って発電装
置の仕様書原本を使用してコンピュータシステム５００
（図５）で設計された、図１に示す発電装置１００の熱
モデル４００を概略的に示す。設計熱モデル４００の発
電装置構成要素は、例として、蒸気タービン４０２と、
凝縮器４０４と、冷却塔４０６と、ガスタービン４０８
と、熱回収蒸気発生器４１０とを含む。熱モデル４００
は、発電装置構成要素の設計熱性能をその測定熱性能と
置き換えることにより、発電装置構成要素（４０２、４
０４、４０６、４０８及び４１０）の熱性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響を判定するために使用され
る。各々の発電装置構成要素が発電装置全体の熱性能に
及ぼす影響を判定するために、発電装置の構成要素ごと
にこのプロセスを繰り返す。このようにして、発電装置
全体の性能を個々の発電装置構成要素／機器の性能に換
算し、それを図５の概略図に示す。典型的な複合サイク
ル発電装置はここで示す以外の構成要素を含む場合もあ
ることは理解されるであろう。
置の仕様書原本を使用してコンピュータシステム５００
（図５）で設計された、図１に示す発電装置１００の熱
モデル４００を概略的に示す。設計熱モデル４００の発
電装置構成要素は、例として、蒸気タービン４０２と、
凝縮器４０４と、冷却塔４０６と、ガスタービン４０８
と、熱回収蒸気発生器４１０とを含む。熱モデル４００
は、発電装置構成要素の設計熱性能をその測定熱性能と
置き換えることにより、発電装置構成要素（４０２、４
０４、４０６、４０８及び４１０）の熱性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響を判定するために使用され
る。各々の発電装置構成要素が発電装置全体の熱性能に
及ぼす影響を判定するために、発電装置の構成要素ごと
にこのプロセスを繰り返す。このようにして、発電装置
全体の性能を個々の発電装置構成要素／機器の性能に換
算し、それを図５の概略図に示す。典型的な複合サイク
ル発電装置はここで示す以外の構成要素を含む場合もあ
ることは理解されるであろう。
【００２０】図６は、図３及び図４に示すような発電装
置モデルを設計するためのコンピュータシステムを示
す。コンピュータシステム５００はデータベース５０２
と、プロセッサ５０４と、記憶装置５０６とを含むのが
好ましい。データベース５０２は記憶装置５０６の一部
であっても良く、発電装置の１つ以上の構成要素に関連
するデータを測定するためにそれらの構成要素に配置さ
れている複数のセンサ（図示せず）から受信されるデー
タを格納するために使用される。記憶装置は、各々の発
電装置構成要素についてあらかじめ確定されている理想
性能値を格納するために使用される。プロセッサ５０４
には、コンピュータシステム５００により実行される様
々なタスクを処理するために使用されるアプリケーショ
ンプログラムがロードされている。コンピュータシステ
ム５００により実行されるタスクは、例えば、発電装置
モデルの設計、発電装置構成要素の設計熱性能データを
その測定熱性能データと置き換えることによる発電装置
の総合性能の判定などである。
置モデルを設計するためのコンピュータシステムを示
す。コンピュータシステム５００はデータベース５０２
と、プロセッサ５０４と、記憶装置５０６とを含むのが
好ましい。データベース５０２は記憶装置５０６の一部
であっても良く、発電装置の１つ以上の構成要素に関連
するデータを測定するためにそれらの構成要素に配置さ
れている複数のセンサ（図示せず）から受信されるデー
タを格納するために使用される。記憶装置は、各々の発
電装置構成要素についてあらかじめ確定されている理想
性能値を格納するために使用される。プロセッサ５０４
には、コンピュータシステム５００により実行される様
々なタスクを処理するために使用されるアプリケーショ
ンプログラムがロードされている。コンピュータシステ
ム５００により実行されるタスクは、例えば、発電装置
モデルの設計、発電装置構成要素の設計熱性能データを
その測定熱性能データと置き換えることによる発電装置
の総合性能の判定などである。
【００２１】また、コンピュータシステム５００のユー
ザはプロセッサ５０４にロードされているアプリケーシ
ョンプログラムを実行し、発電装置の仕様書原本のデー
タから発電装置の熱モデルを設計できる。ユーザは個々
の発電装置構成要素の熱性能を判定することもできる。
更に、ユーザはアプリケーションプログラムを使用し
て、設計性能データを選択された発電装置構成要素の測
定熱性能データと置き換えることにより、選択された発
電装置構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす
影響を判定することもできる。個々の発電装置構成要素
の熱性能と、各々の発電装置構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響は表示装置５０８に表示され
る。
ザはプロセッサ５０４にロードされているアプリケーシ
ョンプログラムを実行し、発電装置の仕様書原本のデー
タから発電装置の熱モデルを設計できる。ユーザは個々
の発電装置構成要素の熱性能を判定することもできる。
更に、ユーザはアプリケーションプログラムを使用し
て、設計性能データを選択された発電装置構成要素の測
定熱性能データと置き換えることにより、選択された発
電装置構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす
影響を判定することもできる。個々の発電装置構成要素
の熱性能と、各々の発電装置構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響は表示装置５０８に表示され
る。
【００２２】図７は、本発明の一実施例に従って個々の
発電装置構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼ
す影響を判定するときに含まれるプロセスステップを示
すハイレベルフローチャートの一例６００を示す。ステ
ップ６０２で、コンピュータシステム５００（図６）を
使用して、発電装置の各々の構成要素の仕様書原本のデ
ータから発電装置の第１の熱モデルを設計する。ステッ
プ６０４に指示するように、発電装置の個々の構成要素
の測定熱性能データから発電装置の第２の熱モデルを開
発する。次に、ステップ６０６に指示するように、選択
された発電装置構成要素の設計熱性能データをその測定
熱性能データと置き換えることにより、選択された発電
装置構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影
響を判定する。
発電装置構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼ
す影響を判定するときに含まれるプロセスステップを示
すハイレベルフローチャートの一例６００を示す。ステ
ップ６０２で、コンピュータシステム５００（図６）を
使用して、発電装置の各々の構成要素の仕様書原本のデ
ータから発電装置の第１の熱モデルを設計する。ステッ
プ６０４に指示するように、発電装置の個々の構成要素
の測定熱性能データから発電装置の第２の熱モデルを開
発する。次に、ステップ６０６に指示するように、選択
された発電装置構成要素の設計熱性能データをその測定
熱性能データと置き換えることにより、選択された発電
装置構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影
響を判定する。
【００２３】図８は、図７に示すフローチャートに対応
する詳細なフローチャートである。図７に示すプロセス
ステップに加えて、発電装置の全ての構成要素の性能が
発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定したか否かを
識別するための判定が実施される。これはステップ７０
６、ステップ７０８で指示されている。真であれば、ス
テップ７１０で指示するように、発電装置の各構成要素
の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす性能を表示装置
に表示する。全ての発電装置構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響が判定され終わるまで、この
プロセスを繰り返す。
する詳細なフローチャートである。図７に示すプロセス
ステップに加えて、発電装置の全ての構成要素の性能が
発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定したか否かを
識別するための判定が実施される。これはステップ７０
６、ステップ７０８で指示されている。真であれば、ス
テップ７１０で指示するように、発電装置の各構成要素
の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす性能を表示装置
に表示する。全ての発電装置構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響が判定され終わるまで、この
プロセスを繰り返す。
【００２４】従って、先に説明したように、性能不足の
場合、本発明の方法は、その性能不足の原因が発電装置
のどの構成要素にあるかを指示しつつ、修正後の性能を
かなり正確な値で表す。そのため、本発明の方法は保
守、修理及び交換に際して容易に決定を下すのを助け
る。
場合、本発明の方法は、その性能不足の原因が発電装置
のどの構成要素にあるかを指示しつつ、修正後の性能を
かなり正確な値で表す。そのため、本発明の方法は保
守、修理及び交換に際して容易に決定を下すのを助け
る。
【００２５】個々の構成要素の熱性能が発電装置の総合
熱性能に及ぼす影響は先に説明した通りであるが、ガス
タービン又は蒸気タービンの総合熱性能を判定するため
に本発明の方法を適用しても本発明の趣旨から逸脱する
ことにはならない。
熱性能に及ぼす影響は先に説明した通りであるが、ガス
タービン又は蒸気タービンの総合熱性能を判定するため
に本発明の方法を適用しても本発明の趣旨から逸脱する
ことにはならない。
【００２６】本発明を現時点で最も実用的であり且つ好
ましい実施例と考えられるものに関連して説明したが、
本発明は開示された実施例に限定されるべきではなく、
特許請求の範囲の趣旨の範囲内に含まれる様々な変形や
等価の構成を包含すると考えるべきであることは理解さ
れるであろう。また、特許請求の範囲に記載された符号
は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を
実施例に限縮するものではない。
ましい実施例と考えられるものに関連して説明したが、
本発明は開示された実施例に限定されるべきではなく、
特許請求の範囲の趣旨の範囲内に含まれる様々な変形や
等価の構成を包含すると考えるべきであることは理解さ
れるであろう。また、特許請求の範囲に記載された符号
は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を
実施例に限縮するものではない。
【図１】 発電装置の構成要素が仕様書原本に従って物
理的に配置されている典型的な複合サイクル発電装置の
概略図。
理的に配置されている典型的な複合サイクル発電装置の
概略図。
【図２】 本発明の一実施例に従って、図１に示すよう
な発電装置の個々の構成要素の熱性能を評価する装置を
示す図。
な発電装置の個々の構成要素の熱性能を評価する装置を
示す図。
【図３】 図１に示すような発電装置の測定熱性能デー
タから設計された発電装置の熱モデルと、各々の構成要
素の測定熱性能データと対応する理想熱性能値との比較
を概略的に示す図。
タから設計された発電装置の熱モデルと、各々の構成要
素の測定熱性能データと対応する理想熱性能値との比較
を概略的に示す図。
【図４】 本発明の一実施例に従って発電装置の仕様書
原本を使用してコンピュータで設計された、図１に示す
ような発電装置の熱モデルを概略的に示す図。
原本を使用してコンピュータで設計された、図１に示す
ような発電装置の熱モデルを概略的に示す図。
【図５】 発電装置全体の性能を発電装置の個々の構成
要素それぞれの性能に増分的に換算するための概略図。
要素それぞれの性能に増分的に換算するための概略図。
【図６】 図３及び図４に示すような発電装置モデルを
設計するためのコンピュータシステムを示す図。
設計するためのコンピュータシステムを示す図。
【図７】 本発明の一実施例に従って発電装置の個々の
構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を
判定するときに含まれるプロセスステップを示すハイレ
ベルフローチャートの一例。
構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を
判定するときに含まれるプロセスステップを示すハイレ
ベルフローチャートの一例。
【図８】 図７に示すフローチャートに対応する詳細な
フローチャート。
フローチャート。
１００…複合サイクル発電装置、１０２…蒸気タービ
ン、１０４…凝縮器、１０６…冷却塔、１０８…ガスタ
ービン、１１０…熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）、２０
０…データ収集コンピュータ（ＤＡＣ）システム、３０
０…熱モデル、３０１…圧縮機、３０２…燃焼器、３０
３…タービン、４００…熱モデル、４０２…蒸気タービ
ン、４０４…凝縮器、４０６…冷却塔、４０８…ガスタ
ービン、４１０…熱回収蒸気発生器、５００…コンピュ
ータシステム、５０２…データベース、５０４…プロセ
ッサ、５０６…記憶装置、５０８…表示装置
ン、１０４…凝縮器、１０６…冷却塔、１０８…ガスタ
ービン、１１０…熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）、２０
０…データ収集コンピュータ（ＤＡＣ）システム、３０
０…熱モデル、３０１…圧縮機、３０２…燃焼器、３０
３…タービン、４００…熱モデル、４０２…蒸気タービ
ン、４０４…凝縮器、４０６…冷却塔、４０８…ガスタ
ービン、４１０…熱回収蒸気発生器、５００…コンピュ
ータシステム、５０２…データベース、５０４…プロセ
ッサ、５０６…記憶装置、５０８…表示装置
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フロントページの続き
(72)発明者 ジェーソン・ダロールド・ガイトン
アメリカ合衆国、イリノイ州、シカゴ、エ
ス・ミシガン・アベニュー・409、1430番
Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BB00 BC07 DA30
Claims (12)
- 【請求項１】 発電装置（１００）の個々の構成要素の
性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する方
法において、 （ａ）発電装置の仕様書原本のデータを使用して発電装
置の第１の熱モデル（４００）を設計することと、 （ｂ）発電装置の各構成要素の測定性能データから発電
装置の第２の熱モデル（３００）を開発することと、 （ｃ）第１の熱モデルの選択された構成要素の設計性能
データをその測定性能データと置き換えることにより、
発電装置の選択された構成要素の性能が発電装置の総合
熱性能に及ぼす影響を判定することとから成る方法。 - 【請求項２】 （ｄ）発電装置の各構成要素の性能が発
電装置の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるまで過程
（ｃ）を繰り返すことを更に含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 各構成要素の性能が発電装置の総合熱性
能に及ぼす影響を表示することを更に含む請求項１記載
の方法。 - 【請求項４】 過程（ａ）は、 ｉ. コンピュータシステム（５００）で仕様書原本のデ
ータを受信することと、 ｉｉ. 仕様書データを処理して第１の熱モデルを設計す
ることとを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 過程（ｂ）は、 ｉ. 発電装置の各構成要素の性能データを測定すること
と、 ｉｉ. 測定性能データをデータ収集コンピュータ（２０
０）に格納することと、 ｉｉｉ. プロセッサシステム（５０４）で前記データ収
集コンピュータからの測定性能データを受信すること
と、 ｉｖ. 前記プロセッサシステムで受信されたデータを処
理して第２の熱モデル（３００）を設計することとを含
む請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 発電装置（１００）の個々の構成要素の
性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を判定する装
置（５００）において、 発電装置の仕様書原本のデータを使用して発電装置の第
１の熱モデルを設計する手段（５００）と、 発電装置の各構成要素の測定性能データから発電装置の
第２の熱モデルを開発する手段（５００）と、 第１の熱モデルの選択された構成要素の設計性能データ
をその測定性能データと置き換えることにより、発電装
置の選択された構成要素の性能が発電装置の総合熱性能
に及ぼす影響を判定する手段（５００）とを具備する装
置。 - 【請求項７】 コンピュータシステム（５００）のプロ
セッサ（５０４）がデータを処理することを可能にする
ためのコンピュータプログラム論理が格納されているコ
ンピュータ使用可能な媒体（５０６）を具備するコンピ
ュータプログラム製品において、 発電装置の仕様書原本のデータを使用して第１の熱モデ
ルを設計する手段（５０４）と、 発電装置の各構成要素の測定性能データから第２の熱モ
デルを開発する手段（５０４）と、 第１の熱モデルの選択された構成要素の設計性能データ
をその測定性能データと置き換えることにより、発電装
置の選択された構成要素の性能が発電装置の総合熱性能
に及ぼす影響を判定する手段（５０４）とを具備するコ
ンピュータプログラム製品。 - 【請求項８】 発電装置の各構成要素の性能が発電装置
の総合熱性能に及ぼす影響が判定されるまで判定する過
程を繰り返す手段（５０４）と、 発電装置の各構成要素の性能が発電装置の総合熱性能に
及ぼす影響を表示する手段（５０８）とを更に具備する
請求項７記載のコンピュータプログラム製品。 - 【請求項９】 設計する手段は、 仕様書原本のデータを受信する手段（５００）と、 仕様書データを処理して第１の熱モデルを設計する手段
（５０４）とを更に具備する請求項７記載のコンピュー
タプログラム製品。 - 【請求項１０】 開発する手段は、 発電装置の各構成要素の性能を測定する手段（５０４）
と、 測定された性能データを格納する手段（５０６）とを更
に具備する請求項７記載のコンピュータプログラム製
品。 - 【請求項１１】 格納されている測定性能データを受信
する手段と、 受信されたデータを処理して第２の熱モデルを設計する
手段とを更に具備する請求項１０記載のコンピュータプ
ログラム製品。 - 【請求項１２】 発電装置（１００）の個々の構成要素
の性能が発電装置の総合熱性能に及ぼす影響を評価する
ためのアプリケーションプログラムのユーザに補助を提
供するコンピュータ利用方法において、 （ａ）アプリケーションプログラムを使用して、発電装
置の仕様書原本のデータから発電装置熱モデル（４０
０）を設計する過程と、 （ｂ）アプリケーションプログラムを使用して、発電装
置の個々の構成要素の測定性能データから整合する発電
装置熱モデル（３００）を設計する過程と、 （ｃ）発電装置熱モデルの選択された構成要素の設計性
能データをその測定性能データと置き換える過程とから
成る方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/028,935 US6785633B2 (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Method and apparatus for assessing performance of combined cycle power-plants |
| US10/028935 | 2001-12-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222002A true JP2003222002A (ja) | 2003-08-08 |
| JP2003222002A5 JP2003222002A5 (ja) | 2006-02-09 |
Family
ID=21846307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002375783A Withdrawn JP2003222002A (ja) | 2001-12-28 | 2002-12-26 | 複合サイクル発電装置の性能を評価する方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6785633B2 (ja) |
| EP (1) | EP1326008A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003222002A (ja) |
| KR (1) | KR20030057442A (ja) |
| CZ (1) | CZ20023603A3 (ja) |
| RU (1) | RU2310226C2 (ja) |
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