KR20170141633A - 선박의 통합 제어 장치, 그것을 구비한 선박, 및 통합 제어 방법 그리고 프로그램 - Google Patents

Abstract

이종 추진 기관을 형성하는 다축선의 각 축을 동기시키는 것. 증기 터빈 (14) 에 의해 선박의 제 1 프로펠러 (18) 를 회전시키는 터빈 추진 기관 (1) 을 제어하는 터빈 제어 장치 (10) 와, 전동기 (24) 에 의해 제 2 프로펠러 (28) 를 회전시키는 전기 추진 기관 (2) 을 제어하는 전기 추진 제어 장치 (20) 를 구비하고, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, 전기 추진 제어 장치 (20) 는, 제 2 프로펠러 (28) 의 프로펠러축 (21A) 의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 전동기 (24) 를 피드백 제어하고, 터빈 제어 장치 (10) 는, 상기 출력값을 증기 터빈 (14) 의 증기 공급량을 조정하는 노즐 밸브 (19) 의 밸브 개도로 변환하고, 변환된 밸브 개도를 얻도록 노즐 밸브 (19) 의 개도를 피드백 제어한다.

Description

선박의 통합 제어 장치, 그것을 구비한 선박, 및 통합 제어 방법 그리고 프로그램{INTEGRATED CONTROL APPARATUS FOR SHIP, SHIP HAVING THE SAME, AND INTEGRATED CONTROL METHOD AND PROGRAM}

본 발명은, 선박의 통합 제어 장치, 그것을 구비한 선박, 및 통합 제어 방법 그리고 프로그램에 관한 것이다.

증기 터빈선의 증기 터빈 기관은, 선교 (船橋) 에 설치되어 있는 제어반에 형성되는 엔진 텔레그래프로부터 조선자 (操船者) 가 조선 지시를 내림으로써, 엔진 텔레그래프 지시에 따른 거버너 리프트의 증감 신호가 나와 제어되고 있다. 항행시에 속도 등의 조정이 필요하다고 조선자가 판단한 경우에는, 조선자가 엔진 텔레그래프에 의한 조선 지시를 조정하고 있다.

또, 증기 터빈과 비교하여 연비가 좋은 추진 기관으로서 디젤 엔진을 사용하는 전기 추진 기관을 들 수 있는데, 메인터넌스 비용이 높아지는 점에서, 전기 추진 기관과 증기 터빈 기관과 같은 상이한 종류의 추진 기관을 조합하여 선박의 추진 시스템을 구성하는 것이 검토되고 있다.

상이한 종류의 추진 기관을 사용한 선박의 추진 시스템으로는, 이하의 것이 제안되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1 에는, 상이한 종류의 동력원으로서 가스 터빈과 전동기를 구비하고, 회전 속도의 시정수가 상이한 복수의 동력원을 동기시켜, 가스 터빈의 출력과 전동기의 출력을 1 개의 주축에 출력하고, 주축의 회전 속도를 제어하는 추진 시스템이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2012-87750호

그런데, 전기 추진 기관이 형성되는 전기 추진선은, 조선자가 프로펠러에 접속되는 모터에 대해 출력 지시를 내림으로써, 소정 회전수가 되도록 전기 추진 기관이 제어된다. 증기 터빈선은, 상기 서술한 바와 같이 조선자가 엔진 텔레그래프를 통하여 거버너 리프트를 출력시켜, 증기 터빈 기관이 제어된다.

이러한 전기 추진 기관과 증기 터빈 기관을 상이한 종류의 추진 기관으로 하고, 각각에 프로펠러를 형성하는 2 축선 (船) 으로 하는 경우에는, 편축 (증기 터빈 기관측) 은 거버너 리프트 지시, 타축 (전기 추진 기관측) 은 출력 지시가 되어, 제어 신호가 통일되어 있지 않은 점에서, 양 축을 동기시키는 것이 곤란하다는 과제가 있었다.

상기 특허문헌 1 의 방법에서는, 상이한 종류의 동력원으로부터의 출력을 1 개의 주축에 출력하고, 프로펠러가 1 개인 선박의 추진 시스템이 기재되어 있고, 상이한 종류의 추진 기관 각각에 프로펠러가 형성되는 다축선인 경우의 추진 시스템의 제어에 대해서는 기재되어 있지 않다. 또, 외양 항행시 등의 왕래하는 선박이 적어 추진 시스템에 큰 부하를 주는 제어를 실시하는 경우에는, 증기 터빈 기관은 회전수에 의한 지시에 대한 추종성이 나쁘기 때문에, 만일 특허문헌 1 을 2 축선에 적용하였다고 해도, 증기 터빈 기관에서 원하는 출력을 얻을 수 없고, 양 축을 동기시킨다는 과제를 해결할 수 없다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 이종 (異種) 추진 기관을 형성하는 다축선의 각 축을 동기시킬 수 있는 선박의 통합 제어 장치, 그것을 구비한 선박, 및 통합 제어 방법 그리고 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양태는, 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관을 제어하는 터빈 제어 장치와, 전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관을 제어하는 전기 추진 제어 장치를 구비하고, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, 상기 전기 추진 제어 장치는, 상기 다른 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 상기 전동기를 피드백 제어하고, 상기 터빈 제어 장치는, 상기 출력값을 상기 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 밸브 개도로 변환하고, 변환된 상기 밸브 개도를 얻도록 상기 조정 밸브의 개도를 피드백 제어하는 통합 제어 장치이다.

이와 같은 제 1 양태의 구성에 의하면, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, 입력된 출력값이 밸브 개도로 변환되고, 변환된 밸브 개도를 얻도록 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 개도가 피드백 제어되므로, 터빈 추진 기관에 의해 회전되는 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이, 입력된 출력값이 되도록 제어된다. 또, 전기 추진 기관에 의해 회전되는 다른 프로펠러는, 제어 지시에 의해 입력된 출력값이 되도록 전동기가 피드백 제어되어, 축 출력이 제어된다.

이로써, 터빈 추진 기관과 전기 추진 기관을 구비하는 다축선 (예를 들어, 2 축선) 에 있어서, 조선의 제어 지시 (제어 신호) 가 통일되어 출력값으로서 부여되고, 출력값에 의해 터빈 추진 기관 및 전기 추진 기관을 조정하므로, 터빈 추진 기관과 전기 추진 기관의 동기가 용이해져, 제어 로직의 획일성과 조작성 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 제 1 양태의 상기 통합 제어 장치의 상기 터빈 제어 장치는, 상기 출력값과 그 출력값을 얻기 위한 상기 조정 밸브의 개도를 대응시킨 제 1 대응 정보를 구비하고 있고, 상기 출력값이 입력된 경우에, 상기 제 1 대응 정보로부터 그 출력값에 대응하는 상기 조정 밸브의 개도의 정보를 결정하고, 상기 출력값으로부터 변환된 상기 밸브 개도로서 출력하는 변환 수단을 구비해도 된다.

이 구성에 의해, 제어 지시로서 입력된 출력값을 밸브 개도로 신속하게 변환할 수 있다.

본 발명의 제 1 양태의 상기 통합 제어 장치의 상기 변환 수단은, 소정 기간마다 상기 선박의 운항 데이터를 수집하고, 상기 운항 데이터에 기초하여 상기 제 1 대응 정보를 보정해도 된다.

운전을 개시하는 시점 (예를 들어, 신조 (新造) 시) 에서는, 시간 경과적인 변화에 따른 영향을 미리 결정해 둘 수는 없지만, 소정 기간마다 운항 데이터를 수집 (샘플링) 하고, 수집한 데이터에 기초하여 제 1 대응 정보를 보정함으로써, 시간 경과적인 변화의 영향을 반영시킨 제 1 대응 정보를 생성할 수 있고, 현재 사용하고 있는 터빈 추진 기관에 따른 출력값에 대한 조정 밸브의 밸브 개도를 결정할 수 있다.

본 발명의 제 1 양태의 상기 통합 제어 장치의 상기 터빈 제어 장치는, 상기 터빈 추진 기관의 플랜트 상태에 따라, 상기 출력값을 보정하는 보정 수단을 구비하고, 상기 보정 수단은, 상기 플랜트 상태를 나타내는 파라미터와 보정 계수를 대응시키는 제 2 대응 정보를 1 개 이상 구비하고 있고, 상기 플랜트 상태와 상기 제 2 대응 정보에 기초하여 결정되는 1 개 이상의 보정 계수에 기초하여, 상기 출력값을 보정해도 된다.

이 구성에 의해, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터를 취득한 경우에는, 플랜트 상태에 대응하는 보정 계수를 간편하게 결정할 수 있으므로, 출력값의 보정도 간편하게 실시할 수 있다. 또한, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터는, 보일러로부터 공급되는 주증기 압력·주증기 온도, 재열기를 구비하는 경우의 재열 증기 배관 압력 손실, 재열 증기 온도, 주복수기 진공도, 터빈 외부 손실 (예를 들어, 감속기, 터빈의 풍손, 증기 리크 로스, 기계 손실 등의 영향에 의한 손실), 증기의 추기량 (抽氣量) 등을 일례로서 들 수 있다.

본 발명의 제 1 양태의 상기 통합 제어 장치의 상기 터빈 제어 장치는, 상기 터빈 추진 기관의 플랜트 상태에 따라, 상기 출력값을 보정하는 보정 수단을 구비해도 된다.

만일 보정을 하지 않고 터빈 추진 기관측과 전기 추진 기관측을 동기할 수 있었다고 해도, 터빈 추진 기관의 플랜트 상태 (예를 들어, 증기 터빈에서는 주증기 압력·온도, 재열 증기 압력·온도 등) 는 변동되기 때문에, 곧 동기할 수 없게 될 것으로 생각된다. 본 발명의 제 1 양태는, 플랜트 상태가 변동되는 것을 감안하여, 플랜트 상태에 따라 출력값을 보정한다. 이로써, 터빈 추진 기관에 의해 구동되는 프로펠러축의 축 출력이 제어 지시의 출력값으로 신속하게 조정되고, 조선자가 의도한 제어 지시 (예를 들어, 선속이나 출력 달성 등) 에 신속하게 수속되어, 터빈 추진 기관측과 전기 추진 기관측이 동기하는 상태를 계속할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태는, 상기의 통합 제어 장치와, 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관과, 전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관을 구비하는 선박이다.

본 발명의 제 3 양태는, 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관의 출력을 제어하는 터빈 제어 스텝과, 전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관의 출력을 제어하는 전기 추진 제어 스텝을 구비하고, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, 상기 다른 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 상기 전동기를 피드백 제어하고, 상기 출력값을 밸브 개도로 변환하고, 변환된 상기 밸브 개도를 얻도록 상기 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 개도를 피드백 제어하는 통합 제어 방법이다.

본 발명의 제 4 양태는, 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관을 제어하는 터빈 제어 장치와, 전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관을 제어하는 전기 추진 제어 장치를 구비하는 선박의 통합 제어 프로그램으로서, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, 상기 다른 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 상기 전동기를 피드백 제어시키는 제 1 처리와, 상기 출력값을 밸브 개도로 변환하고, 변환된 상기 밸브 개도를 얻도록 상기 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 개도를 피드백 제어시키는 제 2 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 통합 제어 프로그램이다.

본 발명은, 이종의 추진 기관을 형성하는 다축선의 각 축을 동기할 수 있다는 효과를 발휘한다.

도 1 은, 본 발명에 관련된 통합 제어 장치를 구비한 2 축선의 추진 장치의 개략 구성도이다.
도 2 는, 본 발명에 관련된 통합 제어 장치의 기능 블록도이다.
도 3 은, 변환부에 형성되는 제 1 대응 정보의 일례를 나타내고 있다.
도 4 는, 제 2 대응 정보의 일례를 나타내고 있고, 주증기 압력에 대해 설정되는 보정 계수를 나타내고 있다.
도 5 는, 제 2 대응 정보의 다른 일례를 나타내고 있고, 주증기 온도에 대해 설정되는 보정 계수를 나타내고 있다.
도 6 은, 제 2 대응 정보의 다른 일례를 나타내고 있고, 재열 증기 배관의 압력 손실에 대해 설정되는 재열 증기 배관 압력 손실 계수 (보정 계수) 를 나타내고 있다.
도 7 은, 제 2 대응 정보의 다른 일례를 나타내고 있고, 재열 증기 온도에 대해 설정되는 보정 계수를 나타내고 있다.
도 8 은, 제 2 대응 정보의 다른 일례를 나타내고 있고, 주복수기 진공도에 대해 설정되는 보정 계수를 나타내고 있다.
도 9 는, 제 2 대응 정보의 다른 일례를 나타내고 있고, 터빈 출력에 대해 설정되는 터빈 외부 손실 계수 (보정 계수) 를 나타내고 있다.
도 10 은, 본 발명에 관련된 통합 제어 장치의 동작 플로이다.
도 11 은, 전기 추진 기관과 터빈 추진 기관의 2 축선을 종래 기술에 의해 제어하는 경우의 동작 플로이다.
도 12 는, 본 발명의 변형예에 관련된 제 1 대응 정보의 일례를 나타내고 있다.

이하에, 본 발명에 관련된 선박의 통합 제어 장치, 그것을 구비한 선박, 및 통합 제어 방법 그리고 프로그램의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 은, 본 실시형태의 통합 제어 장치 (3) 를 구비한 2 축선의 추진 장치의 개략 구성도를 나타내고 있다. 본 실시형태에 관련된 2 축선의 추진 시스템 (100) 은, 터빈 추진 기관 (예를 들어, 우현용) (1) 과, 전기 추진 기관 (예를 들어, 좌현용) (2) 과, 통합 제어 장치 (3) 를 구비하고 있다. 터빈 추진 기관 (1) 과 전기 추진 기관 (2) 은 2 축선의 갑판 아래의 기관실 (도시 생략) 내에 설치되어 있다.

터빈 추진 기관 (1) 은, 추진축 (11) 과, 감속기 (13) 와, 추진용 증기 터빈 (터빈) (14) 과, 증기 발생 장치 (15) 와, 제 1 프로펠러 (18) 를 구비하고 있고, 터빈 제어 장치 (10) 에 의해 제어된다.

추진용 증기 터빈 (14) 은 재열 터빈으로, 전진용 저압 터빈 (14A) 과, 전진용 고압 터빈 (14B) 과, 전진용 중압 터빈 (14C) 과, 후진용 터빈 (14D) 을 구비하고 있다. 전진용 저압 터빈 (14A) 과 전진용 고압 터빈 (14B) 과 전진용 중압 터빈 (14C) 과 후진용 터빈 (14D) 은 1 기의 주기 (主機) 를 구성하고 있다.

본 실시형태에 있어서는, 추진용 증기 터빈 (14) 이 재열 터빈인 것으로 하여 설명하지만, 이것에 한정되지 않고, 팽창단의 도중에서 증기의 재열을 실시하지 않는 비재열 터빈이어도 된다.

주기는, 전진용 저압 터빈 (14A) 과 후진용 터빈 (14D) 이 1 개의 터빈축 (도시 생략) 을 개재하여 연결되어 있다. 전진용 고압 터빈 (14B) 과 전진용 중압 터빈 (14C) 은 1 개의 터빈축 (도시 생략) 을 개재하여 연결되어 있다. 전진용 고압 터빈 (14B) 은, 증기 발생 장치 (15) 로부터 주증기가 공급되면 회전 구동된다. 또, 전진용 저압 터빈 (14A) 은 주복수기 (메인 콘덴서) (M/C) 에 접속되어 있어, 전진용 저압 터빈 (14A) 으로부터 배기된 증기가 주복수기 (M/C) 에서 응축된다.

또, 주복수기 (M/C) 에는, 진공도를 계측하는 센서가 형성되어 있다.

추진용 증기 터빈 (14) 에는, 공급되는 증기량 (작동 유체량) 을 조정하는 노즐 밸브 (조정 밸브) (19) 가 형성되고, 노즐 밸브 (19) 에는 밸브 개도를 검지하는 리프트 센서 (도시 생략) 가 구비되어 있다.

본 실시형태에 있어서는, 추진용 증기 터빈 (14) 에 공급하는 증기량을 조정하는 것은 노즐 밸브 (19) 로서 기재하지만, 공급하는 증기의 유량을 조정하는 증기 가감 밸브이면 형상은 특별히 한정되지 않는다.

감속기 (13) 는, 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 와, 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 와, 제 2 감속기 (13C) 를 구비하고 있다. 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 와 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 와 제 2 감속기 (13C) 는 추진용 증기 터빈 (14) 의 선미측에 구비되어 있다. 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 에는 전진용 중압 터빈 (14C) 의 터빈축이 접속되어 있다. 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 에는 전진용 저압 터빈 (14A) 의 터빈축이 접속되어 있다. 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 및 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 의 타단에는 제 2 감속기 (13C) 가 접속되어 있다.

증기 발생 장치 (15) 는, 주보일러 (16) 와, 재열기 (17) 를 구비하고 있다.

주보일러 (16) 는, 생성된 주증기를 전진용 고압 터빈 (14B) 과 후진용 터빈 (14D) 에 공급한다. 주보일러 (16) 로부터 전진용 고압 터빈 (14B) 및 후진용 터빈 (14D) 에 증기가 보내지는 경로의 도중에는, 주증기 압력이 및 주증기 온도를 검출하기 위한 센서가 형성되어 있다. 또한, 주증기 압력이 및 주증기 온도를 검출하기 위한 센서는, 터빈 입구 바로 근처 (배관 로스 등의 영향을 받은 후) 에 형성함으로써, 배관에서의 압력 손실을 가미하여 보다 정확하게 주증기 압력·주증기 온도를 계측할 수 있다.

재열기 (17) 는, 전진용 고압 터빈 (14B) 으로부터 배기된 증기를 가열하고, 가열한 증기를 전진용 중압 터빈 (14C) 에 공급한다. 재열기 (17) 로부터 전진용 중압 터빈 (14C) 에 재열 증기가 보내지는 경로의 도중에는 재열 증기 온도를 계측하기 위한 센서가 형성되어 있다. 또한, 재열 증기 온도를 계측하기 위한 센서는, 터빈 입구 바로 근처에 형성함으로써, 배관에서의 압력 손실을 가미하여 보다 정확하게 재열 증기 온도를 계측할 수 있다.

추진축 (11) 은, 프로펠러축 (11A) 과, 중간축 (11B) 과, 클러치 (12) 를 구비하고 있다.

중간축 (11B) 은 제 2 감속기 (13C) 에 접속되어 있다. 또, 중간축 (11B) 의 타단에는 클러치 (12) 를 개재하여 프로펠러축 (11A) 이 접속되어 있다. 클러치 (12) 는, 감탈 (嵌脫) 됨으로써 프로펠러축 (11A) 과 중간축 (11B) 사이를 분리 또는 끼워 맞춤한다.

프로펠러축 (11A) 의 타단은 제 1 프로펠러 (18) 가 접속되어 있다.

프로펠러축 (11A) 에는, 회전수 발신기 (도시 생략) 및 출력 검출기 (도시 생략) 가 구비되어 있다. 회전수 발신기로부터 검출된 프로펠러축 (11A) 의 회전수 (이하 「실제 회전수」라고 한다) 와, 출력 검출기로부터 검출된 프로펠러축 (11A) 의 축 출력 (이하 「실제 축 출력」이라고 한다) 의 신호는 통합 제어 장치 (3) 에 출력된다.

전기 추진 기관 (2) 은, 추진축 (21) 과, 감속기 (23) 와, 추진용 전동기 (24) 와, 변압기 (25) 와, 디젤 발전기 (26) 와, 제 2 프로펠러 (28) 를 구비하고 있고, 전기 추진 제어 장치 (20) 에 의해 제어된다.

디젤 발전기 (26) 는, 복수의 발전기 (26a) 와, 각각의 발전기 (26a) 에 대해 형성된 디젤 엔진 (26b) 을 구비하고 있다. 디젤 엔진 (26b) 은, 중유 연료 및/또는 가스 연료를 연소시켜 운전되는 2 원 연료 디젤 엔진이다. 발전기 (26a) 는, 디젤 엔진 (26b) 에 의해 구동되고, 발생한 전기를 변압기 (25) 에 보낸다.

변압기 (25) 는, 발전기 (26a) 로부터 취득한 전력을 변압하고, 추진용 전동기 (24) 나 다른 전력 소비자에게 보낸다.

추진용 전동기 (24) 는, 변압기 (25) 를 개재하여 취득한 발전기 (26a) 의 발생 전력에 의해 회전 구동된다.

감속기 (23) 는, 추진용 전동기 (24) 의 구동 동력을 감속시켜, 추진축 (21) 에 전한다.

추진축 (21) 은, 프로펠러축 (21A) 과, 중간축 (21B) 과, 클러치 (22) 를 구비하고 있다.

중간축 (21B) 은 감속기 (23) 에 접속되어 있다. 또, 중간축 (21B) 의 타단에는 클러치 (22) 를 개재하여 프로펠러축 (21A) 이 접속되어 있다. 클러치 (22) 는, 감탈됨으로써 프로펠러축 (21A) 과 중간축 (21B) 사이를 분리 또는 끼워 맞춤한다.

프로펠러축 (21A) 의 타단은 제 2 프로펠러 (28) 가 접속되어 있다.

프로펠러축 (21A) 에는, 회전수 발신기 (도시 생략) 및 출력 검출기 (도시 생략) 가 구비되어 있다. 회전수 발신기로부터 검출된 프로펠러축 (21A) 의 회전수 (이하 「실제 회전수」라고 한다) 와, 출력 검출기로부터 검출된 프로펠러축 (21A) 의 축 출력 (이하 「실제 축 출력」이라고 한다) 의 신호는 통합 제어 장치 (3) 에 출력된다.

통합 제어 장치 (3) 는 기관 제어실 (도시 생략) 에 형성되어 있다. 통합 제어 장치 (3) 는, 예를 들어, 도시되지 않은 CPU (중앙 연산 처리 장치), RAM (Random Access Memory), 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 등으로 구성되어 있다. 후술하는 각종 기능을 실현하기 위한 일련의 처리 과정은, 프로그램의 형식으로 기록 매체 등에 기록되어 있고, 이 프로그램을 CPU 가 RAM 등에 판독 출력하여, 정보의 가공·연산 처리를 실행함으로써, 후술하는 각종 기능이 실현된다.

구체적으로는, 도 2 에 나타내어지는 바와 같이, 통합 제어 장치 (3) 는, 터빈 제어 장치 (10) 와 전기 추진 제어 장치 (20) 를 구비하고 있다. 통합 제어 장치 (3) 는, 조선의 제어 지시를 출력값에 의해 취득하고, 2 축선의 추진 시스템 (100) 에 있어서, 이 출력값이 얻어지도록 터빈 제어 장치 (10) 와 전기 추진 제어 장치 (20) 를 제어한다.

전기 추진 제어 장치 (20) 는, 선박이 항만 항행 중에는, 조선자가 발신하는 조작 신호로부터 산출되는 지시 회전수에 일치하도록 추진용 전동기 (24) 를 제어하여 회전수 제어를 실시한다.

또, 전기 추진 제어 장치 (20) 는, 선박이 외양 항행 중에는, 제 2 프로펠러 (28) 의 프로펠러축의 축 출력이, 조선의 제어 지시로서 입력된 출력값이 되도록 (일치하도록) 추진용 전동기 (24) 를 피드백 제어한다.

터빈 제어 장치 (10) 는, 선박이 항만 항행 중에는, 조선자가 발신하는 조작 신호로부터 산출되는 지시 회전수에 일치하도록 추진용 증기 터빈 (14) 에 공급되는 증기량을 제어하여 추진용 증기 터빈 (14) 의 회전수를 증감속시키는 회전수 제어를 실시한다. 다른 선박의 왕래가 많은 항만 항행 중에는 부하가 작기 때문에, 추진용 증기 터빈 (14) 은 회전수에 의한 조정을 할 수 있다.

또, 터빈 제어 장치 (10) 는, 선박이 외양 항행 중에는, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, CPU 에 의해, 출력값을 노즐 밸브 (19) 의 밸브 개도 (거버너 리프트) 로 변환하고, 변환된 밸브 개도가 되도록 (일치하도록) 노즐 밸브 (19) 의 개도를 피드백 제어한다. 보다 구체적으로는, 터빈 제어 장치 (10) 는, 변환부 (변환 수단) (101) 와, 보정부 (보정 수단) (102) 를 구비하고 있다.

변환부 (101) 는, 출력값과 그 출력값을 얻기 위한 노즐 밸브 (19) 의 개도를 대응시킨 제 1 대응 정보를 구비하고 있고, 출력값의 정보가 입력된 경우에, 제 1 대응 정보로부터 그 출력값에 대응하는 노즐 밸브 (19) 의 개도 (리프트) 의 정보를 결정하고, 결정한 값을, 출력값으로부터 변환된 밸브 개도로서 출력한다. 또한, 제 1 대응 정보는, 탁상에 있어서의 검토나, 실제 운전 (시운전을 포함한다) 에 의해 얻을 수 있는 정보로, 출력값과 출력값을 얻기 위한 노즐 밸브 (19) 의 개도의 정보를 사전에 얻어, 변환부 (101) 에 격납시켜 둔다.

도 3 은, 가로축에 프로펠러축 (11A) 의 축 출력, 세로축에 노즐 밸브 (19) 의 리프트 (밸브 리프트) 를 나타낸 제 1 대응 정보의 일례가 나타내어져 있다. 예를 들어, 변환부 (101) 는, 출력값을 취득하면, 도 3 에 나타내어지는 바와 같은 제 1 대응 정보에 기초하여, 취득한 출력값에 대응하는 리프트를 판독 출력하고, 판독 출력된 리프트를 출력값으로부터 변환된 밸브 개도로서 출력한다.

이하의 보정부 (102) 에 의한 보정을 실시하지 않는 경우에는, 상기 서술한 변환부 (101) 에서 출력된 리프트가 노즐 밸브 (19) 의 피드백 제어의 목표로서 사용된다.

본 실시형태에 있어서는, 변환부 (101) 와 보정부 (102) 를 조합하여, 조선의 제어 지시를 출력값에 의해 취득한 경우에, 보정부 (102) 에 의해 플랜트 상태에 따라 출력값을 보정한 다음, 보정한 출력값에 대한 리프트를 변환부 (101) 의 제 1 대응 정보에 기초하여 출력하는 경우를 예로 들어 설명한다.

이하에 보정부 (102) 에 의한 출력값을 보정하는 점에 대해 설명한다.

보정부 (102) 는, 터빈 추진 기관 (1) 의 플랜트 상태에 따라 출력값을 보정한다. 구체적으로는, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터와 보정 계수를 대응시키는 제 2 대응 정보를 1 개 이상 구비하고 있고, 플랜트 상태와 제 2 대응 정보에 기초하여 결정되는 1 개 이상의 보정 계수에 기초하여 출력값을 보정한다. 구체적으로는, 보정부 (102) 는, 제어 지시로서 입력되는 목표가 되는 출력값을 P 로 하고, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터에 따른 보정 계수를 C 로 하고, 보정 후의 출력값을 P' 로 한 경우에는, 이하의 (1) 식에 의해 보정 후의 출력값 P' 를 산출한다.

P' ＝ P × C ···(1)

여기서, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터에 따른 보정 계수 C 란, 예를 들어, 추진용 증기 터빈 (14) 에 공급되는 주증기의 압력인 주증기 압력에 따라 설정되는 보정 계수 C1, 주증기의 온도에 따라 설정되는 보정 계수 C2, 재열 터빈인 경우의 재열 증기의 배관 압력 손실에 따라 설정되는 재열 증기 배관 압력 손실 계수 (보정 계수) C3, 재열 터빈인 경우의 재열 증기의 온도에 따라 설정되는 보정 계수 C4, 주복수기 (M/C) 의 진공도에 따라 설정되는 보정 계수 C5, 터빈 출력에 따라 터빈 외부 손실 (감속기 (13)·터빈의 풍손·증기 리크 로스·기계 손실 등) 의 로스 팩터가 변동되는 것을 감안하여, 터빈 출력에 따라 설정되는 터빈 외부 손실 계수 (보정 계수) C6 등을 포함한다.

또한, 재열 증기 배관 압력 손실 계수 C3 은, 고압 터빈 배기 압력 (Php_ex) 및 중압 터빈 입구 압력 (Pip_in) 을 계측하고, 그 차 ΔP (Php_ex － Pip_in) 를 구하고, 보정 계수 커브로부터 계수를 구한다. 차압이 계획보다 크면 출력이 쇼트되므로, 보다 다량의 증기가 필요하다는 결과가 된다.

출력값의 보정을 하는 경우에는, 보정 계수 C 는, 감안하는 보정 계수 C1 내지 C6 을 각각 곱한다. 요컨대, 보정 계수 C1 내지 C6 전부를 감안하여 출력값을 보정하는 경우에는, P' 는 이하의 (2) 식와 같이 구해진다.

P' ＝ P × C1 × C2 × C3 × C4 × C5 × C6 ···(2)

또, 본 실시형태에 있어서 보정 계수 C 는 C1 내지 C6 의 6 개를 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 적어도 1 개의 보정 계수 C 를 사용하여 출력값을 보정하면 된다. 또, 상기 서술한 6 개 이외에도, 다른 보정 계수를 사용해도 된다. 예를 들어, 터빈의 중단으로부터 다른 목적 (열교환기 등) 으로 사용하기 위해 증기를 추기하고 있는 경우의 증기 추기량을 계측해 두고, 증기 추기량을 플랜트 상태를 나타내는 파라미터로 하여, 증기 추기량에 대한 보정 계수를 설정해도 된다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 증기 터빈이 재열 터빈을 사용하고 있었지만, 비재열 터빈을 사용하는 경우에는, 보정 계수 C3 및 C4 를 사용하지 않는다.

도 4 내지 도 9 에는, 본 실시형태에 관련된 통합 제어 장치 (3) 에서 사용하는 보정 계수 C1 내지 C6 을 구하기 위한 제 2 대응 정보의 일례가 나타내어져 있다.

도 4 는, 현재의 플랜트로부터 검출된 전진용 고압 터빈 (14B) 입구의 주증기 압력에 대해 결정되는 보정 계수 C1 을 나타내고 있다.

도 5 는, 현재의 플랜트 상태를 나타내는 파라미터를 전진용 고압 터빈 (14B) 입구의 주증기 온도로 하고, 주증기 온도에 대해 결정되는 보정 계수 C2 를 나타내고 있다.

도 6 은, 현재의 플랜트 상태를 나타내는 파라미터를 재열기 (17) 의 재열 증기가 유통되는 배관의 압력 손실로 하고, 검출된 재열 증기 배관의 압력 손실에 대해 결정되는 보정 계수 C3 을 나타내고 있다.

도 7 은, 현재의 플랜트 상태를 나타내는 파라미터를 전진용 중압 터빈 (14C) 입구의 재열 증기 온도로 하고, 검출된 재열 증기 온도에 대해 결정되는 보정 계수 C4 를 나타내고 있다.

도 8 은, 현재의 플랜트 상태를 나타내는 파라미터를 주복수기의 진공도로 하고, 검출된 주복수기 진공도에 대해 결정되는 보정 계수 C5 를 나타내고 있다.

도 9 는, 정격 터빈 출력에 대한 현재의 터빈 출력의 비율에 대해 결정되는 보정 계수 C6 을 나타내고 있다.

터빈 제어 장치 (10) 는, 보정부 (102) 에 의해 보정 후의 출력값 P' 가 얻어지면, 변환부 (101) 의 제 1 대응 정보를 참조하여, 보정 후의 출력값 P' 에 대응하는 리프트를 판독 출력하고, 판독 출력된 리프트를 출력한다.

이와 같이 터빈 제어 장치 (10) 는, 보정부 (102) 에 의해 출력된 리프트에 의해 노즐 밸브 (19) 를 피드백 제어한다.

여기서, 예로서 정격 8.8 MPaG × 555 ℃ (주증기/재열 증기) × 722 mmHgv (주복수기 진공) 의 터빈에 대해, 플랜트 상태 8.8 MPaG × 535 ℃ (주증기/재열 증기) × 718 mmHgv (주복수기 진공) 에 있어서의 10 MW 의 출력값의 제어 지시가 있던 경우를 가정하여 검토한다. 또한, 재열 증기 배관 압력 손실은 계획대로인 것으로 가정하고, 정격으로의 터빈 출력은 13 MW, 외부 손실을 4 ％ 로 한다.

이와 같은 경우, 제어 지시로서 출력값 P ＝ 10,000 kW, 주증기 압력의 보정 계수 C1 ＝ 1.0000, 주증기 온도의 보정 계수 C2 ＝ 1.0085, 재열 증기의 배관 압력 손실 계수 C3 ＝ 1.0000, 재열 증기 온도의 보정 계수 C4 ＝ 1.0187, 주복수기 진공도의 보정 계수 C5 ＝ 1.0059, 터빈 외부 손실 계수 C6 ＝ 1.0214 로 하고, 이들을 상기 (2) 식에 대입하면, 보정 후의 출력값 P' ＝ 10,555 kW 가 된다.

이와 같이 가정된 플랜트 상태에서는, 출력값의 제어 지시에 대해 약 5.6 ％ 큰 출력 (제어 지시의 보정) 이 요구되게 된다.

요컨대, 제 1 대응 정보에 있어서, 출력값의 제어 지시 (P ＝ 10,000 kW) 보다 약 5.6 ％ 큰 10.555 kW 에 상당하는 리프트를 출력함으로써, 10 MW 상당의 리프트보다 큰 리프트가 출력되어, 가정한 플랜트 상태에서도 증기 터빈의 축 출력으로 10 MW 를 달성할 수 있게 된다.

다음으로, 선박의 전진시에 있어서의 터빈 추진 기관 (1) 및 전기 추진 기관 (2) 의 운전 방법에 대해 설명한다.

터빈 추진 기관 (1) 은, 주보일러 (16) 에서 발생한 주증기가, 노즐 밸브 (19) 를 개재하여 전진용 고압 터빈 (14B) 에 공급된다. 전진용 고압 터빈 (14B) 에 유입된 주증기는, 노즐 내를 유동 중에, 그 보유하는 열 에너지가 운동 에너지로 변환되어, 고속 유동의 증기가 된다. 이 고속 유동의 증기는, 터빈 날개 (도시 생략) 에 작용하여 전진용 고압 터빈 (14B) 의 터빈축을 회전 구동시킨다.

전진용 고압 터빈 (14B) 을 통과한 증기는 재열기 (17) 에 유도된다.

재열기 (17) 에 유도된 증기는, 재과열되어 포화 온도 이상으로 가열되어 과열 증기로 된다. 과열 증기는 전진용 중압 터빈 (14C) 에 공급된다.

전진용 중압 터빈 (14C) 에는, 재열기 (17) 로부터 과열 증기가 유도된다.

전진용 중압 터빈 (14C) 에 공급된 과열 증기는, 전진용 고압 터빈 (14B) 과 마찬가지로, 노즐 (도시 생략) 내를 유동 중에, 그 보유하는 열 에너지가 운동 에너지로 변환되어, 고속 유동의 증기가 된다. 이 고속 유동의 증기는, 터빈 날개 (도시 생략) 에 작용하여 전진용 고압 터빈 (14B) 의 터빈축을 더욱 회전 구동시킨다. 전진용 중압 터빈 (14C) 을 통과한 증기는 전진용 저압 터빈 (14A) 에 유도된다.

전진용 저압 터빈 (14A) 에 유도된 증기는, 전진용 고압 터빈 (14B) 및 전진용 중압 터빈 (14C) 과 마찬가지로, 노즐 (도시 생략) 내를 유동 중에 그 보유하는 열 에너지가 운동 에너지로 변환되어, 고속 유동의 증기가 된다. 이 고속 유동의 증기는, 터빈 날개 (도시 생략) 에 작용하여 전진용 저압 터빈 (14A) 의 터빈축을 회전 구동시킨다.

전진용 고압 터빈 (14B) 및 전진용 중압 터빈 (14C) 에 의해 구동된 터빈축의 출력은, 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 에 의해 저하된다. 전진용 저압 터빈 (14A) 의 터빈축의 출력은, 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 에 의해 저하된다. 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 및 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 의 출력은, 제 2 감속기 (13C) 에 전달된다. 제 2 감속기 (13C) 에 의해, 고압 터빈측 제 1 감속기 (13A) 및 저압 터빈측 제 1 감속기 (13B) 의 출력은 합성되어 1 개의 출력이 된다. 1 개가 된 출력은, 제 2 감속기 (13C) 에 있어서 더욱 저하된다.

저하된 출력은 중간축 (11B) 에 전달된다. 중간축 (11B) 에 전달된 출력은, 클러치 (12) 가 끼워 맞춤 상태인 경우에는 프로펠러축 (11A) 에 전달된다. 중간축 (11B) 으로부터 프로펠러축 (11A) 에 출력이 전달됨으로써 제 1 프로펠러 (18) 가 회전 구동되어 추력이 발생한다. 한편, 클러치 (12) 가 빠짐 상태인 경우에는, 중간축 (11B) 의 출력은 프로펠러축 (11A) 에 전달되지 않는다. 프로펠러축 (11A) 에 출력이 전달되지 않기 때문에 제 1 프로펠러 (18) 가 회전 구동되지 않아 추력이 발생하지 않는다. 또, 클러치 (12) 가 빠짐 상태인 경우에는, 제 1 프로펠러 (18) 가 공전해도 공전의 영향이 추진용 증기 터빈 (14) 에는 전달되지 않는다.

또, 전기 추진 기관 (2) 은, 디젤 엔진 (26b) 에 있어서 중유 연료 및/또는 가스 연료가 연소되어 운전되면 발전기 (26a) 가 구동된다. 발전기 (26a) 가 구동됨으로써 발생된 전기는 변압기 (25) 에서 변압되어 추진용 전동기 (24) 에 보내진다.

추진용 전동기 (24) 는, 변압기 (25) 를 개재하여 취득한 디젤 발전기 (26) 에서 발생한 전력에 의해 회전 구동되고, 감속기 (23) 에서 추진용 전동기 (24) 의 출력이 저하된다. 저하된 출력은 추진축 (21) 에 전달된다. 중간축 (21B) 에 전달된 출력은, 클러치 (22) 가 끼워 맞춤 상태인 경우에는 프로펠러축 (21A) 에 전달된다. 중간축 (21B) 으로부터 프로펠러축 (21A) 에 출력이 전달됨으로써 제 2 프로펠러 (28) 가 회전 구동되어 추력이 발생한다. 한편, 클러치 (22) 가 빠짐 상태인 경우에는, 중간축 (21B) 의 출력은 프로펠러축 (21A) 에 전달되지 않는다. 프로펠러축 (21A) 에 출력이 전달되지 않기 때문에 제 2 프로펠러 (28) 가 회전 구동되지 않아 추력이 발생하지 않는다.

다음으로, 본 실시형태에 관련된 통합 제어 장치 (3) 의 제어 방법에 대해 도 10 을 사용하여 설명한다.

선박의 외양 항행 중에, 조선자는, 선교에 설치되어 있는 제어반에 형성되어 있는 엔진 텔레그래프에 의해 제어 지시를 출력값에 의해 입력하면 (도 10 의 스텝 SA1), 출력값 P 의 제어 지시가 전기 추진 기관 (2) 및 터빈 추진 기관 (1) 에 입력된다.

추진축 (21) 은, 추진용 전동기 (24) 에 대한 동력 신호에 의한 출력 제어에 의해 제어된다 (도 10 의 스텝 SA2). 취득된 출력값 P 는, 추진용 전동기 (24) 의 출력 목표로 되고, 추진용 전동기 (24) 가 제어된다 (도 10 의 스텝 SA3). 추진용 전동기 (24) 의 출력이 제어 지시의 출력값이 되었는지 여부가 판정되고 (도 10 의 스텝 SA4), 출력값에 도달하지 않았으면 도 10 의 스텝 SA3 이 반복된다 (도 10 의 스텝 SA4 의 No). 추진용 전동기 (24) 의 출력이 출력값에 도달한 경우에는 (도 10 의 스텝 SA4 의 Yes), 이 때 제 2 프로펠러 (28) 에 접속되는 프로펠러축 (21A) 의 축 출력 및 회전수의 정보가 통합 제어 장치 (3) 에 출력된다 (도 10 의 스텝 SA5).

한편, 터빈 추진 기관 (1) 은, 조선자로부터 입력된 출력값 P 를 취득한다 (도 10 의 스텝 SA6). 제 2 대응 정보에 기초하여, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터에 따른 보정 계수 C1 내지 C6 을 결정하고, 상기 서술한 (2) 식에 기초하여 출력값 P 가 보정되고, 보정 후의 출력값 P' 가 결정된다 (도 10 의 스텝 SA7). 제 1 대응 정보와 보정 후의 출력값 P' 에 기초하여, 보정 후의 출력값 P' 에 따른 거버너 리프트가 결정되고, 출력값으로부터 리프트의 신호로 변환된다 (도 10 의 스텝 SA8). 전진용 고압 터빈 (14B) 의 노즐 밸브 (19) 의 거버너 리프트 제어가 실시된다 (도 10 의 스텝 SA9). 리프트가, 보정 후의 출력값 P' 에 따른 거버너 리프트에 일치하였는지 여부가 판정되고 (도 10 의 스텝 SA10), 일치하지 않았으면 리프트가 피드백 제어된다 (도 10 의 스텝 SA10 의 No).

일치하였으면 (도 10 의 스텝 SA10 의 Yes), 이 때 제 1 프로펠러 (18) 에 접속되는 프로펠러축 (11A) 의 실제 축 출력의 정보와 실제 회전수가 출력된다 (도 10 의 스텝 SA11).

리프트 제어가 완료되면, 프로펠러축 (11A) 의 실제 축 출력값 P" 가, 조선자에 의해 입력된 제어 지시의 출력값 P 와 비교된다. 실제 축 출력값 P" 와 출력값 P 가 PI (또는 PID) 제어되고 (도 10 의 스텝 SA12), 지시 출력값 P 의 수정 (P'_c) 을 실시하고, 이 수정 지시 출력값 P'_c 에 대해 플랜트 상태에 따른 보정이 이루어져, 보정 후의 출력값 P' 가 결정된다.

이후, 동작 플로를 반복함으로써, 터빈 추진 기관 (1) 을 제어 지시의 출력값 P 에 맞춘다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 조선자로부터의 제어 지시 (제어 신호) 는, 양 축에 있어서 출력값 P 로 통일되어 있고, 그 출력값 P 가 얻어지도록 터빈 추진 기관 (1) 과 전기 추진 기관 (2) 을 제어하고 있으므로, 터빈 추진 기관 (1) 과 전기 추진 기관 (2) 을 동기시킬 수 있다.

또, 종래의 제어 방법에 대해 도 11 을 사용하여 설명한다.

선박의 외양 항행 중에, 조선자가 엔진 텔레그래프로부터 제어 지시를 하고, 종래의 추진 시스템이 제어 지시를 받는다 (도 11 의 스텝 SB1). 엔진 텔레그래프로부터의 신호를 출력으로 변화시키고, 추진축 (21) 은, 추진용 전동기 (24) 에 대한 동력 신호에 의한 출력 제어에 의해 제어된다 (도 11 의 스텝 SB2). 추진용 전동기 (24) 는 출력 제어된다 (도 11 의 스텝 SB3).

또, 엔진 텔레그래프로부터의 신호를 리프트로 변화시키고, 추진축 (11) 은, 거버너에 의한 노즐 밸브 (19) 의 리프트 제어에 의해 제어된다 (도 11 의 스텝 SB6). 노즐 밸브 (19) 는 리프트 제어된다 (도 11 의 스텝 SB7).

터빈 추진 기관 (1) 은, 엔진 텔레그래프 지시 상당의 리프트에 도달하였는지 여부를 판정하고 (도 11 의 스텝 SB8), 리프트에 도달하지 않았으면 리프트 제어를 반복하고, 리프트에 도달하였으면 실제 축 출력과 실제 회전수를 출력하고 제어를 종료한다 (도 11 의 스텝 SB9). 한편, 전기 추진 기관 (2) 은, 엔진 텔레그래프 지시 상당의 출력에 도달하였는지 여부가 판정되고 (도 11 의 스텝 SB4), 출력에 도달하지 않았으면 출력 제어를 반복하고, 출력에 도달하였으면 실제 축 출력과 실제 회전수를 출력하고 제어를 종료한다 (도 11 의 스텝 SB5).

이와 같이, 터빈 추진 기관 (1) 은 엔진 텔레그래프 지시 상당의 리프트 제어, 전기 추진 기관 (2) 은 엔진 텔레그래프 지시 상당의 출력 제어가 실시되고 있고, 2 축의 양 축에서 제어 방법이 상이하기 때문에, 결과적으로 양 축의 출력, 혹은, 회전수는 반드시 동기한 상태는 되지 않는다.

이상 설명해 온 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 선박의 통합 제어 장치 (3), 그것을 구비한 선박, 및 통합 제어 방법 그리고 프로그램에 의하면, 조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면, 입력된 출력값이 밸브 개도로 변환되고, 변환된 밸브 개도를 얻도록 증기 터빈의 증기 공급량을 조정하는 노즐 밸브 (19) 의 개도가 피드백 제어되므로, 터빈 추진 기관 (1) 에 의해 회전되는 제 1 프로펠러 (18) 의 프로펠러축 (11A) 의 축 출력이, 입력된 출력값이 되도록 제어된다. 또, 전기 추진 기관 (2) 에 의해 회전되는 제 2 프로펠러 (28) 는, 제어 지시로 입력된 출력값이 되도록 추진용 전동기 (24) 가 피드백 제어되어, 프로펠러축 (21A) 의 축 출력이 제어된다.

종래, 외양 항행 중에 있어서는, 1 축의 선박용 증기 터빈에 있어서는 리프트 제어가 상식으로 되어 있었지만, 본 실시형태에 의하면, 출력 지시에 기초하여 제어를 실시하는 것으로 하였으므로, 2 축선에서 타방 (요컨대, 전기 추진 기관 (2)) 의 출력과 아울러 제어할 수 있어, 터빈 추진 기관 (1) 과 전기 추진 기관 (2) 의 동기가 용이해져, 제어 로직의 획일성과 조작성 향상을 도모할 수 있다.

또, 터빈 제어 장치 (10) 의 플랜트 상태가 변동되는 것을 감안하여, 플랜트 상태에 따라 출력값을 보정하므로, 터빈 추진 기관 (1) 에 의해 구동되는 프로펠러축 (11A) 의 축 출력이 제어 지시의 출력값으로 신속하게 조정되고, 제어 지시로 의도한 상태 (예를 들어, 선속이나 출력 달성 등) 에 신속하게 수속시킬 수 있다.

또, 플랜트 상태를 나타내는 파라미터와 이것에 대응하는 보정 계수 C 를 대응시킨 제 2 대응 정보에 기초하여 보정 계수 C 를 간편하게 결정할 수 있으므로, 출력값의 보정도 간편하게 실시할 수 있다.

상기 서술한 실시형태에 있어서는, 제 1 대응 정보 및 제 2 대응 정보를 그래프로 나타내고 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 출력값에 대해 리프트를 구하기 위한 연산식을 제 1 대응 정보로 하거나, 파라미터에 대해 보정 계수를 구하기 위한 연산식을 제 2 대응 정보로 해도 되고, 제 1 대응 정보 및 제 2 대응 정보의 형식은 특별히 한정되는 것이 아니다.

[변형예]

또한, 선박의 사용이나 기기의 열화에 의해, 터빈 출력과 리프트의 관계를 나타내는 제 1 대응 정보의 특성은 시간 경과적으로 변화되는 것이므로, 상기 서술한 통합 제어 장치 (3) 의 변환부 (101) 는 소정 기간마다 제 1 대응 정보를 보정하는 것으로 해도 된다.

증기 발생측인 주보일러 (16) 를 포함하는 플랜트로서는, 주증기 압력이나 재열 증기 온도 등에 시간 경과적 변화가 생길 가능성은 있지만, 터빈이 받는 증기 압력이나 온도가 변화될 뿐, 터빈 본체에 형상 변화나 시간 경과적 열화 등이 없으면 이들 인자와 터빈 성능의 관계는 크게 변화되지 않는다. 이것에 대해, 제 1 대응 정보에 있어서는, 플랜트의 사용 연수가 경과함으로써, 증기에 함유되는 실리카 성분 등의 영향에 의해 조속 (調速) 밸브 스로트부나 터빈 노즐 면적이 좁아지고, 신조시와 비교하면 동일한 리프트에서도 터빈 출력이 얻어지지 않는 상황이 되는 경우가 있다.

이러한 현 상황의 터빈의 실체를 파악하기 위해서, 본 변형예에 있어서는, 소정 기간마다 운항 데이터를 수집 (샘플링) 하고, 수집한 데이터에 기초하여 제 1 대응 정보를 보정한다. 이로써, 시간 경과적인 변화의 영향을 반영시킨 제 1 대응 정보를 생성할 수 있어, 현재 사용하고 있는 터빈 추진 기관에 따른 출력값에 대한 노즐 밸브 (조정 밸브) (19) 의 밸브 개도를 결정할 수 있다.

도 12 에는, 변형예에 관련된 제 1 대응 정보의 일례가 나타내어져 있다.

도 12 의 점선으로 나타내어지는 바와 같이, 플랜트의 사용 당초에 제 1 대응 정보로서 사용하고 있던 실선 라인보다 상방으로 시프트되어 보정되어 있다.

운전을 개시하는 시점 (예를 들어, 신조시) 에서는, 시간 경과적인 변화에 따른 영향을 미리 결정해 둘 수는 없지만, 운항 데이터를 수집하여 보정하는 것에 의해, 현재의 터빈의 실체에 맞춘 제 1 대응 정보를 생성함으로써 실체에 맞춘 출력 조정이 가능해진다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 범위에 있어서 여러 가지 변형 실시가 가능하다.

1 : 터빈 추진 기관
2 : 전기 추진 기관
3 : 통합 제어 장치
10 : 터빈 제어 장치
11A : 프로펠러축
14 : 추진용 증기 터빈 (터빈)
15 : 증기 발생 장치
16 : 주보일러
17 : 재열기
18 : 제 1 프로펠러 (프로펠러)
19 : 노즐 밸브 (조정 밸브)
20 : 전기 추진 제어 장치
21A : 프로펠러축
24 : 추진용 전동기 (전동기)
28 : 제 2 프로펠러 (다른 프로펠러)
100 : 추진 시스템

Claims (8)

1. 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관을 제어하는 터빈 제어 장치와,
   전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관을 제어하는 전기 추진 제어 장치를 구비하고,
   조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면,
   상기 전기 추진 제어 장치는, 상기 다른 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 상기 전동기를 피드백 제어하고,
   상기 터빈 제어 장치는, 상기 출력값을 상기 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 밸브 개도로 변환하고, 변환된 상기 밸브 개도를 얻도록 상기 조정 밸브의 개도를 피드백 제어하는 통합 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 터빈 제어 장치는, 상기 출력값과 그 출력값을 얻기 위한 상기 조정 밸브의 개도를 대응시킨 제 1 대응 정보를 구비하고 있고, 상기 출력값이 입력된 경우에, 상기 제 1 대응 정보로부터 그 출력값에 대응하는 상기 조정 밸브의 개도의 정보를 결정하고, 상기 출력값으로부터 변환된 상기 밸브 개도로서 출력하는 변환 수단을 구비하는 통합 제어 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 변환 수단은, 소정 기간마다 상기 선박의 운항 데이터를 수집하고, 상기 운항 데이터에 기초하여 상기 제 1 대응 정보를 보정하는 통합 제어 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 터빈 제어 장치는, 상기 터빈 추진 기관의 플랜트 상태에 따라, 상기 출력값을 보정하는 보정 수단을 구비하고,
   상기 보정 수단은,
   상기 플랜트 상태를 나타내는 파라미터와 보정 계수를 대응시키는 제 2 대응 정보를 1 개 이상 구비하고 있고, 상기 플랜트 상태와 상기 제 2 대응 정보에 기초하여 결정되는 1 개 이상의 보정 계수에 기초하여, 상기 출력값을 보정하는 통합 제어 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 터빈 제어 장치는, 상기 터빈 추진 기관의 플랜트 상태에 따라, 상기 출력값을 보정하는 보정 수단을 구비하는 통합 제어 장치.
6. 제 1 항에 기재된 통합 제어 장치와,
   터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관과,
   전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관을 구비하는 선박.
7. 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관의 출력을 제어하는 터빈 제어 스텝과, 전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관의 출력을 제어하는 전기 추진 제어 스텝을 구비하고,
   조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면,
   상기 다른 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 상기 전동기를 피드백 제어하고,
   상기 출력값을 밸브 개도로 변환하고, 변환된 상기 밸브 개도를 얻도록 상기 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 개도를 피드백 제어하는 통합 제어 방법.
8. 터빈에 의해 선박의 프로펠러를 회전시키는 터빈 추진 기관을 제어하는 터빈 제어 장치와, 전동기에 의해 상기 프로펠러와는 상이한 다른 프로펠러를 회전시키는 전기 추진 기관을 제어하는 전기 추진 제어 장치를 구비하는 선박의, 매체에 저장된 통합 제어 프로그램으로서,
   조선의 제어 지시가 출력값에 의해 입력되면,
   상기 다른 프로펠러의 프로펠러축의 축 출력이 상기 출력값이 되도록 상기 전동기를 피드백 제어시키는 제 1 처리와,
   상기 출력값을 밸브 개도로 변환하고, 변환된 상기 밸브 개도를 얻도록 상기 터빈의 작동 유체의 공급량을 조정하는 조정 밸브의 개도를 피드백 제어시키는 제 2 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한, 매체에 저장된 통합 제어 프로그램.

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