专利名称：利用船舶用废热回收系统的发电方法及其废热回收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电方法及利用船舶用废热回收系统的废热回收系统，特别是，涉及通过动力涡轮的驱动与蒸汽涡轮的驱动进行发电的发电方法及利用船舶用废热回收系统的废热回收系统。
背景技术：
目前，作为船舶用废热回收系统，已知有为利用发动机的废气而设置废气节能器并使其与船舶主机做功后产生的废气的热量进行热交换来驱动蒸汽涡轮进行发电的系统，以及在发动机上设置轴带发电机而利用该发动机的输出使轴带发电机旋转来提供船内荷载的电力的系统。作为船舶的节能化技术，这样的废热回收系统已提出并在例如专利文献I (日本特开2007 — 1339号公报)中公开。专利文献I中公开的系统利用发动机的废气来驱动动力涡轮从而提供船内荷载的一部分电力。在具有所述动力涡轮的废热回收系统中，根据发动机荷载来确定蒸汽涡轮、动力涡轮、轴带发电机等的电力分配。由于动力涡轮的发电是由现有的开关阀之类的阀来控制，因此，在因船内荷载的急剧减少而有可能导致涡轮停机的情况下，需要使阀关闭或设置旁通流路来完全阻止蒸汽流入，从而不能进行精细的流量控制。图7是表示在现有的废热回收系统进行的控制逻辑的框图。图8是表示图7所示的控制逻辑的流程图。根据图7所示的控制逻辑，在步骤S21开始后，在步骤S22中，通过发电输出指令计算器52，根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值。在步骤S23中，测量动力涡轮实际输出值，在步骤S24中通过减法器53计算出动力涡轮输出目标值与动力涡轮实际输出值的差，在步骤S25中，基于控制偏差，通过PID控制器54进行PID控制运算，导出操作量Op其后，在步骤S26中，基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，通过开度换算器51将未图示的反馈控制的输出信号换算为操作量02，在步骤S27中通过加法器55计算出操作量O1与操作量O2之和，由此确定控制阀的开度。之后，返回步骤S22的前段。这样，通过反馈控制设定了动力涡轮的控制阀的开度。并且，专利文献2 (日本特许第3804693号公报)中公开了作为控制阀开度的发明。具体地说，包括:荷载侧循环水温度传感器，其配置于荷载侧循环配管的所述废热回收荷载下游侧，测定在此处流过的荷载侧循环水的温度；废热回收量检测部，其将所述荷载侧循环水温度传感器测出的荷载侧循环水的温度与第一设定温度进行比较，在荷载侧循环水的温度在第一设定温度以上时，输出散热信号；流动状态检测部，其设置于所述荷载侧循环配管，检测荷载侧循环水的流动状态是规定的流动状态还是其他的异常流动状态，在检测出为异常流动状态时，输出散热信号；保持部，其基于所述散热信号，在所述冷却水温度传感器测定出的冷却水的测定温度低于第二设定温度之前输出散热信号；前馈侧控制部，其响应所述散热信号，以使所述散热量变更部的阀开度达到预先设定的、小于所述发动机额定运转且所述废热回收荷载的废热需求为零时流过应供给至所述散热用热交换器的冷却水量的阀开度的设定阀开度的方式输出控制输出；反馈侧控制部，其基于所述冷却水温度传感器测定出的冷却水的测定温度，输出以该测定温度越高则散热量越增大的方式对所述散热量变更部进行控制的控制输出。通过来自所述前馈侧控制部的控制输出与来自所述反馈侧控制部的控制输出相加后的控制输出来控制所述散热量变更部。
所述专利文献2公开的废热回收系统是为了防止因废热回收量急剧变动而引起过冲而着眼于水温进行控制。
然而，在船内荷载急剧减少的情况下，由于出现剩余电力，因此需要立即减小动力涡轮输出。此时，有可能因动力涡轮输出控制的响应性而导致电力频率发生较大变动。
同样地，通过蒸汽涡轮进行发电时，若船内荷载急剧减少，则由于出现剩余电力，因此也需要立即进行阀的流量控制以减小蒸汽涡轮输出。此时，同样可能因蒸汽涡轮输出控制的响应性而导致电力频率发生较大变动。
由此，在船内荷载急剧减少的情况下，需要考虑电力频率的变动，但专利文献2中并未对电力频率的变动进行任何记载。而且，在船内荷载的电力急剧减少的情况下，在对动力涡轮、蒸汽涡轮的输出进行控制时，由于各自的响应速度的差异，可能导致供给电力达到稳定需要耗费一定时间。
专利文献1:(日本)特开2007 - 1339号公报
专利文献2:(日本)特许第3804693号公报发明内容
于是，鉴于上述现有技术的课题，本发明的目的在于，提供一种能够提高动力涡轮以及蒸汽涡轮的输出控制对于船内荷载的急剧变化的响应性的废热回收系统的控制装置。
为了解决以上技术课题，本发明提供一种发电方法，包括:驱动发动机而排出废气的工序；使用所述废气驱动动力涡轮的工序；将所述废气导入废气节能器而产生蒸汽的工序；由所述蒸汽驱动蒸汽涡轮的工序；通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动进行发电的工序；
第一方案的发电方法的特征在于，包括:
根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值，接着计算出所述动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量的工序；
基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出动力涡轮控制阀机构的第二操作量的工序；
根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出动力涡轮控制阀机构的第三操作量的工序；
将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为动力涡轮控制阀机构的操作量，控制动力涡轮的驱动的工序。
第二方案的发电方法的特征在于，包括:
根据发动机荷载计算出蒸汽涡轮输出目标值，接着计算出所述蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量的工序；
基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量的工序；
根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量的工序；
将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为蒸汽涡轮控制阀机构的操作量，控制蒸汽涡轮的驱动的工序。
第三方案的发电方法的特征在于，包括:
根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值，接着计算出所述动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量的工序；
基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出动力涡轮控制阀机构的第二操作量的工序；
根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出动力涡轮控制阀机构的第三操作量的工序；
将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为动力涡轮控制阀机构的操作量，控制动力涡轮的驱动的工序；
根据发动机荷载计算出蒸汽涡轮输出目标值，接着计算出所述蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量的工序；
基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量的工序；
根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量的工序；
将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为蒸汽涡轮控制阀机构的操作量，控制蒸汽涡轮的驱动的工序。
而且，在所述第一方案及第三方案的基础上，本发明的特征在于，包括:
根据所述蒸汽涡轮的荷载变化来修正所述动力涡轮输出目标值的工序；
基于修正后的修正动力涡轮输出目标值，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量的工序。并且，优选地，本发明的特征在于，还包括:基于预先设定有蒸汽涡轮荷载、发动机荷载与修正动力涡轮输出目标值之间的关系的修正动力涡轮开度指令图表，根据发动机荷载与蒸汽涡轮荷载，计算出修正动力涡轮输出目标值的工序。并且，与第一方案对应的废热回收系统包括:使用发动机的废气驱动的动力涡轮；使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮；通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机；动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成；蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成；动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量；蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量；所述废热回收系统的特征在于，所述动力涡轮控制部包括:动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量；开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量；动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量；将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量。该情况下，所述动力涡轮控制阀机构的操作量可以为控制向所述动力涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度，或者可以为控制所述动力涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。并且，与第二方案对应的废热回收系统的特征在于，所述蒸气涡轮控制部包括:蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量；开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量；蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量；将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
该情况下所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量可以为控制向所述蒸汽涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度，或者可以为控制所述蒸汽涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
与第三方案对应的废热回收系统的特征在于，
所述动力润轮控制部包括:
动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量；
开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量；
动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量；
将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量；并且，
所述蒸汽涡轮控制部包括:
蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量；
开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量；
蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量；
将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
上述方案可以具有根据所述蒸汽涡轮的荷载变化来修正所述动力涡轮输出目标值的动力涡轮输出目标值修正部，基于由该修正部修正后的修正动力涡轮输出目标值来进行所述动力涡轮反馈控制部及所述动力涡轮前馈控制部的控制。
该情况下，所述动力涡轮输出目标值修正部可以基于预先设定有蒸汽涡轮荷载、发动机荷载与修正动力涡轮输出目标值之间的关系的修正动力涡轮开度指令图表，根据发动机荷载与蒸汽涡轮荷载，计算出修正动力涡轮输出目标值。
另外，本发明第四方案提供一种废热回收系统，包括:
使用发动机的废气驱动的动力涡轮；使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮；通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机；动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成；动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量；所述废热回收系统的特征在于，所述动力涡轮控制部包括:动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量；开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量；动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量；将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量。第五方案提供一种废热回收系统，包括:使用发动机的废气驱动的动力涡轮；使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮；通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机；蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成；蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量；所述废热回收系统的特征在于，所述蒸气涡轮控制部包括:蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量；开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量；蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量；将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。另外，第六方案提供一种废热回收系统，包括:使用发动机的废气驱动的动力涡轮；通过所述动力涡轮的驱动来产生电力的发电机；动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成；动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量；所述废热回收系统的特征在于，所述动力涡轮控制部包括:动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量；开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量；动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量；
将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量。
另外，第七方案提供一种废热回收系统，包括:
使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮；通过所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机；蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成；蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量；
所述废热回收系统的特征在于，所述蒸气涡轮控制部包括:
蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量；
开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量；
蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量；
将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
并且，特别是，本发明提供一种废热回收系统的控制装置，
该废热回收系统包括:使用发动机的废气驱动的动力涡轮、使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮，通过所述动力涡轮与所述蒸汽涡轮来驱动发电机；
所述废热回收系统还具有:第一控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀构成；第二控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀构成；
所述废热回收系统的控制装置具有:控制所述第一控制阀机构的操作量的动力涡轮控制部、控制所述第二控制阀机构的操作量的蒸汽涡轮控制部；
所述废热回收系统的控制装置的特征在于，所述动力涡轮控制部包括:
动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出所述第一控制阀机构的操作量；
开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，从其他反馈控制部的输出信号计算出所述第一控制阀机构的操作量；
动力涡轮前馈控制部，其从预先设定有所述发动机荷载、根据该发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与所述第一控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表中，提取出所述第一控制阀机构的操作量；
将来自所述动力涡轮前馈控制部的操作量、来自开度换算器的操作量与来自所述动力涡轮反馈控制部的操作量相加来设定所述第一控制阀机构的操作量。
另外，本发明的废热回收系统具有:使用发动机的废气驱动的动力涡轮、使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮，通过所述动力涡轮与所述蒸汽涡轮来驱动发电机，所述废热回收系统还具有:第一控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀构成；第二控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀构成。所述废热回收系统的控制装置具有:控制所述第一控制阀机构的操作量的动力涡轮控制部、控制所述第二控制阀机构的操作量的蒸汽涡轮控制部。所述废热回收系统的控制装置的特征在于，所述动力涡轮控制部包括:动力涡轮反馈控制部，其通过PID控制器对根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差进行运算，从而计算出所述第一控制阀机构的操作量；动力涡轮前馈控制部，其从预先设定有所述发动机荷载、根据该发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与所述第一控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表中，提取出所述第一控制阀机构的操作量；将自所述动力涡轮前馈控制部获得的操作量与自所述动力涡轮反馈控制部获得的操作量相加，并设定为所述第一控制阀机构的操作量。在本发明中，所述蒸汽涡轮控制部包括:蒸汽涡轮反馈控制部，其通过PID控制器对根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差进行运算，从而计算出所述第二控制阀机构的操作量；蒸汽涡轮前馈控制部，其从预先设定有所述发动机荷载、根据该发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与所述第二控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表中，提取出所述第二控制阀机构的操作量；将自所述蒸汽涡轮前馈控制部获得的操作量与自所述蒸汽涡轮反馈控制部获得的操作量相加，并设定所述第二控制阀机构的操作量。根据本发明，由于预先制作预先设定有所述发动机荷载、根据该发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与所述第一控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，并具有从所述开度指令图表中提取出根据所述发动机荷载而能够获得动力涡轮输出目标值的第一控制阀机构的开度操作量来求出操作量的前馈控制部，将自所述前馈控制部获得的操作量与自所述反馈控制部获得的操作量相加，并设定所述第一控制阀机构的操作量，因此，能够改善动力涡轮的输出控制的响应性，还能够减少电力频率变动。因此，即使船内荷载急剧减少，也能够提高动力涡轮的输出控制的响应性。此外，在本发明中，所述第一控制阀机构的操作量可以是控制向所述动力涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度，并且，所述第一控制阀机构的操作量也可以是控制所述动力涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。在对所述流入控制阀进行开度控制时，由于能够直接控制向动力涡轮流入的流入量，因此能够高效地进行动力涡轮的输出控制，并且，由于能够完全截断流入，因此当船内电力急剧减少时能够立即使动力涡轮的发电输出降低。此外，在对旁通控制阀进行开度控制时，由于能够通过控制绕过动力涡轮的流量来间接控制向动力涡轮流入的流入量，因此能够精细地控制动力涡轮的输出。因此，根据所述发明，与蒸汽涡轮同样，将自前馈控制部获得的操作量与自反馈控制部获得的操作量相加并设定第二控制阀机构的操作量，因此能够改善蒸汽涡轮的输出控制的响应性，减少电力频率变动。因此，即使船内荷载急剧减少，也能够提高蒸汽涡轮的输出控制的响应性。
此外，在蒸汽涡轮的输出控制中，所述第二控制阀机构的操作量可以是控制向所述蒸汽涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度，并且，所述第二控制阀机构的操作量也可以是控制所述蒸汽涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
关于该流入控制阀的控制、旁通控制阀的控制，与所述动力涡轮时的情况同样地，在对流入控制阀进行开度控制时，由于能够直接控制向蒸汽涡轮流入的流入量，因此能够高效地进行蒸汽涡轮的输出控制，并且，由于能够完全截断流入，因此当船内电力急剧减少时能够立即使蒸汽涡轮的发电输出降低。
此外，在对旁通控制阀进行开度控制时，由于能够通过控制绕过蒸汽涡轮的流量来间接控制向蒸汽涡轮流入的流入量，因此能够精细地控制蒸汽涡轮的输出。
并且，在本发明中，还具有根据所述蒸汽涡轮的荷载变化来修正所述动力涡轮输出目标值的动力涡轮输出目标值修正部，基于由该修正部修正后的修正动力涡轮输出目标值来进行所述动力涡轮反馈控制部以及所述动力涡轮前馈控制部的控制。
由此，能够对动力涡轮及蒸汽涡轮协同地进行控制而并非分别独立地对动力涡轮及蒸汽涡轮进行控制。
即，由于蒸汽系统的响应滞后，因此以蒸汽涡轮为主，以动力涡轮为辅使其进行工作，并设定操作量。
具体地说，配置有监测蒸汽涡轮荷载并根据蒸汽涡轮荷载的变化来修正动力涡轮输出目标值的动力涡轮 输出目标值修正部。
当船内电力需求急剧减少时，使蒸汽涡轮及动力涡轮的各自输出(荷载)降低，但由于蒸汽系统的响应滞后，因此，蒸汽涡轮的输出降低滞后于动力涡轮的输出降低。此时，由于船内电力需要确保最低需求电量，因此，根据蒸汽涡轮的输出(荷载)状态即蒸汽涡轮的输出降低状态，使动力涡轮的输出目标值上升。
这样，由于一边监测蒸汽涡轮的荷载状态，一边修正动力涡轮的输出目标值，因此，当船内电力荷载急剧降低时，能够不偏向动力涡轮的输出控制而对动力涡轮及蒸汽涡轮进行协同控制。
此外，所述动力涡轮输出目标值修正部可基于预先设定有蒸汽涡轮荷载、发动机荷载与修正动力涡轮输出目标值的关系的修正动力涡轮开度指令图表，根据发动机荷载与蒸汽涡轮荷载计算出修正动力涡轮输出目标值。通过如上所述利用修正动力涡轮开度指令图表，能够简单地获得修正动力涡轮输出目标值。
根据本发明，能够提供一种能够提高动力涡轮以及蒸汽涡轮的输出控制对于船内荷载的急剧变化的响应性的发电方法及废热回收系统。
图1是简略表示本发明的废热回收系统的结构及控制装置的整体结构图。
图2是表示在第一实施方式的废热回收系统进行的控制逻辑的框图。
图3是关于第一实施方式的控制逻辑的流程图。
图4是第一控制阀机构的控制阀B的开度图表。
图5是表示在第二实施方式的废热回收系统进行的控制逻辑的框图。
图6是关于第二实施方式的控制逻辑的流程图。图7是表示在现有的废热回收系统进行的控制逻辑的框图。图8是关于图7所示的控制逻辑的流程图。附图标记说明22使船推进的发动机23动力涡轮(燃气涡轮)26蒸汽涡轮28发电机29冷凝器31冷却器A、B、C 构成第一控制阀机构的控制阀(阀)
D、E、F 构成第二控制阀机构的控制阀(阀)100废热回收系统的控制装置101动力涡轮控制部102蒸汽涡轮控制部104动力涡轮反馈控制部105动力涡轮开度指令图表106动力涡轮前馈控制部108蒸汽涡轮反馈控制部109蒸汽涡轮开度指令图表110蒸汽涡轮前馈控制部150废气节能器
具体实施例方式以下，通过图示的实施例对本发明进行详细说明。另外，该实施例中记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等，只要没有特定的记载，仅为说明例而并非将本发明的范围限定于此。第一实施方式首先，参照图1对本发明的废热回收系统的结构进行说明。图1所示的废热回收系统包括:使船推进的发动机22 ;利用发动机22的输出而旋转的螺旋桨30 ;对供给至发动机22的空气进行压缩的增压器21 ;对来自增压器21的空气进行冷却的冷却器31 ;动力涡轮(燃气涡轮)23 ;蒸汽涡轮26 ;发电机28。动力涡轮23、蒸汽涡轮26、发电机28通过具有大小及齿数相异的互相啮合的齿轮的减速器24、27而相连接。并且，动力涡轮23、蒸汽涡轮26、发电机28之间的旋转轴经由离合器25而相连接，从而能够传递旋转动力或将其截断。并且，废热回收系统还包括废气节能器150，从发动机22排出的废气经由增压器21或经由增压器21与动力涡轮23而供给至废气节能器，将在该废气节能器产生的蒸汽导入蒸汽涡轮26来驱动蒸汽涡轮26，与动力涡轮23的动力一同使发电机28旋转。蒸汽在设置于蒸汽涡轮26下游的冷凝器29中凝结成水，该水在利用冷却器31的热量或用于冷却发动机22的壁的热量加热后，被供给至废气节能器，蒸发而生成蒸汽。
所述动力涡轮23的发电由构成第一控制阀机构的控制阀(阀)A、B、C控制，所述蒸汽涡轮26的发电由构成第二控制阀机构的控制阀(阀)D、E、F控制，在以下说明的第一实施方式中，在第一控制阀机构中使控制阀A、C全开或处于一定开度的状态下，对控制阀B的开度指令进行说明，并且，在第二控制阀机构中使控制阀D、F全开或处于一定开度的状态下，对控制阀E的开度指令进行说明。
废热回收系统的控制装置100包括:控制由控制阀(阀)A、B、C构成的第一控制阀机构的操作量的动力涡轮控制部101、控制由控制阀(阀)D、E、F构成的第二控制阀机构的操作量的蒸汽涡轮控制部102。
并且，动力涡轮控制部101包括:动力涡轮反馈控制部104，其通过PID控制器对根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差进行运算，从而计算出第一控制阀机构的操作量；动力涡轮前馈控制部106，其从预先设定有发动机荷载、根据该发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与所述第一控制阀机构的操作量的关系的动力涡轮开度指令图表105中提取出第一控制阀机构的操作量。
而且，蒸汽涡轮控制部102包括:蒸汽涡轮反馈控制部108，其通过PID控制器对根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮的输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差进行运算，从而计算出所述第二控制阀机构的操作量；蒸汽涡轮前馈控制部110，其从预先设定有所述发动机荷载、根据该发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与所述第二控制阀机构的操作量的关系的蒸汽涡轮开度指令图表109中提取出所述第二控制阀机构的操作量。
参照图2、3对在第一实施方式的废热回收系统的控制装置100进行的控制逻辑进行说明。图2是表示在第一实施方式的废热回收系统进行的控制逻辑的框图，图3是关于第一实施方式的控制逻辑的流程图。另外，图2、图3对控制动力涡轮26的发电的第一控制阀机构的控制阀B进行论述。
在图2的控制逻辑中，在步骤SI开始后，在步骤S2中，通过数值计算或实测来准备对应每个发动机荷载能够获得所希望的动力涡轮输出的控制阀B的开度图表。图4表示控制阀B的控制阀开度图表(动力涡轮开度指令图表)105。
控制阀开度图表由发动机荷载与根据该发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值确定。所述控制阀开度图表是如下的图表，即根据发动机荷载来确定动力涡轮的目标输出，且相对于该输出能够调节控制阀B的开度。图4示出了发动机荷载为50%、60%、100%时的控制阀开度图表。另外，在发动机荷载在50%以下的情况下，发动机的废气能量整体量下降。
在步骤S3中，通过发电输出指令计算器2(参照图2)，根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值。在步骤S4中测量动力涡轮实际输出值，在步骤S5中，通过减法器3 (参照图2)计算出动力涡轮输出目标值与动力涡轮实际输出值的偏差，在步骤S6中，基于控制偏差，通过PID控制器4 (参照图2)进行PID控制运算，导出操作量Op
在步骤S7中，基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，通过开度换算器I (参照图2)将未图示的其他反馈控制的输出信号换算为操作量O2，在步骤S8中利用在步骤SI中准备的控制阀B的控制阀开度图表105，通过开度计算器5 (参照图2)从图表中提取出能够获得动力涡轮输出目标值的控制阀B的开度操作量而求出操作量O3。在步骤S9中通过加法器6、7 (参照图2)计算出操作量O1、操作量O2与操作量O3之和并设定控制阀B的开度，之后，返回步骤S2的前段并反复进行如上所述的操作。这样，制成表示发动机荷载、动力涡轮输出目标值与控制阀的开度之间的关系的控制阀开度图表，通过上述前馈控制来生成开度指令。
因此，动力涡轮23的控制阀B的开度作为将通过前馈控制计算出的操作量O3与通过反馈控制计算出的操作量O1、操作量O2相加而得到的操作量，来设定开度指令值。由此，通过增加通过前馈控制计算出的操作量O3，能够改善动力涡轮的输出控制的响应性，减少电力频率的变动。
另外，在蒸汽涡轮控制的情况下，蒸汽涡轮控制部102进行与所述动力涡轮控制部101中的控制相同的控制。
S卩，在图3的流程图中进行以下替换，在步骤SI开始后，在步骤S2中通过数值计算或实测来准备对应每个发动机荷载能够获得所希望的动力涡轮输出的控制阀E的开度图表。准备相当于图4所示的控制阀B的控制阀开度图表105的控制阀E的控制阀开度图表(蒸汽涡轮开度指令图表)109。
在步骤S3中，按照与计算动力涡轮输出目标值同样的方式得到蒸汽涡轮输出目标值，在步骤S4中测量蒸汽涡轮实际输出值，在步骤S5中用蒸汽涡轮输出目标值减去蒸汽涡轮实际输出值(计算输出偏差)，进而在步骤S6中进行PID控制运算，导出操作量0/，在步骤S7中，基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，通过开度换算器I将未图示的反馈控制的输出信号换算为操作量02’，在步骤S8中利用在步骤SI中准备的控制阀E的控制阀开度图表109，提取出能够获得蒸汽涡轮输出目标值的控制阀E的开度操作量而求出操作量03’。在步骤S9中计算出操作量O/、操作量02’与操作量03’之和并作为控制阀E的开度而设定。
这样，对蒸汽涡轮26也同样地，蒸汽涡轮26的控制阀E的开度作为将通过前馈控制计算出的操作量03’与通过反馈控制计算出的操作量O/、操作量02’相加而得到的操作量，来设定开度指令值。因此，通过增加通过前馈控制计算出的操作量03’，能够改善蒸汽涡轮的输出控制的响应性，减少电力频率的变动。
并且，在本实施方式中，由于将设置在直接控制向动力涡轮23流入的流入量的位置处的流入控制阀作为控制阀B，将设置在直接控制向蒸汽涡轮26流入的流入量的位置处的流入控制阀作为控制阀E ，因此能够高效地进行动力涡轮23以及蒸汽涡轮26的输出控制，并且，由于能够完全截断流入，因此当船内电力急剧减少时能够立即使动力涡轮23以及蒸汽涡轮26的发电输出降低。
另外，在本实施方式中，已对控制阀B、E进行了说明，但也可以对控制绕过动力涡轮23的旁通流量的控制阀C (旁通控制阀)以及控制绕过蒸汽涡轮26的旁通流量的控制阀F (旁通控制阀)的开度进行控制。此情况下，能够对动力涡轮23以及蒸汽涡轮26的输出进行精细控制。
另外，在本实施方式中，说明了使用控制阀B的控制阀开度图表的示例，但也可不使用图表而利用计算模型进行逐次计算。
第二实施方式
参照图5、6对在第二实施方式的废热回收系统的控制装置进行的控制逻辑进行说明。图5是表示在第二实施方式的废热回收系统的控制装置进行的控制逻辑的框图，图6是关于第二实施方式的控制逻辑的流程图。另外，图5、6对控制动力涡轮的发电的控制阀B进行论述。在本实施方式中，不是独立地对动力涡轮与蒸汽涡轮进行控制，而是构建了协同地进行控制的控制算法。由于通常情况下蒸汽系统的响应滞后，因此，以蒸汽涡轮控制为主，以动力涡轮为辅使其进行工作，生成动力涡轮指令。具体地说，在图5的控制逻辑中，在步骤Sll开始后，在步骤S12中通过数值计算或实测来准备对应每个发动机荷载能够获得所希望的动力涡轮输出的控制阀B的开度图表。另外，尽管控制阀B的控制阀开度图表与第一实施方式中已论述的图4相同,但本实施方式的动力涡轮输出目标值的计算与第一实施方式不同。S卩，在之后的步骤S13中通过发电输出指令计算器12 (参照图5)，根据发动机荷载与蒸汽涡轮荷载计算出动力涡轮输出目标值。在第一实施方式中，仅根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值，但在本实施方式中，根据蒸汽涡轮的荷载变化对动力涡轮输出目标值进行修正。具体地说，蒸汽涡轮荷载减少而使蒸汽涡轮输出降低，伴随于此，使动力润轮输出目标值上升。设有对动力涡轮输出目标值进行修正的修正部(动力涡轮输出目标值修正部)120。另外，可利用计算式来进行该修正部的修正，并且，也可基于预先设定有蒸汽涡轮荷载、发动机荷载与修正动力涡轮输出目标值之间的关系的修正图表(修正动力涡轮开度指令图表)122计算出修正动力涡轮输出目标值。若使用修正图表，则能够简单地获得修正动力涡轮输出目标值。其后，在步骤S14中测量动力涡轮实际输出值，在步骤S15中通过减法器13(参照图5)计算出动力涡轮输出目标值与动力涡轮实际输出值的偏差，在步骤S16中基于控制偏差，通过PID控制器14 (参照图5)进行PID控制运算，从而导出操作量Op在步骤S17 中，基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，通过开度换算器11 (参照图5)将未图示的反馈控制的输出信号换算为操作量O2，在步骤S18中利用在步骤Sll中准备的控制阀B的控制阀开度图表，通过开度计算器15 (参照图5)从图表中提取出能够获得修正动力涡轮输出目标值的控制阀B的开度操作量而求出操作量03。在步骤S19中通过加法器16、17 (参照图5)计算出操作量O1、操作量O2与操作量O3之和并设定控制阀B的开度，之后，返回步骤S12并反复进行上述操作。在本实施方式中，由于根据蒸汽涡轮的荷载变化对动力涡轮输出目标值进行修正，即，在动力涡轮侧，一边监测蒸汽涡轮侧的荷载，一边对控制阀开度进行控制，因此，剩余电力的变动能够以不偏向动力涡轮的方式被抑制而产生控制阀的开度指令。工业实用性根据本发明，由于能够提高动力涡轮以及蒸汽涡轮的输出控制对于船内荷载急剧变化的响应性，因此在用于船舶用废热回收系统及其发电方法时是有用的。
权利要求
1.一种发电方法，包括: 驱动发动机而排出废气的工序； 使用所述废气驱动动力涡轮的工序； 将所述废气导入废气节能器而产生蒸汽的工序； 由所述蒸汽驱动蒸汽涡轮的工序； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动进行发电的工序； 所述发电方法的特征在于，包括: 根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值，接着计算出所述动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量的工序； 基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出动力涡轮控制阀机构的第二操作量的工序； 根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出动力涡轮控制阀机构的第三操作量的工序； 将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为动力涡轮控制阀机构的操作量，控制动力涡轮的驱动的工序。
2.—种发电方法，包括: 驱动发动机而排出废气的工序； 使用所述废气驱动动力涡轮的工序； 将所述废气导入废气节能器而产生蒸汽的工序； 由所述蒸汽驱动蒸 汽涡轮的工序； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动进行发电的工序； 所述发电方法的特征在于，包括: 根据发动机荷载计算出蒸汽涡轮输出目标值，接着计算出所述蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量的工序； 基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量的工序； 根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量的工序； 将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为蒸汽涡轮控制阀机构的操作量，控制蒸汽涡轮的驱动的工序。
3.一种发电方法，包括: 驱动发动机而排出废气的工序； 使用所述废气驱动动力涡轮的工序；将所述废气导入废气节能器而产生蒸汽的工序； 由所述蒸汽驱动蒸汽涡轮的工序； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动进行发电的工序； 所述发电方法的特征在于，包括: 根据发动机荷载计算出动力涡轮输出目标值，接着计算出所述动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量的工序； 基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出动力涡轮控制阀机构的第二操作量的工序； 根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出动力涡轮控制阀机构的第三操作量的工序； 将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为动力涡轮控制阀机构的操作量，控制动力涡轮的驱动的工序； 根据发动机荷载计算出蒸汽涡轮输出目标值，接着计算出所述蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，然后基于所述计算出的偏差进行PID控制运算，从而计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量的工序； 基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量的工序； 根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量的工序； 将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的所述第三操作量之和设定为蒸汽涡轮控制阀机构的操作量，控制蒸汽涡轮的驱动的工序。
4.根据权利要求1或3所述的发电方法，其特征在于，还包括: 根据所述蒸汽涡轮的荷载变化来修正所述动力涡轮输出目标值的工序； 基于修正后的修正动力涡轮输出目标值，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量的工序。
5.根据权利要求4所述的发电方法，其特征在于，还包括: 基于预先设定有蒸汽涡轮荷载、发动机荷载与修正动力涡轮输出目标值之间的关系的修正动力涡轮开度指令图表，根据发动机荷载与蒸汽涡轮荷载，计算出修正动力涡轮输出目标值的工序。
6.一种废热回收系统，包括: 使用发动机的废气驱动的动力涡轮； 使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机； 动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量； 蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于，所述动力涡轮控制部包括: 动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量； 动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量。
7.根据权利要求6所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮控制阀机构的操作量为控制向所述动力涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度。
8.根据权利要求6所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮控制阀机构的操作量为控制所述动力涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
9.一种废热回收系统，包括: 使用发动机的废气驱动的动力涡轮； 使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机； 动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量； 蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于，所述蒸气涡轮控制部包括: 蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量； 蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
10.根据权利要求9所述的废热回收系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量为控制向所述蒸汽涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度。
11.根据权利要求9所述的废热回收系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量为控制所述蒸汽涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
12.—种废热回收系统，包括: 使用发动机的废气驱动的动力涡轮； 使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机； 动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量； 蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于， 所述动力涡轮控制部包括: 动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差， 通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量； 动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量；并且， 所述蒸汽涡轮控制部包括: 蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量； 蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
13.一种废热回收系统，包括: 使用发动机的废气驱动的动力涡轮； 使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮；通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机； 动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于，所述动力涡轮控制部包括: 动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度 换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量； 动力涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量。
14.根据权利要求13所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮控制阀机构的操作量为控制向所述动力涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度。
15.根据权利要求13所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮控制阀机构的操作量为控制所述动力涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
16.—种废热回收系统,包括: 使用发动机的废气驱动的动力涡轮； 使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮； 通过所述动力涡轮的驱动与所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机； 蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于，所述蒸气涡轮控制部包括: 蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量； 蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
17.根据权利要求16所述的废热回收系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量为控制向所述蒸汽涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度。
18.根据权利要求16所述的废热回收系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量为控制所述蒸汽涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
19.根据权利要求6、12或13所述的废热回收系统，其特征在于，具有根据所述蒸汽涡轮的荷载变化来修正所述动力涡轮输出目标值的动力涡轮输出目标值修正部，基于由该修正部修正后的修正动力涡轮输出目标值来进行所述动力涡轮反馈控制部及所述动力涡轮前馈控制部的控制。
20.根据权利要求19所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮输出目标值修正部基于预先设定有蒸汽涡轮荷载、发动机荷载与修正动力涡轮输出目标值之间的关系的修正动力涡轮开度指令图表，根据发动机荷载与蒸汽涡轮荷载，计算出修正动力涡轮输出目标值。
21.一种废热回收系统，包括: 使用发动机的废气驱动的动力涡轮； 通过所述动力涡轮的驱动来产生电力的发电机； 动力涡轮控制阀机构，其由配置在所述动力涡轮上游并通过调节所述废气的流量来控制动力涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 动力涡轮控制部，其控制所述动力涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于，所述动力涡轮控制部包括: 动力涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的动力涡轮输出目标值与实际的动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量； 动力涡轮前馈控制 部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述动力涡轮输出目标值与所述动力涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的动力涡轮开度指令图表，计算出所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述动力涡轮控制阀机构的第一操作量、所述动力涡轮控制阀机构的第二操作量及所述动力涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述动力涡轮控制阀机构的操作量。
22.根据权利要求21所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮控制阀机构的操作量为控制向所述动力涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度。
23.根据权利要求21所述的废热回收系统，其特征在于，所述动力涡轮控制阀机构的操作量为控制所述动力涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
24.一种废热回收系统，包括: 使用由发动机的废气节能器产生的蒸汽驱动的蒸汽涡轮； 通过所述蒸汽涡轮的驱动来产生电力的发电机； 蒸汽涡轮控制阀机构，其由配置在所述蒸汽涡轮上游并控制蒸汽涡轮的输出的一个或多个控制阀机构构成； 蒸汽涡轮控制部，其控制所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量； 所述废热回收系统的特征在于，所述蒸气涡轮控制部包括: 蒸汽涡轮反馈控制部，其基于根据发动机荷载计算出的蒸汽涡轮输出目标值与实际的蒸汽涡轮输出的偏差，通过PID控制器，计算出蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量； 开度换算器，其基于蒸汽涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将所述蒸汽涡轮反馈控制部的输出信号换算为所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量；蒸汽涡轮前馈控制部，其根据预先设定有所述发动机荷载、所述蒸汽涡轮输出目标值与所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量之间的关系的蒸汽涡轮开度指令图表，计算出所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量； 将所述蒸汽涡轮控制阀机构的第一操作量、所述蒸汽涡轮控制阀机构的第二操作量及所述蒸汽涡轮控制阀机构的第三操作量相加来设定所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量。
25.根据权利要求24所述的废热回收系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量为控制向所述蒸汽涡轮流入的流入量的流入控制阀的开度。
26.根据权利要求24所述的废热回收系统，其特征在于，所述蒸汽涡轮控制阀机构的操作量为控制所述蒸汽涡轮的旁通流量的旁通控制阀的开度。
27.一种船舶，其特征在于，具有权利要求6至26中任一项所述的废热回收系统。
28.一种废热回收系统的控制装置，其特征在于，所述废热回收系统为权利要求9至11、13至26中任一项所 述的废热回收系统。
全文摘要
本发明公开了发电方法、废热回收系统、船舶及废热回收系统的控制装置，提高了动力涡轮及蒸汽涡轮的输出控制对于船内荷载的急剧变化的响应性。废热回收系统的动力涡轮控制部包括动力涡轮反馈控制部，基于根据发动机荷载算出的动力涡轮输出目标值与实际动力涡轮输出的偏差，通过PID控制器算出动力涡轮控制阀机构的第一操作量；开度换算器，基于动力涡轮的目标转速与实际转速的转速偏差，将动力涡轮反馈控制部的输出信号换算为动力涡轮控制阀机构的第二操作量；动力涡轮前馈控制部，根据动力涡轮开度指令图表，算出动力涡轮控制阀机构的第三操作量；将第一操作量、第二操作量和第三操作量相加来设定动力涡轮控制阀机构的操作量。
文档编号B63H21/06GK103216314SQ20131011840
公开日2013年7月24日 申请日期2009年12月24日 优先权日2008年12月26日
发明者坂口佑介, 市来芳弘, 金星隆之, 太田裕二, 键本良实 申请人:三菱重工业株式会社