[发明专利]发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备利用从作为船舶用柴油引擎及陆地上发电机用柴油引擎等的主引擎排出的排气的排出能量的蒸汽轮机及动力涡轮机的发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法。

背景技术

已知有将船舶驱动用柴油引擎(主引擎)的排气一部分抽气并导入动力涡轮机作为发电输出利用，并且将在使用了同一柴油引擎排气的排气锅炉生成的蒸汽导入蒸汽轮机作为发电输出利用的发电系统。目前，该发电系统中，控制向动力涡轮机的排气供给量的进气阀为ON·OFF的开关阀。

另一方面，专利文献1中公开有不将柴油引擎排气的一部分送至增压器而导向动力涡轮机等，以排出能量为动力进行回收的技术。另外，在排气进入动力涡轮机时以缩小从柴油引擎送至增压器的排气量的变化幅度的方式对排气量进行调整。进入动力涡轮机的排气量的调整如下进行：利用多条通路形成动力涡轮机的气体入口并在各自的通路设置旁通阀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭63-186916号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，上述发电系统中，由于向动力涡轮机导入排气的进气阀为ON·OFF开关阀，因此不能向动力涡轮机供给任意的排气量。因此，即使在需要电力产生变化的情况下，为向动力涡轮机供给一定的排气量，也不能使动力涡轮机的输出任意变化。因此，为了与需要电力的变化对应，不得不调整蒸汽轮机的输出，在排气锅炉中产生的蒸汽超过蒸汽轮机所需要的蒸汽量的情况下，将不对发电起作用的剩余蒸汽部分排出(清除)到空气。因此，形成从柴油引擎的排气回收的蒸汽能量的浪费丢弃，成为柴油引擎燃料的浪费。

另一方面，上述专利文献1中公开有对供给到动力涡轮机的排气量进行阶段性地调整的发明，但是记载于同一专利文献1的动力涡轮机作为柴油引擎的动力回收所使用，在将动力涡轮机的输出作为发电使用的情况下应该以哪种方式调整排气量的公开完全没有。

本发明是鉴于该情况而研发的，其目的在于提供一种不使用蒸汽轮机就可以抑制废弃的剩余蒸汽并提高主引擎的燃料效率的发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法。

解决问题的技术方案

为了解决所述课题，本发明的发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法采用下面的装置。

即，本发明第一方面提供一种发电系统的控制装置，对涡轮发电机，控制所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机的输出，所述涡轮发电机具备：通过从主引擎的增压器的上游侧抽气的排气进行驱动的动力涡轮机、与该动力涡轮机串联连接并通过使用所述主引擎排气的排气锅炉生成的蒸汽驱动的蒸汽轮机、与所述动力涡轮机及所述蒸汽轮机串联连接的发电机，其特征在于，将从所述主引擎目前的运转状态得到的所述蒸汽轮机的可供给输出作为蒸汽轮机可供给输出而得到，根据与需要电力的关系以接近所述蒸汽轮机可供给输出的方式决定所述蒸汽轮机输出，以补偿所述蒸汽轮机输出与所述需要电力的差值的方式决定所述动力涡轮机的输出。

由于以接近蒸汽轮机可供给输出的方式决定蒸汽轮机的输出，因此，经由排气锅炉可以在蒸汽轮机有效地利用从主引擎得到的排气能量。因此，在蒸汽轮机不使用排气锅炉中生成的蒸汽，可以尽可能地防止作为剩余蒸汽废弃。由此，通过有效地进行主引擎的排热回收，可以使主引擎的燃料效率提高。另外，作为蒸汽轮机可供给输出典型性地使用从主引擎的排气能量得到的最大蒸汽轮机输出。

蒸汽轮机输出根据与需要电力的关系决定。即，在需要电力超过蒸汽轮机可供给输出的情况下，优选蒸汽轮机输出设为与蒸汽轮机可供给输出相等或蒸汽轮机可供给输出以下的邻近值(例如由需要电力减去动力涡轮机最小输出的值)。在需要电力成为蒸汽轮机可供给输出以下的情况下，优选以满足需要电力的方式形成可供给输出以下的蒸汽轮机输出。

另外，动力涡轮机的输出以补偿蒸汽轮机输出(例如反馈的目前值输出)与需要电力的差值的方式决定。具体而言，以使动力涡轮机分担满足需要电力的剩余负荷量的方式调整由动力涡轮机供给的排气量。由此，相对于需要电力能够使蒸汽轮机优选分担蒸汽轮机可负担的输出。

另外，作为主引擎，典型性地列举船舶驱动用的柴油引擎。

另外，本发明第一方式的发电系统的控制装置中，优选所述蒸汽轮机可供给输出相对于所述主引擎的负荷预先决定。