JP5537730B2 - 太陽熱蒸気サイクルシステム - Google Patents
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Description
本発明は、太陽熱を利用して蒸気タービンを駆動するシステムに関する。
近年、エネルギー有効利用の観点から、従来あまり有効利用されていなかった自然エネルギーを利用した発電システムの開発，普及が進められている。この自然エネルギー利用システムの一つとして太陽熱発電システムがある。
太陽熱発電システムは、太陽の放射熱を集熱装置で油など熱媒体の顕熱に変換し、こうして得た顕熱を蓄熱装置に蓄えた上で、蒸発器に供給して蒸気を発生させ、発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電することが一般的である。このようなシステム構成について、例えば特許文献１に示されている。また、蓄熱装置に回収した熱を蒸発器に供給する代わりに、蒸発器の給水加熱用として供給する例が特許文献２に示されている。
太陽熱蒸気サイクルシステムは、供給側である太陽熱回収量と、需要側である電力需要がそれぞれ別々に変動するため、需給のバランスを取って安定的かつ効率的に運用することが求められる。この点について、集熱・蓄熱の状況や電力需要の変動に応じて効率的に運用するための太陽熱蒸気サイクルシステムの構成や運用制御方法について、上述の文献１，２に代表される従来技術では詳細に検討されていなかった。
本発明の目的は、集熱或いは蓄熱の状況に応じて効率的かつ安定的に運用可能な太陽熱蒸気サイクルシステムとその制御方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の太陽熱蒸気サイクルシステムは、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器又は蓄熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を０％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、前記蒸発器の蒸気の圧力を計測する蒸気圧力計測手段と、蒸気の流量を計測する蒸気流量計測手段と、前記蒸気圧力計測手段及び蒸気流量計測手段で計測された蒸気圧力と流量に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、前記集熱器で集められた熱又は前記蓄熱器に蓄えられた熱の総量に関する取出可能熱量を取得する取出可能熱量取得手段と、該取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量と、前記蒸気タービンを駆動して発生させる電力に対する需要量に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、前記集熱器で集められた熱又は前記蓄熱器に蓄えられた熱の総量に関する取出可能熱量を取得する取出可能熱量取得手段と、前記蒸発器の蒸気の圧力を計測する蒸気圧力計測手段と、前記取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量と、前記蒸気圧力計測手段で計測された蒸気圧力に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を０％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、前記蒸発器の蒸気の圧力を計測する蒸気圧力計測手段と、蒸気の流量を計測する蒸気流量計測手段と、前記蒸気圧力計測手段及び蒸気流量計測手段で計測された蒸気圧力と流量に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、前記集熱器で集められた熱又は前記蓄熱器に蓄えられた熱の総量に関する取出可能熱量を取得する取出可能熱量取得手段と、該取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量と、前記蒸気タービンを駆動して発生させる電力に対する需要量に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
また、太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、給水を加熱する給水加熱器と、該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、前記集熱器で集められた熱又は前記蓄熱器に蓄えられた熱の総量に関する取出可能熱量を取得する取出可能熱量取得手段と、前記蒸発器の蒸気の圧力を計測する蒸気圧力計測手段と、前記取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量と、前記蒸気圧力計測手段で計測された蒸気圧力に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、集熱或いは蓄熱の状況に応じて効率的かつ安定的に運用可能な太陽熱蒸気サイクルシステムとその制御方法を提供することができる。
太陽熱蒸気サイクルシステムでは、供給側である太陽熱回収量と、需要側である電力需要がそれぞれ別々に変動するため、需給のバランスを取り、かつ高効率を維持して運用することが困難であった。特に、日射量の変化により蒸気圧力が変動し、蒸気タービン効率を常時最大に保つことができないという課題がある。
これに対して、以下詳述する本実施例の概要は次の通りである。
（１）集熱装置での集熱状態に応じて、熱媒体の顕熱の供給先を、蒸発器と給水加熱器と蓄熱器で切替えする弁と配管からなる集熱切替系統を備える。
（２）蓄熱装置での蓄熱状態に応じて、蓄熱装置で蓄えた熱の供給先を、蒸発器と給水加熱器で切替えする弁と配管からなる蓄熱切替系統を備える。
（３）集熱・蓄熱状態によって取出可能な蒸気圧力・流量に応じて、蒸気タービン効率が最大となるような補助ボイラの蒸気発生量を特定する、補助ボイラ最適蒸気流量演算回路を備える。
（４）集熱・蓄熱状態によって取出可能な蒸気圧力・流量と、電力需要に応じて、蒸気タービン効率が最大となるような補助ボイラの蒸気発生量を特定する、補助ボイラ最適蒸気流量演算回路を備える。
（５）集熱・蓄熱状態によって取出可能な蒸気熱量と設定圧力に応じて、蒸気タービン効率が最大となるような補助ボイラの蒸気発生量を特定する、補助ボイラ最適蒸気流量演算回路を備える。
（１）集熱装置での集熱状態に応じて、熱媒体の顕熱の供給先を、蒸発器と給水加熱器と蓄熱器で切替えする弁と配管からなる集熱切替系統を備える。
（２）蓄熱装置での蓄熱状態に応じて、蓄熱装置で蓄えた熱の供給先を、蒸発器と給水加熱器で切替えする弁と配管からなる蓄熱切替系統を備える。
（３）集熱・蓄熱状態によって取出可能な蒸気圧力・流量に応じて、蒸気タービン効率が最大となるような補助ボイラの蒸気発生量を特定する、補助ボイラ最適蒸気流量演算回路を備える。
（４）集熱・蓄熱状態によって取出可能な蒸気圧力・流量と、電力需要に応じて、蒸気タービン効率が最大となるような補助ボイラの蒸気発生量を特定する、補助ボイラ最適蒸気流量演算回路を備える。
（５）集熱・蓄熱状態によって取出可能な蒸気熱量と設定圧力に応じて、蒸気タービン効率が最大となるような補助ボイラの蒸気発生量を特定する、補助ボイラ最適蒸気流量演算回路を備える。
上述の手段（１）〜（３）を用いて集熱・蓄熱状況に応じて熱の利用先を切替えすることにより、従来は利用できなかった運転範囲で熱を有効利用できるようになるため、運用の安定性とシステムの熱効率が向上する。
上述の手段（３）〜（５）を用いて、集熱・蓄熱状況や電力需要の変動に応じて、蒸気タービン運転効率が最大になるよう運用制御できるので、システムの熱効率が向上する。
（比較例の太陽熱蒸気サイクルシステムと問題点）
本発明と対比するため、はじめに、比較例となる太陽熱蒸気サイクルシステムを説明する。
本発明と対比するため、はじめに、比較例となる太陽熱蒸気サイクルシステムを説明する。
図６に、比較例１の太陽熱蒸気サイクルシステムの構成例を示す。本システムは、太陽熱エネルギーを集める集熱器１と、該集熱器１で集めた熱エネルギーを貯える蓄熱器２と、給水を熱する給水加熱器３と、該給水加熱器３から供給された水を熱して蒸気を発生させる蒸発器４と、該蒸発器４で発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン６と、該蒸気タービン６から排出された蒸気を冷却・凝縮させて水に戻す復水器７を基本構成要素として、集熱器１に集められた太陽熱エネルギーを保持する熱媒体を配管経路１１を通して蓄熱器２に輸送して貯え、蓄熱器２に貯えた熱を別の熱媒体によって配管経路１２を通じて蒸発器４に輸送して供給することにより、太陽熱エネルギーを蒸気タービン６を含む蒸気サイクルに有効利用する仕組みとなっている。
図７に、比較例２として太陽熱蒸気サイクルシステムの別の構成例を示す。本システムは、集熱器１，蓄熱器２，給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６，復水器７という基本構成要素は前述の図６と同じであり、蓄熱器２に貯えた熱を図６のように配管経路１２を通じて熱媒体を輸送して蒸発器４に供給するのでなく、代わりに、配管経路１３を通じて熱媒体を輸送して給水加熱器３に供給する点が異なる。
これら比較例は、集熱器１における集熱量の時間的変動を蓄熱器２で吸収する効果がある。しかし、蓄熱器２の蓄熱状態に応じて効率的にシステム運用する観点ではなお課題があった。例えば、図６の比較例１は、蓄熱器２の蓄熱量が相対的に小さく、蓄熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも低い場合、蓄熱器２に貯えた熱を給水加熱器３と蒸発器４と蒸気タービン６からなる蒸気サイクル側で有効利用できない。また、図７の比較例２は、蓄熱器２の蓄熱量が相対的に大きく、蓄熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも高い場合であっても、貯えた熱をより温度の低い給水加熱器３の給水を加熱するのにしか使うことができず、貯えた熱量に応じて高い温度範囲で有効利用できない。
（実施例１）
図１に、本発明の太陽熱蒸気サイクルシステムの第１の実施例を示す。本システムは、上述の比較例（図６，図７）と同様に、集熱器１，蓄熱器２，給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６，復水器７，蓄熱器２に貯えた熱を蒸発器４に利用するために熱媒体を輸送する配管経路１２、蓄熱器２に貯えた熱を給水加熱器３で利用するために熱媒体で輸送する配管経路１３を有している。これに加えてさらに、蓄熱器２から蒸発器４への配管経路１２と蓄熱器２から給水加熱器３への配管経路１３に通流させる前記熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３１と、蒸発器４と給水加熱器３から蓄熱器２に還流する熱媒体の流れを切替えもしくは合流させる弁３２と、蓄熱器２に貯えられた熱の温度または総熱量（以下、蓄熱量と総称）を計測ないし推定する蓄熱量取得手段２０と、蓄熱量取得手段２０で得た蓄熱量の情報を入力として、該蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器向け熱利用配管１２への前記熱媒体の流量配分を相対的に多くし、蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器向け熱利用配管１３への熱媒体の流量配分を相対的に多くするよう、前記流量調節弁３１と弁３２の開度を決定する制御装置１００を備えている。
図１に、本発明の太陽熱蒸気サイクルシステムの第１の実施例を示す。本システムは、上述の比較例（図６，図７）と同様に、集熱器１，蓄熱器２，給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６，復水器７，蓄熱器２に貯えた熱を蒸発器４に利用するために熱媒体を輸送する配管経路１２、蓄熱器２に貯えた熱を給水加熱器３で利用するために熱媒体で輸送する配管経路１３を有している。これに加えてさらに、蓄熱器２から蒸発器４への配管経路１２と蓄熱器２から給水加熱器３への配管経路１３に通流させる前記熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３１と、蒸発器４と給水加熱器３から蓄熱器２に還流する熱媒体の流れを切替えもしくは合流させる弁３２と、蓄熱器２に貯えられた熱の温度または総熱量（以下、蓄熱量と総称）を計測ないし推定する蓄熱量取得手段２０と、蓄熱量取得手段２０で得た蓄熱量の情報を入力として、該蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器向け熱利用配管１２への前記熱媒体の流量配分を相対的に多くし、蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器向け熱利用配管１３への熱媒体の流量配分を相対的に多くするよう、前記流量調節弁３１と弁３２の開度を決定する制御装置１００を備えている。
本システムは、例えば蓄熱器２に貯えた蓄熱量（すなわち、蓄熱量取得手段２０で計測ないし、計算，推定された蓄熱量）の判定基準を「蓄熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも高いかどうか」とすると、この基準を満たす場合には蒸発器４への熱利用が相対的に多くなるので、高温で貯えられた熱を高温の使途で有効利用することができる。一方、この基準を満たさない場合には、例えば蒸発器４への熱供給を遮断し、給水加熱器３への熱利用に全量を回すように弁３１と３２を切替えするような運用ができるため、低温で貯えられた熱であっても有効利用することができる。このように、蓄熱器２に蓄えた熱量の大小に応じて、熱の利用先での高温用と低温用途の割合（蒸発器４での利用温度は給水加熱器３での利用温度よりも高い）を変えることができるので、蓄熱状態に応じてより効率的に給水加熱器３と蒸発器４と蒸気タービン６からなる蒸気サイクル側で熱利用できる。
さらに第二の判定基準として、「蓄熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」とし、制御装置１００において、この判定基準を満たす場合には給水加熱器３には熱供給するよう弁３２の開度指令値を決定し、満たさない場合は熱供給しないよう弁３１，３２の全閉指令を発生させるよう給水加熱器への熱利用の関わる演算回路を構成することも可能である。こうすると、第二の判定基準を満たさない場合においては、蓄熱器２にそのまま熱を貯え続け、給水加熱器３と蒸発器４と蒸気タービン６からなる蒸気サイクル側では効率を落とすことなく全体システムを運用できる（もし、この第二の判定基準による運用がない場合、判定基準に満たない場合に相当する蓄熱状態では給水加熱器３に低温の熱媒体が供給されて給水温度を下げるため、蒸気サイクル側の効率を下げることになる）。
なお、前記蓄熱量取得手段２０における蓄熱量は、例えば蓄熱器２に設置された温度センサー（図では省略）で取得され蓄熱体の温度Ｔと、蓄熱体の質量Ｍと、比熱Ｃｐを用いて、計算式Ｑ＝（Ｔ−Ｔ０）×Ｍ×Ｃｐにより推定できる（ここで温度Ｔ０は熱量計算の基準温度を示す）。あるいは蓄熱体の質量が一定値に近い場合などは蓄熱体の温度Ｔが貯えた熱量の程度を実質的に示すことになるので、Ｔ−Ｔ０によって間接的に蓄熱量を示すことも可能である。また蓄熱器への流入・流出エネルギーが計測されている場合、その流入・流出量の差を時間に沿って積分して蓄熱量を推定することも可能である。蓄熱量取得手段２０はこのように蓄熱器２の蓄熱体温度の計測値または関連情報の推定値を入力として、蓄熱体に貯えられた熱量の程度を前述の式のように定量的に計算する演算回路を備え、計算された蓄熱量を出力するものであればよい。
また、前述した蓄熱器２に貯えた蓄熱量の判定基準（例えば「蓄熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも高いかどうか」、「蓄熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」）の該非判定の機械的演算方法としては、加熱対象となる温度（蒸発器４の場合は蒸気温度、給水加熱器３の場合は給水温度または給水加熱の目標温度）と、蓄熱量取得手段２０で取得された温度（または蓄熱量取得手段２０で取得された熱量から上述の関係式等（例えばＱ＝（Ｔ−Ｔ０）×Ｍ×Ｃｐ）に基づいて算出された温度）を入力とし、これらの大小比較に基づいて評価するものであればよい。
また、前述の制御装置１００は、具体的には入出力端子と内部回路を有する制御盤として実現され、前記蓄熱量取得手段２０で取得された蓄熱量が制御盤への入力信号であり、当該蓄熱量が上述した蓄熱量の判定基準を満たすかどうかの機械的演算と、判定結果に応じた配管経路１２と配管経路１３への流量配分値または切替えの有無は、制御盤内に実装された内部演算回路で予め定められた計算式によって実行され、最終的に流量調整弁３１及び弁３２への開度指令または開閉指令（切替指令含む）として制御盤から出力される信号となる。前記内部演算回路で予め定められた計算式とは、例えば、判定結果が前述の第一の蓄熱量の判定基準「蓄熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも高いかどうか」を満たす場合は、前記蒸発器向け熱利用配管１２への前記熱媒体の流量配分を相対的に多くし、満たさない場合は、前記給水加熱器向け熱利用配管１３への熱媒体の流量配分を相対的に多くするような弁３１，３２の開度を決定するものであればよく、あるいは例えば前述の第二の判定基準「蓄熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」の判定基準を満たす場合には弁３１，３２を開いて給水加熱器３に熱供給し、満たさない場合は熱供給しないよう弁３１，３２を全閉するよう弁３１，３２の開度を決定するものであればよい。
また、本システムの復水器７は、流入する蒸気を凝縮させるために深さ約２００メートル以深から管路で取得された海洋深層水を通流させて熱交換する冷却手段を備えているとなおよい。この場合、システム全体の効率をさらに向上させることができる。これは、海洋深層水の温度は一般に約１０℃以下と、通常冷却水として用いられる海水等の温度よりも低いために復水器の真空度が増し、これによって蒸気タービンの熱落差が増加し、かつ、蒸気タービン低圧段から排出された蒸気の復水器への吸引効果が増加し、蒸気タービンの効率と出力が増加するためである。本システムをこのように構成した場合、周辺環境において、太陽熱という最も高温の自然熱源と、海洋深層水という最も低温の自然熱源の温度差を活用することにより、立地環境に応じて汲み上げ可能なエネルギーを効率的に周囲の自然環境から取得することができる。
なお、以上のように本図は復水器７を含む復水タービンシステムを例に説明してきたが、これとは別に復水器を含まない背圧タービンシステムとして全体を構成することも可能である。この場合、図１との違いは、復水器７がなく蒸気タービン６から排出される蒸気が熱利用などの用途に供給されるか放出されることと、給水加熱器３への給水が復水器７からの循環でなく、独立した給水系統になることであり、このほかに蒸気タービン６の仕様が復水タービンから背圧タービンに変わることがある。しかし、蓄熱状態に応じて熱の利用先を蒸発器と給水加熱器で切替えすることにより、効率的に熱利用できることに変わりはない。
（実施例２）
図２に、本発明の太陽熱蒸気サイクルシステムの第２の実施例を示す。本システムは、前述の比較例（図６，図７）と同様に、集熱器１，蓄熱器２，給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６、および、集熱器１から蓄熱器２に熱媒体を通流させる蓄熱器向け配管経路１１（図では集熱器１から弁３３，３６を経て蓄熱器２に至る経路），蓄熱器２に貯えた熱を蒸発器４に利用するために熱媒体を輸送する配管経路１２（図では蓄熱器２から弁３７，３８，３９，３４を経て蒸発器４に至る経路），蓄熱器２に貯えた熱を給水加熱器３で利用するために熱媒体で輸送する配管経路１３（図では蓄熱器２から弁３７，３８，３９を経て給水加熱器３に至る経路）を有している。これに加えてさらに、集熱器１から蒸発器４に熱媒体を通流させる配管経路１５（図では集熱器１から弁３３，３４を経て蒸発器４に至る経路）と、集熱器１から給水加熱器３に熱媒体を通流させる配管経路１６（図では集熱器１から弁３３，３６，３８，３９を経て給水加熱器３に至る経路）と、集熱器１または蓄熱器２から供給される熱媒体の流れを給水加熱器３を回避して還流させるための配管経路１４（図では集熱器１から弁３３，３６，３８，３７，４０を経てポンプ８１に至る流れ、または蓄熱器２から弁３７，４０を経てポンプ８１に至る流れ）と、蓄熱器２から蒸発器４への前記配管経路１２と給水加熱器３への前記配管経路１３に通流させる前記熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３９と、蒸発器４と給水加熱器３から集熱器１に還流する熱媒体の流れを切替えもしくは合流させる弁３５と、集熱器１から蓄熱器２への前記配管経路１１と蒸発器への前記配管経路１５に通流させる熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３３と、集熱器１から蒸発器４への前記配管経路１５と蓄熱器２から蒸発器４への前記配管経路１２を切替えもしくは合流させる弁３４と、集熱器１から蓄熱器２への前記配管経路１１（ここでは特に弁３６から蓄熱器２への経路部分）と集熱器１から給水加熱器３への配管経路１７（図では番号省略。弁３３から３６，３８，３９を経て給水加熱器３に至る経路。ここでは特に弁３６以降の経路）に通流させる熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３６と、集熱器１から給水加熱器３への前記配管経路１７（特に弁３８から３９を経て給水加熱器３に至る経路）と集熱器１から給水加熱器３への熱供給を回避する前記配管経路１４（特に弁３８から３７，４０を経てポンプ８１に至る流れ）の熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３８と、蓄熱器２から給水加熱器３への前記配管経路１３に通流させる熱媒体の流量あるいはさらに給水加熱器３への熱供給を回避する前記配管経路１４（ここでは特に弁３７から４０を経てポンプ８１に至る流れ）の熱媒体の流量を変化させる流量調節弁３７と、蓄熱器２と給水加熱器３から集熱器１に還流する熱媒体の流れを切替えもしくは合流させる弁４０と、集熱器１に集められた熱の温度または総熱量（以下、集熱量と総称）を計測ないし推定する集熱量取得手段１０と、蓄熱器２に貯えられた熱の温度または総熱量（以下、蓄熱量）を計測ないし推定する蓄熱量取得手段２０と、弁３３から４１及び給水ポンプ８３を制御する制御装置１００を備えている。
図２に、本発明の太陽熱蒸気サイクルシステムの第２の実施例を示す。本システムは、前述の比較例（図６，図７）と同様に、集熱器１，蓄熱器２，給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６、および、集熱器１から蓄熱器２に熱媒体を通流させる蓄熱器向け配管経路１１（図では集熱器１から弁３３，３６を経て蓄熱器２に至る経路），蓄熱器２に貯えた熱を蒸発器４に利用するために熱媒体を輸送する配管経路１２（図では蓄熱器２から弁３７，３８，３９，３４を経て蒸発器４に至る経路），蓄熱器２に貯えた熱を給水加熱器３で利用するために熱媒体で輸送する配管経路１３（図では蓄熱器２から弁３７，３８，３９を経て給水加熱器３に至る経路）を有している。これに加えてさらに、集熱器１から蒸発器４に熱媒体を通流させる配管経路１５（図では集熱器１から弁３３，３４を経て蒸発器４に至る経路）と、集熱器１から給水加熱器３に熱媒体を通流させる配管経路１６（図では集熱器１から弁３３，３６，３８，３９を経て給水加熱器３に至る経路）と、集熱器１または蓄熱器２から供給される熱媒体の流れを給水加熱器３を回避して還流させるための配管経路１４（図では集熱器１から弁３３，３６，３８，３７，４０を経てポンプ８１に至る流れ、または蓄熱器２から弁３７，４０を経てポンプ８１に至る流れ）と、蓄熱器２から蒸発器４への前記配管経路１２と給水加熱器３への前記配管経路１３に通流させる前記熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３９と、蒸発器４と給水加熱器３から集熱器１に還流する熱媒体の流れを切替えもしくは合流させる弁３５と、集熱器１から蓄熱器２への前記配管経路１１と蒸発器への前記配管経路１５に通流させる熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３３と、集熱器１から蒸発器４への前記配管経路１５と蓄熱器２から蒸発器４への前記配管経路１２を切替えもしくは合流させる弁３４と、集熱器１から蓄熱器２への前記配管経路１１（ここでは特に弁３６から蓄熱器２への経路部分）と集熱器１から給水加熱器３への配管経路１７（図では番号省略。弁３３から３６，３８，３９を経て給水加熱器３に至る経路。ここでは特に弁３６以降の経路）に通流させる熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３６と、集熱器１から給水加熱器３への前記配管経路１７（特に弁３８から３９を経て給水加熱器３に至る経路）と集熱器１から給水加熱器３への熱供給を回避する前記配管経路１４（特に弁３８から３７，４０を経てポンプ８１に至る流れ）の熱媒体の流量の配分を変化させる流量調節弁３８と、蓄熱器２から給水加熱器３への前記配管経路１３に通流させる熱媒体の流量あるいはさらに給水加熱器３への熱供給を回避する前記配管経路１４（ここでは特に弁３７から４０を経てポンプ８１に至る流れ）の熱媒体の流量を変化させる流量調節弁３７と、蓄熱器２と給水加熱器３から集熱器１に還流する熱媒体の流れを切替えもしくは合流させる弁４０と、集熱器１に集められた熱の温度または総熱量（以下、集熱量と総称）を計測ないし推定する集熱量取得手段１０と、蓄熱器２に貯えられた熱の温度または総熱量（以下、蓄熱量）を計測ないし推定する蓄熱量取得手段２０と、弁３３から４１及び給水ポンプ８３を制御する制御装置１００を備えている。
制御装置１００は、集熱量取得手段１０で得た集熱量または蓄熱量取得手段２０で得た蓄熱量の情報（以下適宜、取出可能熱量と総称）を入力として、ｉ）該集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、集熱器１から蒸発器４への配管経路１５の流量が集熱器１から給水加熱器３への配管経路１６よりも大きくなるように流量調整弁３３の開度指令値（当該２経路の全閉全開切替えを含む）を決定し、ii）前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、集熱器１から蒸発器４への配管経路１５の流量が集熱器１から給水加熱器３への配管経路１６よりも小さくなるように、流量調整弁３３の開度指令値（当該２経路の切替えを含む）を決定する。あるいは、ｉ）該蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、蓄熱器２から蒸発器４への配管経路１２の流量が蓄熱器２から給水加熱器３への配管経路１３の流量よりも大きくなるように流量調整弁３９の開度指令値（当該２経路の切替えを含む）を決定し、ii）前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、蓄熱器２から蒸発器４への配管経路１２の流量が蓄熱器２から給水加熱器３への配管経路１３の流量よりも小さくなるように流量調整弁３９の開度指令値（当該２経路の切替えを含む）を決定する。
本システムは、前述の図１の例と同様に、蓄熱器２に蓄えた熱量の判定基準に応じて、熱の利用先での高温用途と低温用途の割合（蒸発器４での利用温度は給水加熱器３での利用温度よりも高い）を変えることができるので、蓄熱状態に応じてより効率的に熱を蒸気サイクル側（給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６で構成される系統）で有効利用できる。また、図１の例で述べた第二の判定基準を用いた場合についての構成と効果も同様である。
本システムが図１の例と異なる点としては、弁３３と弁３６の組合せにより集熱器１で集めた熱を蒸発器４または給水加熱器３または蓄熱器２に供給して利用する割合が配分調整可能となっている。すなわち、弁３３によって蒸発器４への熱利用の配分が調整でき、弁３６によって蒸発器４に配分されなかった残りの熱量を給水加熱器３と蓄熱器２にそれぞれどれだけ配分するか調整できる。従って、例えば集熱器１で集めた熱量に関する前記判定基準を「集熱器１で加熱されて弁３３に向かって供給される熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも高いかどうか」とすると、この基準を満たす場合には蒸発器４への熱利用が相対的に多くして、高温で集められた熱を高温の使途で有効利用することができ、一方、この基準を満たさない場合には給水加熱器３への熱利用が相対的に多くするか、全量を給水加熱器３の熱利用に回す（蒸発器４への熱利用を遮断）ことによって、低温で集められた熱であってもそのまま有効利用することができ、また残りの熱を蓄熱器２に貯留しておくことができる。このように、集熱器１に集められた熱量の大小に応じて、熱の利用先での高温と低温の割合（蒸発器４での利用温度は給水加熱器３での利用温度よりも高い）を変えることができるので、集熱状態に応じてより効率的に熱を蒸気サイクル側（給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６で構成される系統）で有効利用できる。
また、集熱器１で集めた熱量（すなわち集熱量取得手段１０で計測ないし計算，推定された熱量）に関する第二の判定基準として、「集熱器１で加熱されて弁３３を経て供給される熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」とし、制御装置１０１において、この判定基準を満たす場合には給水加熱器３に熱供給するように、満たさない場合は熱供給しないように、弁３６における蓄熱器２向けと給水加熱器３向けの流量配分に応じた弁開度指令値を決定するよう給水加熱器への熱利用の関わる演算回路を構成することも可能である。このようにすると、集熱量が第二の判定基準を満たさない場合においては、蓄熱器２にそのまま熱を貯え続け、給水加熱器３と蒸発器４と蒸気タービン６からなる蒸気サイクル側では効率を落とすことなく全体システムを運用できる。（もし、この第二の判定基準による運用がない場合、判定基準に満たない場合に相当する集熱状態では給水加熱器３に低温の熱媒体が供給されて給水温度を下げるため、蒸気サイクル側の効率を下げることになる）。
上述の集熱量の第二の判定基準を用いた制御装置の別の例としては、前述の第二の判定基準を満たさない場合において、弁３３については蒸発器４への経路を閉じ、弁３６については蓄熱器２への経路を閉じ、弁３８においては給水加熱器３への経路を閉じ、弁３７に集熱器１に還流する経路を開くよう、これらの弁の開閉指令（開度を含む）を生成する低集熱量時用の演算回路を制御装置１０１内に構成してもよい。このようにすると、集熱量が第二の判定基準を満たさない場合においては、集熱器で集められた温度の低い熱を、蒸発器４，給水加熱器３，蓄熱器２のすべてをバイパスして集熱器１に還流させることができ、起動時や悪天候で集熱量が低いときに蒸気サイクル系（給水加熱器３，蒸発器４，蒸気タービン６で構成される系統）の給水や蒸気が冷却されて効率低下することを回避して運用可能である。
なお、前記集熱量取得手段１０における集熱量は、例えば集熱器１に設置された温度センサー（図では省略）で取得された集熱器を通流する熱媒体の温度Ｔと、集熱器１に流入または集熱器１から流出する配管に備えられた流量センサーで取得された熱媒体の流量Ｇと、熱媒体の比熱Ｃｐを用いて、計算式ｑ＝（Ｔ−Ｔ０）×Ｇ×Ｃｐにより推定できる（ここで温度Ｔ０は熱量計算の基準温度を示す）。あるいは熱媒体の温度Ｔは、温度差を用いて利用可能な熱の質を示すことになるので、Ｔ−Ｔ０によって間接的に熱量を示すことも可能である。また集熱器への流入・流出流体のエネルギーが計測されている場合、その流入・流出量の差を時間に沿って積分して集熱量を推定することも可能である。集熱量取得手段１０はこのように集熱器１を通流する熱媒体温度の計測値または推定値を入力として、集熱器に集められた熱量の程度を前述の式のように定量的に計算する演算回路を備え、計算された集熱量を出力するものであればよい。
また、前述した集熱器１に集められた熱量の判定基準（例えば「熱媒体の温度が蒸発器４での蒸気発生に必要な温度よりも高いかどうか」、「熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」）の該非判定の機械的演算方法としては、加熱対象となる温度（蒸発器４の場合は蒸気温度、給水加熱器３の場合は給水温度または給水加熱の目標温度）と、集熱量取得手段１０で取得された温度（または集熱量取得手段１０で取得された熱の量ないし質の指標から上述の関係式等（例えばｑ＝（Ｔ−Ｔ０）×Ｍ×Ｃｐ）に基づいて算出された温度）を入力として、これらの大小比較に基づいて評価するものであればよい。
また、蓄熱量取得手段２０における蓄熱量の計測ないし計算・推定方法と、蓄熱量の判定基準については、図１と同様である。
また、前述の制御装置１０１は、具体的には入出力端子と内部回路を有する制御盤として実現され、前記集熱量取得手段１０で取得された集熱量または前記蓄熱量取得手段２０で取得された蓄熱量の少なくとも一方（以下、利用可能熱量と総称）が制御盤への入力信号であり、当該利用可能熱量が上述した判定基準を満たすかどうかの機械的演算と、判定結果に応じた蒸発器４・給水加熱器３・蓄熱器２への熱媒体の流量配分値に対応する各弁の開度指令（開閉切替指令を含み、また全てをバイパスして集熱器１に還流する場合を含む）は、制御盤内に実装された内部演算回路で予め定められた計算式によって実行され、最終的に弁３３，３６，３８，３７への開度指令または開閉指令（切替指令含む）として制御盤から出力される信号となる。前記内部演算回路で予め定められた計算式とは、前述のシステム構成の説明で制御装置１０１について述べたように、集熱量または蓄熱量の判定結果に応じて上記各弁の開度または開閉の指令値を決定するものであればよく、あるいはさらに例えば前述の第二の判定基準「蓄熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」の判定基準を満たす場合には弁３７，３８を通流する経路から給水加熱器３に熱供給し、満たさない場合は熱供給しないよう弁３７から弁４０，３５を通る経路に熱媒体を還流させるよう、各弁の開度を決定するものであればよく、同様に、第二の判定基準の別の例「集熱器１で加熱された熱媒体の温度が給水加熱器３で給水を加熱するのに必要な温度よりも高いかどうか」の判定基準を満たす場合には弁３３，３６，３８を通流する経路から給水加熱器３に熱供給し、満たさない場合は熱供給しないよう弁３３，３６，３８を経て弁３７，４０へと通流する経路に熱媒体を還流させるよう、各弁の開度を決定するものであってもよい。
本例（図２）が前述の図１の例と異なる特徴として、より時間スケールの短い変動に対応できることがある。これは、集熱器１での集熱量（すなわち集熱量取得手段１０で取得される集熱量）は、蓄熱器２の蓄熱量（蓄熱量取得手段２０で取得される蓄熱量）よりも時間に沿った変動が大きく、これに対して、弁３３，３６，３８，３７を設けて、集熱状況（特に温度または熱量）に応じて熱の供給先を蒸発器４と給水加熱器３と蓄熱器２で切替可能になっており、太陽日射状況に依存して変動する回収熱量をそのまま損失なく使いきることができるためである。このように、集熱器１で集められた熱を蓄熱器２を介さずに蒸発器４と給水加熱器３と蓄熱器２に配分制御する本システムは、蓄熱器２が保守や故障によって停止している場合や、蓄熱器２の容量を超過する熱量が集熱器１で集められた場合にも使うことができ、有用である。
また、このように集熱器１で集められた熱を蓄熱器２を介さずに蒸発器４と給水加熱器３と蓄熱器２に配分制御するシステムは、敷地面積の制限等により蓄熱器２を設けられない場合に対しても有効であり、このような場合に対応するシステムは、図２の構成要素から蓄熱器２と、蓄熱量取得手段２０と、蓄熱器２への熱の入力と出力を調整する弁３６，３７を除いて構成することができる。
なお、本システムの復水器７に関しては、先に図２で説明したのと同様に、蒸気を凝縮させるための冷却水として海洋深層水などを用いると、システム全体の効率をさらに向上させることができる。また同様に、復水器７をシステム構成から除いて、蒸気タービン６を復水タービンでなく、背圧タービンとして構成することも可能で、この場合も、上述した、より時間スケールの短い変動への対応，蓄熱器の保守時や故障時や蓄熱容量超過時の柔軟な運用性、といった効果を発揮できる。
（実施例３）
図３，図４，図５に、蒸気サイクルの機器特性を考慮してさらに高効率に運用する制御方法の例を示す。これらは、太陽熱蒸気サイクルシステムの課題、すなわち、日射量の変化により蒸気圧力が変動し、蒸気タービン効率を常時最大に保つことができないという課題を解決するものである。（なお日射量によって蒸気圧力が変動するのは、日射量によって集熱器１または蓄熱器２に集められた熱媒体の温度が変化し、この熱媒体と蒸発器４で熱交換して得られる蒸気の温度が熱媒体温度を超えることができないためである。例えば、早朝や夜など日射量の低い時間帯に熱媒体の温度が低ければ、蒸気温度も日中と比べて低くなる）。
図３，図４，図５に、蒸気サイクルの機器特性を考慮してさらに高効率に運用する制御方法の例を示す。これらは、太陽熱蒸気サイクルシステムの課題、すなわち、日射量の変化により蒸気圧力が変動し、蒸気タービン効率を常時最大に保つことができないという課題を解決するものである。（なお日射量によって蒸気圧力が変動するのは、日射量によって集熱器１または蓄熱器２に集められた熱媒体の温度が変化し、この熱媒体と蒸発器４で熱交換して得られる蒸気の温度が熱媒体温度を超えることができないためである。例えば、早朝や夜など日射量の低い時間帯に熱媒体の温度が低ければ、蒸気温度も日中と比べて低くなる）。
前提となるシステム構成は図２と共通であるが、本実施例に係る特有の構成としては以下の通りである。第一に、実施例２で述べた構成要素の他に、蒸発器４とは別の熱源ないし燃料を用いて蒸気を発生させる補助ボイラ５と、蒸発器４の圧力と流量をそれぞれ計測または推定・計算して取得する圧力取得手段７３および流量取得手段７４と、蒸発器４に集熱器１から供給される熱媒体の温度と流量をそれぞれ計測または推定・計算して取得する温度取得手段７１および流量取得手段７２を備えている。第二に、制御装置１０１は、これらの圧力取得手段７３，流量取得手段７４，温度取得手段７１，流量取得手段７２で得た信号を適宜入力情報に用いられる。以下、図３，図４，図５それぞれについて説明する。
図３は、制御装置１０１（図２）に備えられた演算回路の例（最適補助蒸気流量演算回路１０１１）を示している。最適補助蒸気流量演算回路１０１１は、前記圧力取得手段７３（図２）で取得された蒸気圧力１３１（図３）と、前記流量取得手段７４（図２）で取得された蒸発器流量１３２（図３）（蒸発器４への給水流量または蒸発流量）を入力として受けて、蒸気タービン６（図２）の効率を高く維持するための蒸気タービン最適蒸気流量１３５（図３）と補助ボイラ最適流量１４１（図３）（補助ボイラ５の給水流量又は蒸発流量）を出力する。最適補助蒸気流量演算回路１０１１は内部に、前記蒸気圧力１３１の入力を受け、その圧力において蒸気タービン６（図２）の効率が最大になるような蒸気流量１３５を予め定められた関係に基づいて計算して出力する最適流量演算回路１１１と、この最適流量演算回路１１１から出力された蒸気タービン最適流量１３５および前述の蒸発器流量１３２の入力を受け、前者から後者を差し引いたものを補助ボイラ流量１４１として算出して出力する（負値の場合は流量ゼロとする）補助ボイラ流量演算回路１１２を備えている。前記最適流量演算回路１１１は、蒸気圧力を入力したときに、タービン効率が最大になる蒸気流量が出力されるよう、予め、蒸気タービン６の特性に基づいて、圧力と流量の関係が数表または相関式などの形で関数化されている。
最適補助蒸気流量演算回路１０１１を用いた全体システム運用制御の仕組みを前述の図２を用いて説明すると以下の通りである。最適補助蒸気流量演算回路１０１１（図３）は制御装置１０１（図２）内に組み込まれており、制御装置１０１内では、最適補助蒸気流量演算回路１０１１から出力された補助ボイラ最適流量１４１と蒸気タービン最適流量１３５が取得される。取得された補助ボイラ最適流量１４１は、補助ボイラ５の流量がこれに一致するよう、（給水加熱器３から）蒸発器４と補助ボイラ５への給水流量を配分する流量調整弁４１への開度指令値に変換される。これは予め定められた弁４１の流量−開度関係に基づいて、制御装置１０１内で実行される。同様に、取得された蒸気タービン最適流量１３５は蒸気サイクル（給水加熱器３，蒸発器４，補助ボイラ５，蒸気タービン６からなる系統）全体に給水するポンプ８３への給水指令値に変換される。こうして得られた開度指令値が流量調節弁４１に、給水指令値が給水ポンプ８３に信号として伝送され、流量調整弁４１と給水ポンプ８３がこれに応答して作動することによりシステム全体が運用制御される。
本システムは、変動する蒸気圧力に対して、蒸気タービン効率の点で最適な蒸気流量を最適流量演算回路１１１で計算し、蒸気タービン６（或いは蒸発器４と補助ボイラ５の発生蒸気が導かれる合流器５０）に供給される蒸気流量がこの流量と一致するように、補助ボイラ５の流量を補助ボイラ流量演算回路１１２で定めることにより、蒸気タービン６の効率を高く保って運転できる。この点で本システムは、太陽熱システムで発生した蒸気の圧力と流量に基づいてシステムを最適運用するのに適している。
また、本システムは蒸気タービン６の発電出力が、蒸気圧力１３１と流量１３５に従属して決まるため、発電出力の指令値に従った運転が求められないような場合、すなわち、電力系統９（図２）に対する電力供給設備が本システムのプラント（以下、本プラント）以外にも存在しており、本プラントでは必要な電力需要に対して太陽熱から回収可能な量だけ発電すればいいような場合に好適である。
なお図２は、補助ボイラへの給水系統が、給水加熱器３から蒸発器４への系統から分岐しているが、補助ボイラ５への給水系統は蒸発器への給水とは別に構成されていてもよい。この場合の補助ボイラ給水流量制御システムは、前記補助ボイラ最適流量１４１（最適補助蒸気流量演算回路１０１１で計算された値）になるように補助ボイラ５への給水ポンプ流量を操作する構成になっていればよい。以降の例（図４，図５）についても同様である。
また本例では、最適補助蒸気流量演算回路１０１１の中を複数の演算回路（最適流量演算回路１１１と補助ボイラ流量演算回路１１２）で構成して示したが、これは制御回路がこのように別々の演算チップから構成されていることを示すものではなく、機能の構成を説明するものであり、実際の制御回路がこれらの回路に相当する機能を有しているものであればよい（以降の例についても同様である）。
（実施例４）
図４は、制御装置１０１（図２）に備えられた演算回路の別の例（最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２）を示している。最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２は、集熱器１（図２）に集められるか蓄熱器２（図２）に貯えられるかした形で存在する利用可能熱量１３３（図４）の値と、蒸気タービン６（図２）の発電機８（図２）で発生させた電力が供給される電力系統９（図２）の電力需要量１３４（図４）を入力として受けて、蒸気タービン６（図２）の効率を高く維持するための蒸気タービン最適圧力１３６（図４）と、蒸気タービン最適流量１３８（図４），補助ボイラ最適流量１４１（図４）（補助ボイラ５の給水流量又は蒸発流量）を出力する。ここで、利用可能熱量１３３とは、具体的には集熱量取得手段１０（図２）または蓄熱量取得手段２０（図２）で取得された熱量、あるいは、温度取得手段７１で取得された温度Ｔと流量取得手段７２で取得された流量Ｇを用いて式Ｑ＝（Ｔ−Ｔ０）×Ｃｐ×Ｇに基づいて計算された集熱器１からの利用可能熱量（式中でＴ０は熱量計算の基準温度、Ｃｐは比熱を表す）の値である。また、電力需要１３４の値は時系列予測やニューラルネットなど任意の公知手法により別途取得されたものである。
図４は、制御装置１０１（図２）に備えられた演算回路の別の例（最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２）を示している。最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２は、集熱器１（図２）に集められるか蓄熱器２（図２）に貯えられるかした形で存在する利用可能熱量１３３（図４）の値と、蒸気タービン６（図２）の発電機８（図２）で発生させた電力が供給される電力系統９（図２）の電力需要量１３４（図４）を入力として受けて、蒸気タービン６（図２）の効率を高く維持するための蒸気タービン最適圧力１３６（図４）と、蒸気タービン最適流量１３８（図４），補助ボイラ最適流量１４１（図４）（補助ボイラ５の給水流量又は蒸発流量）を出力する。ここで、利用可能熱量１３３とは、具体的には集熱量取得手段１０（図２）または蓄熱量取得手段２０（図２）で取得された熱量、あるいは、温度取得手段７１で取得された温度Ｔと流量取得手段７２で取得された流量Ｇを用いて式Ｑ＝（Ｔ−Ｔ０）×Ｃｐ×Ｇに基づいて計算された集熱器１からの利用可能熱量（式中でＴ０は熱量計算の基準温度、Ｃｐは比熱を表す）の値である。また、電力需要１３４の値は時系列予測やニューラルネットなど任意の公知手法により別途取得されたものである。
この最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２は、その内部に、前記電力需要量１３４の入力を受けて、その電力需要に相当する発電量を得るための蒸気タービン６（図２）の最適運転条件、すなわち、蒸気タービン効率が最も高くなるような最適蒸気圧力１３６と最適蒸気流量１３８の組合せを特定して出力する蒸気タービン最適運転条件演算回路１１３と、この蒸気タービン最適運転条件演算回路１１３から出力された最適蒸気圧力１３６と前述の利用可能熱量１３３を入力として受け、この利用可能な熱量１３３を蒸発器４で蒸気圧力１３６の蒸気に変換したときに得られる蒸気流量１３７（以下、利用可能蒸気流量）を推定して出力する蒸発器流量演算回路１１４と、この蒸発器流量演算回路１１４から出力された利用可能蒸気流量１３７および蒸気タービン最適運転条件演算回路１１３から出力された最適蒸気流量１３８の入力を受け、後者から前者を差し引いたものを補助ボイラ流量１４１として出力する（負値の場合は流量ゼロとする）補助ボイラ流量演算回路１１２を備えている。
ここで、蒸気タービン最適運転条件演算回路１１３は、予め、蒸気タービン６の蒸気圧力Ｐと蒸気流量Ｇに応じた、発電出力Ｗとタービン効率ηの特性についての次式のような関数関係が予め数式や数表等に基づく演算回路として実装されており（ｆは関数を示す）、
（Ｗ，η）＝ｆ（Ｐ，Ｇ） （１）
さらに、発電出力Ｗが電力需要量１３４すなわち電力系統９から要求されている発電出力値を満たし、かつタービン効率ηが最大になるような、蒸気圧力Ｐと流量Ｇの組合せを特定する最適値探索機能を有している。この最適値探索機能はニュートン法など公知の任意の最適化アルゴリズムを用いて実装可能である。
（Ｗ，η）＝ｆ（Ｐ，Ｇ） （１）
さらに、発電出力Ｗが電力需要量１３４すなわち電力系統９から要求されている発電出力値を満たし、かつタービン効率ηが最大になるような、蒸気圧力Ｐと流量Ｇの組合せを特定する最適値探索機能を有している。この最適値探索機能はニュートン法など公知の任意の最適化アルゴリズムを用いて実装可能である。
また、蒸発器流量演算回路１１４の演算は、利用可能熱量をＱ，蒸気圧力をＰ，飽和蒸気エンタルピーをＨｓ＝ｆ（Ｐ）（ｆは関数を示す）、給水エンタルピーをＨｆｗ、蒸気発生効率をηとして、蒸気流量Ｇを、計算式 Ｇ＝Ｑ×η÷（Ｈｓ−Ｈｆｗ）、で示される内容を実装することにより実現できる。
最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２（最適蒸気圧力・流量演算回路）を用いた全体システム運用制御の仕組みを前述の図２を用いて説明すると以下の通りである。最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２（図４）は制御装置１０１（図２）内に組み込まれており、制御装置１０１内では、最適蒸気圧力・流量演算回路１０１２から出力された蒸気タービン最適圧力１３６と、蒸気タービン最適流量１３８，最適補助ボイラ流量１４１が取得される。取得された蒸気タービン最適圧力１３６は、圧力取得手段７３で計測される蒸気サイクル（給水加熱器３，蒸発器４，補助ボイラ５，蒸気タービン６で構成される系統）の圧力がこれと一致するよう、蒸気サイクルに設けられた圧力調整弁４３（図２では省略）の開度を操作するのに用いられる。同様に、取得された最適補助ボイラ流量１４１は、補助ボイラ５の流量がこれと一致するよう、（給水加熱器３から）蒸発器４と補助ボイラ５への給水流量を配分する流量調整弁４１への開度指令値に変換される。これは予め定められた弁４１の流量−開度関係を用いて制御装置１０１内で実行される。同様に、取得された蒸気タービン最適流量１３８は蒸気サイクル（給水加熱器３，蒸発器４，補助ボイラ５，蒸気タービン６からなる系統）全体に給水するポンプ８３への給水指令値に変換される。このように、得られた最適蒸気圧力値が蒸気サイクルの圧力調整弁４３に、開度指令値が流量調節弁４１に、給水指令値が給水ポンプ８３に信号として伝送され、圧力調整弁４３と流量調整弁４１と給水ポンプ８３がこれに応答して作動することによりシステム全体が運用制御される。
本システムは、電力需要の変動に対応して蒸気タービン効率が最大になる蒸気圧力１３６と流量１３８を蒸気タービン最適運転条件演算回路１１３で計算し、この条件が満たされるように蒸気サイクルの圧力を制御するとともに、蒸気タービン６に供給される蒸気流量がこの最適流量１３８と一致するよう、最適流量１３８から太陽熱システムから回収利用可能な蒸気量の推定値１３７を差し引いて補助ボイラ５の流量を定める（補助ボイラ流量演算回路１１２）ことにより、蒸気タービン６の効率を高く保って運転できる。
この点で本システムは、太陽熱システムでの回収可能熱量と電力系統側の電力需要の両方の情報が取得可能な場合にシステム最適運用するのに適している。とりわけ、電力系統側から発電出力の指令値を受け取って系統連係して運転する場合や、電力系統９が対象地域の外部と切り離されて独立で存在するような所謂アイランドオペレーションが求められる場合に好適である。
（実施例５）
図５は、制御装置１０１に備えられた演算回路の別の例（最適蒸気流量演算回路１０１３）を示している。最適蒸気流量演算回路１０１３は、集熱器１（図２）に集められるか蓄熱器２（図２）に貯えられるかした形で存在する利用可能熱量１３３（図５）の値と、前記圧力取得手段７３（図２）で取得された蒸気圧力１３１（図５）を入力として、蒸気タービン６（図２）の効率を高く維持するための蒸気タービン最適蒸気流量１３５（図５）と補助ボイラ最適流量１４１（図５）（補助ボイラ５の給水流量又は蒸発流量）を出力する。
図５は、制御装置１０１に備えられた演算回路の別の例（最適蒸気流量演算回路１０１３）を示している。最適蒸気流量演算回路１０１３は、集熱器１（図２）に集められるか蓄熱器２（図２）に貯えられるかした形で存在する利用可能熱量１３３（図５）の値と、前記圧力取得手段７３（図２）で取得された蒸気圧力１３１（図５）を入力として、蒸気タービン６（図２）の効率を高く維持するための蒸気タービン最適蒸気流量１３５（図５）と補助ボイラ最適流量１４１（図５）（補助ボイラ５の給水流量又は蒸発流量）を出力する。
最適蒸気流量演算回路１０１３は、その内部に、上記利用可能熱量１３３と蒸気圧力１３１を入力として受け、この利用可能な熱量１３３を蒸発器４で蒸気圧力１３１の蒸気に変換したときに得られる蒸気流量１３７（以下、利用可能蒸気流量）を推定して出力する蒸発器流量演算回路１１４と、前記蒸気圧力１３１の入力を受け、その圧力において蒸気タービン６（図２）の効率が最大になるような蒸気流量１３５を予め定められた関係に基づいて計算して出力する最適流量演算回路１１１と、この最適流量演算回路１１１から出力された蒸気タービン最適流量１３５および前述の蒸発器４で発生した利用可能蒸気の流量１３７の入力を受け、前者から後者を差し引いたものを補助ボイラ流量１４１として出力する（負値の場合は流量ゼロとする）補助ボイラ流量演算回路１１２を備えている。
ここで、蒸発器流量演算回路１１４の内容は先に図４で示した通りであり、最適流量演算回路１１１は図３、補助ボイラ流量演算回路１１２は図３，図４で示した演算回路と同様である。
最適蒸気流量演算回路１０１３を用いた全体システム運用制御の仕組みを前述の図２を用いて説明すると以下の通りである。最適蒸気流量演算回路１０１３（図５）は制御装置１０１（図２）内に組み込まれており、制御装置１０１内では、最適蒸気流量演算回路１０１３から出力された補助ボイラ最適流量１４１と蒸気タービン最適流量１３５が取得される。取得された補助ボイラ最適流量１４１と蒸気タービン最適流量１３５に基づいて全体システム（図２）が運用制御される仕組みは図３の場合と同様である。
本システムは、太陽熱の日射条件によって変動する蒸気圧力１３１に対して蒸気タービン６のタービン効率が最大となる最適蒸気流量１３５を最適流量演算回路１１１で計算し、蒸気タービン６に供給される蒸気流量がこの最適流量１３５と一致するよう、最適流量１３５から太陽熱システムの回収可能蒸気量１３７を差し引いて補助ボイラ５の流量１４１を定める（補助ボイラ流量演算回路１１２）ことにより、蒸気タービン６の効率を高く保って運転できる。
本システムは、蒸気タービンの圧力を（太陽熱システムの熱回収条件に依存させずに）予め何らかの基準に従って静的あるいは動的に決めた上で、太陽熱システムでの回収可能熱量を考慮してシステム全体を最適運用するような場合に適しており、例えば一定圧力運転する場合はこれに含まれる。
また、本システムは、図３の場合と同様に、本プラントが発電出力の指令値に従った運転が求められず、系統９で必要な電力需要に対して太陽熱から回収可能な量だけ発電すればいいような場合に好適である。
（実施例６）
図８は、前述した実施例１（図１）のシステムに対して、蓄熱器２を備えず、集熱器１で集めた熱をそのまま蒸発器４または給水加熱器３に供給して熱利用するシステムを示す。運用制御の違いは、制御装置１００における蒸発器４と給水加熱器３への熱供給の配分・切替えの決定が、実施例１（図１）では蓄熱器２に貯えられた蓄熱量の情報に基づいてなされていたのに対して、本例では集熱器１に集められた熱量の情報に基づいてなされることである。この集熱量の情報は、集熱器１に集められた熱の温度または総熱量（以下、蓄熱量と総称）を計測ないし推定する集熱量取得手段１０で得られた熱量、または、集熱器１から熱の利用先側（蒸発器４または給水加熱器３）に供給される熱媒体の温度と流量をそれぞれ計測または推定・計算して取得する温度取得手段７１および流量取得手段７２で得られた値に基づいて予め定められた方法で算出された熱量として取得される。集熱量取得方法の詳細は、集熱量取得手段１０に基づく場合については実施例２（図２）、温度取得手段７１及び流量取得手段７２に基づく場合は実施例４，５（図２，図４，図５）で述べた通りである。また、本例での制御装置１００の演算処理内容、すなわち、蒸発器４と給水加熱器３での熱利用配分切替・調整のための弁３１，３２の開度指令の決定手順は、実施例１（図１）での入力情報のうち、蓄熱量の信号が、本例で集熱量に関する信号になるだけで、得られた熱量に基づく処理内容は実施例１（図１）の場合と同様である。
図８は、前述した実施例１（図１）のシステムに対して、蓄熱器２を備えず、集熱器１で集めた熱をそのまま蒸発器４または給水加熱器３に供給して熱利用するシステムを示す。運用制御の違いは、制御装置１００における蒸発器４と給水加熱器３への熱供給の配分・切替えの決定が、実施例１（図１）では蓄熱器２に貯えられた蓄熱量の情報に基づいてなされていたのに対して、本例では集熱器１に集められた熱量の情報に基づいてなされることである。この集熱量の情報は、集熱器１に集められた熱の温度または総熱量（以下、蓄熱量と総称）を計測ないし推定する集熱量取得手段１０で得られた熱量、または、集熱器１から熱の利用先側（蒸発器４または給水加熱器３）に供給される熱媒体の温度と流量をそれぞれ計測または推定・計算して取得する温度取得手段７１および流量取得手段７２で得られた値に基づいて予め定められた方法で算出された熱量として取得される。集熱量取得方法の詳細は、集熱量取得手段１０に基づく場合については実施例２（図２）、温度取得手段７１及び流量取得手段７２に基づく場合は実施例４，５（図２，図４，図５）で述べた通りである。また、本例での制御装置１００の演算処理内容、すなわち、蒸発器４と給水加熱器３での熱利用配分切替・調整のための弁３１，３２の開度指令の決定手順は、実施例１（図１）での入力情報のうち、蓄熱量の信号が、本例で集熱量に関する信号になるだけで、得られた熱量に基づく処理内容は実施例１（図１）の場合と同様である。
本システムは、蓄熱器２がなくても、集熱量の変動に応じて熱利用先を蒸発器４と給水加熱器３で切替えできるので、簡素なシステム構成が求められる場合に有効である。例えば、集熱量の変動が比較的小さい立地条件や、集熱量と電力の需要量の日内変動パターンのずれが比較的小さい場合のように、需給バランス変動吸収のための大きな蓄熱容量が必要とされない場合、あるいは、敷地面積の制限等により蓄熱器２が設置困難な場合などに好適である。
本発明は太陽熱利用発電システムとして利用することができる。
１ 集熱器
２ 蓄熱器
３ 給水加熱器
４ 蒸発器
５ 補助ボイラ
６ 蒸気タービン
７ 復水器
１０ 集熱量取得手段
２０ 蓄熱量取得手段
１００，１０１ 制御装置
１１１ 最適流量演算回路
１１２ 補助ボイラ流量演算回路
１１３ 蒸気タービン最適運転条件演算回路
１１４ 蒸発器流量演算回路
１０１１ 最適補助蒸気流量演算回路
１０１２ 最適蒸気圧力・流量演算回路
１０１３ 最適蒸気流量演算回路
２ 蓄熱器
３ 給水加熱器
４ 蒸発器
５ 補助ボイラ
６ 蒸気タービン
７ 復水器
１０ 集熱量取得手段
２０ 蓄熱量取得手段
１００，１０１ 制御装置
１１１ 最適流量演算回路
１１２ 補助ボイラ流量演算回路
１１３ 蒸気タービン最適運転条件演算回路
１１４ 蒸発器流量演算回路
１０１１ 最適補助蒸気流量演算回路
１０１２ 最適蒸気圧力・流量演算回路
１０１３ 最適蒸気流量演算回路
Claims (14)
- 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、
該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、
該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、
該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、
該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、
該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器又は蓄熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記集熱器で集められた熱の温度又は総熱量に関する集熱量情報を取得する集熱量取得手段と、
該集熱量取得手段で得られた集熱量情報を入力として、集熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記集熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を０％とするよう、前記調節弁の開度を決定する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、
前記蒸発器の蒸気の圧力を計測する蒸気圧力計測手段と、蒸気の流量を計測する蒸気流量計測手段と、
前記蒸気圧力計測手段及び蒸気流量計測手段で計測された蒸気圧力と流量に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 前記制御装置は、前記蒸気圧力計測手段で取得された蒸気圧力を入力とし、蒸気タービン効率が最大になる蒸気流量を演算する最適流量演算回路と、
前記蒸気流量計測手段で取得された蒸気流量と前記最適流量演算回路から出力された蒸気流量を入力とし、前記補助ボイラへの給水流量を演算する補助ボイラ流量演算回路と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載の太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、
前記集熱器で集められた熱又は前記蓄熱器に蓄えられた熱の総量に関する取出可能熱量を取得する取出可能熱量取得手段と、
該取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量と、前記蒸気タービンを駆動して発生させる電力に対する需要量に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 前記制御装置は、前記電力需要を入力とし、蒸気タービン効率が最大になる蒸気圧力と流量を演算する蒸気タービン最適運転条件演算回路と、
該蒸気タービン最適運転条件演算回路から出力された蒸気圧力と前記取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量を入力とし、取出可能な蒸気流量を演算する蒸発器流量演算回路と、
該蒸発器流量演算回路から出力された取出可能蒸気流量と前記蒸気タービン最適運転条件演算回路から出力された蒸気流量を入力とし、前記補助ボイラへの給水流量を演算する補助ボイラ流量演算回路と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載の太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムにおいて、
前記集熱器から前記蒸発器、給水加熱器及び蓄熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記給水加熱器で加熱された給水が供給される補助ボイラと、
前記集熱器で集められた熱又は前記蓄熱器に蓄えられた熱の総量に関する取出可能熱量を取得する取出可能熱量取得手段と、
前記蒸発器の蒸気の圧力を計測する蒸気圧力計測手段と、
前記取出可能熱量取得手段で取得された取出可能熱量と、前記蒸気圧力計測手段で計測された蒸気圧力に基づいて、前記補助ボイラに供給する給水流量を演算する制御装置と、
を備えたことを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 前記制御装置は、前記取出可能熱量取得手段で取得された熱量と前記蒸気圧力計測手段で取得された蒸気圧力を入力とし、取出可能な蒸気流量を演算して出力する蒸発器流量演算回路と、
前記蒸気圧力計測手段で取得された蒸気圧力を入力として受け、蒸気タービン効率が最大になる蒸気流量を演算して出力する蒸気タービン最適流量演算回路と、
前記蒸発器流量演算回路から出力された取出可能蒸気流量と前記蒸気タービン最適流量演算回路から出力された蒸気流量を入力とし、前記補助ボイラへの給水流量を演算する補助ボイラ流量演算回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の太陽熱蒸気サイクルシステム。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムの制御方法において、
該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を相対的に多くするよう、前記調節弁の開度を決定することを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステムの制御方法。 - 太陽熱エネルギーを集熱する集熱器と、
該集熱器で集熱した太陽熱エネルギーを蓄える蓄熱器と、
給水を加熱する給水加熱器と、
該給水加熱器から供給された給水を蒸発させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記蓄熱器から前記蒸発器及び給水加熱器に供給する熱媒体の配分を調節する調節弁と、
前記蓄熱器に蓄えられた熱の温度又は総熱量に関する蓄熱量情報を取得する蓄熱量取得手段と、を備えた太陽熱蒸気サイクルシステムの制御方法において、
該蓄熱量取得手段で得られた蓄熱量情報を入力として、蓄熱量が予め定めた基準よりも大きい場合は、前記蒸発器に供給する熱媒体の配分を１００％とし、前記蓄熱量が予め定めた基準よりも小さい場合は、前記給水加熱器に供給する熱媒体の配分を１００％とするよう、前記調節弁の開度を決定することを特徴とする太陽熱蒸気サイクルシステムの制御方法。
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