知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024177550
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】ガスタービンシステム
(51)【国際特許分類】
F02C 9/40 20060101AFI20241212BHJP
F02C 7/22 20060101ALI20241212BHJP
F02C 7/224 20060101ALI20241212BHJP
F02C 7/236 20060101ALI20241212BHJP
F23J 7/00 20060101ALI20241212BHJP
F23K 5/04 20060101ALI20241212BHJP
【ＦＩ】
F02C9/40 A
F02C7/22 A
F02C7/224
F02C7/236
F23C99/00 317
F23K5/04 E ZAB
F23K5/04 E
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024177455
(22)【出願日】2024-10-09
(62)【分割の表示】P 2022580659の分割
【原出願日】2022-02-09
(31)【優先権主張番号】P 2021021753
(32)【優先日】2021-02-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】武石 裕行
(72)【発明者】
【氏名】三浦 圭祐
(72)【発明者】
【氏名】柚木 啓太
(72)【発明者】
【氏名】平田 義隆
(72)【発明者】
【氏名】林 明典
(72)【発明者】
【氏名】萩田 達哉
(72)【発明者】
【氏名】谷村 聡
(57)【要約】
【課題】アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【解決手段】燃料供給設備は、液体アンモニアが流れる主アンモニアラインと、前記主アンモニアラインの端に接続され、加熱媒体と前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させる気化器と、前記気化器に接続され、前記気化器で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導く気体アンモニアラインと、前記気化器で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導く液体アンモニアラインと、前記気体アンモニアラインから前記気体アンモニアを前記燃焼器に導く第一状態と、前記液体アンモニアラインから前記液体アンモニアを前記燃焼器に導く第二状態との間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】燃料供給設備は、液体アンモニアが流れる主アンモニアラインと、前記主アンモニアラインの端に接続され、加熱媒体と前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させる気化器と、前記気化器に接続され、前記気化器で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導く気体アンモニアラインと、前記気化器で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導く液体アンモニアラインと、前記気体アンモニアラインから前記気体アンモニアを前記燃焼器に導く第一状態と、前記液体アンモニアラインから前記液体アンモニアを前記燃焼器に導く第二状態との間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体アンモニアを貯留可能なアンモニアタンクに接続されている主アンモニアラインと、
前記主アンモニアライン中に設けられ、前記アンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧可能な主アンモニアポンプと、
前記主アンモニアラインの端に接続され、加熱媒体と前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させることができる気化器と、
前記気化器に接続され、前記気化器で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導くことができる気体アンモニアラインと、
前記主アンモニアポンプで昇圧された液体アンモニアであって、前記気化器で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導くことができる液体アンモニアラインと、
前記気体アンモニアラインから前記気体アンモニアを前記燃焼器に導く第一状態と、前記液体アンモニアラインから前記液体アンモニアを前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器と、
を備える、
燃料供給設備。
前記主アンモニアライン中に設けられ、前記アンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧可能な主アンモニアポンプと、
前記主アンモニアラインの端に接続され、加熱媒体と前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させることができる気化器と、
前記気化器に接続され、前記気化器で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導くことができる気体アンモニアラインと、
前記主アンモニアポンプで昇圧された液体アンモニアであって、前記気化器で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導くことができる液体アンモニアラインと、
前記気体アンモニアラインから前記気体アンモニアを前記燃焼器に導く第一状態と、前記液体アンモニアラインから前記液体アンモニアを前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器と、
を備える、
燃料供給設備。
【請求項2】
請求項１に記載の燃料供給設備において、
前記切替器は、前記気体アンモニアラインからの前記気体アンモニアと前記液体アンモニアラインからの前記液体アンモニアとを前記燃焼器に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる、
燃料供給設備。
前記切替器は、前記気体アンモニアラインからの前記気体アンモニアと前記液体アンモニアラインからの前記液体アンモニアとを前記燃焼器に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる、
燃料供給設備。
【請求項3】
請求項１又は２に記載の燃料供給設備において、
さらに、前記燃焼器に供給される前記燃料の流量を調節する流量調節弁を備える、
燃料供給設備。
さらに、前記燃焼器に供給される前記燃料の流量を調節する流量調節弁を備える、
燃料供給設備。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給設備において、
前記液体アンモニアラインの端は、前記主アンモニアライン中であって、前記主アンモニアポンプと前記気化器との間の位置に接続されている、
燃料供給設備。
前記液体アンモニアラインの端は、前記主アンモニアライン中であって、前記主アンモニアポンプと前記気化器との間の位置に接続されている、
燃料供給設備。
【請求項5】
請求項４に記載の燃料供給設備において、
前記切替器は、前記第一状態を実現するために、前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアを前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアを前記液体アンモニアラインに導かない状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる弁である、
燃料供給設備。
前記切替器は、前記第一状態を実現するために、前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアを前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアを前記液体アンモニアラインに導かない状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる弁である、
燃料供給設備。
【請求項6】
請求項４又は５に記載の燃料供給設備において、
さらに、前記液体アンモニアライン中に設けられ、前記液体アンモニアラインを流れる前記液体アンモニアを昇圧可能な液体アンモニアポンプと、
前記気体アンモニアライン中に設けられ、前記気体アンモニアラインを流れる前記気体アンモニアを昇圧可能な気体アンモニア圧縮機と、
を備える、
燃料供給設備。
さらに、前記液体アンモニアライン中に設けられ、前記液体アンモニアラインを流れる前記液体アンモニアを昇圧可能な液体アンモニアポンプと、
前記気体アンモニアライン中に設けられ、前記気体アンモニアラインを流れる前記気体アンモニアを昇圧可能な気体アンモニア圧縮機と、
を備える、
燃料供給設備。
【請求項7】
請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給設備において、
前記気体アンモニアラインは、前記液体アンモニアラインを兼ね、
前記切替器は、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える加熱媒体弁である、
燃料供給設備。
前記気体アンモニアラインは、前記液体アンモニアラインを兼ね、
前記切替器は、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える加熱媒体弁である、
燃料供給設備。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料供給設備において、
さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替器に対して、前記一の状態になるよう指示する制御装置を備える、
燃料供給設備。
さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替器に対して、前記一の状態になるよう指示する制御装置を備える、
燃料供給設備。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料供給設備と、
前記燃料供給設備からの前記燃料を圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、
を備える、
燃料燃焼設備。
前記燃料供給設備からの前記燃料を圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、
を備える、
燃料燃焼設備。
【請求項10】
請求項９に記載の燃料燃焼設備において、
前記燃焼器は、
前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスをタービンに導くことができる燃焼室を形成する燃焼室形成器と、
前記燃焼室内に前記燃料及び圧縮空気を噴射可能な燃焼器本体と、
を有し、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズルを有し、
前記燃料ノズルは、前記気体アンモニアラインに接続され、前記気体アンモニアラインを流れてきた前記気体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な気体燃料流路と、前記液体アンモニアラインに接続され、前記液体アンモニアラインを流れてきた前記液体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な液体燃料流路と、を有する、
燃料燃焼設備。
前記燃焼器は、
前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスをタービンに導くことができる燃焼室を形成する燃焼室形成器と、
前記燃焼室内に前記燃料及び圧縮空気を噴射可能な燃焼器本体と、
を有し、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズルを有し、
前記燃料ノズルは、前記気体アンモニアラインに接続され、前記気体アンモニアラインを流れてきた前記気体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な気体燃料流路と、前記液体アンモニアラインに接続され、前記液体アンモニアラインを流れてきた前記液体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な液体燃料流路と、を有する、
燃料燃焼設備。
【請求項11】
請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料供給設備と、
前記ガスタービンと、
を備え、
前記ガスタービンは、
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記燃料供給設備からの前記燃料を前記圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、
前記燃焼ガスで駆動可能なタービンと、
を有する、
ガスタービンプラント。
前記ガスタービンと、
を備え、
前記ガスタービンは、
空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記燃料供給設備からの前記燃料を前記圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、
前記燃焼ガスで駆動可能なタービンと、
を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項12】
請求項１１に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記燃焼器は、
前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスを前記タービンに導くことができる燃焼室を形成する燃焼室形成器と、
前記燃焼室内に前記燃料及び前記圧縮空気を噴射可能な燃焼器本体と、
を有し、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズルを有し、
前記燃料ノズルは、前記気体アンモニアラインに接続され、前記気体アンモニアラインを流れてきた前記気体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な気体燃料流路と、前記液体アンモニアラインに接続され、前記液体アンモニアラインを流れてきた前記液体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な液体燃料流路と、を有する、
ガスタービンプラント。
前記燃焼器は、
前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスを前記タービンに導くことができる燃焼室を形成する燃焼室形成器と、
前記燃焼室内に前記燃料及び前記圧縮空気を噴射可能な燃焼器本体と、
を有し、
前記燃焼器本体は、前記燃焼室内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズルを有し、
前記燃料ノズルは、前記気体アンモニアラインに接続され、前記気体アンモニアラインを流れてきた前記気体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な気体燃料流路と、前記液体アンモニアラインに接続され、前記液体アンモニアラインを流れてきた前記液体アンモニアを前記燃焼室内に噴射可能な液体燃料流路と、を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項13】
請求項１１又は１２に記載のガスタービンプラントにおいて、
さらに、前記タービンから排気された前記燃焼ガスである排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部又は前記排熱回収ボイラで加熱された水の一部を前記加熱媒体として、前記気化器に導く加熱媒体ラインと、
を備える、
ガスタービンプラント。
さらに、前記タービンから排気された前記燃焼ガスである排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気の一部又は前記排熱回収ボイラで加熱された水の一部を前記加熱媒体として、前記気化器に導く加熱媒体ラインと、
を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項14】
請求項１１又は１２に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記気化器は、前記加熱媒体としての前記タービンから排気された前記燃焼ガスである排気ガスと前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させることができる、
ガスタービンプラント。
前記気化器は、前記加熱媒体としての前記タービンから排気された前記燃焼ガスである排気ガスと前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させることができる、
ガスタービンプラント。
【請求項15】
液体アンモニアを貯留しているアンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧するアンモニア昇圧工程と、
加熱媒体と前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させる気化工程と、
前記気化工程で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導く第一状態と、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された液体アンモニアであって、前記気化工程で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間で、アンモニア供給状態を切り替える切替工程と、
を実行する、
燃料供給方法。
加熱媒体と前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させる気化工程と、
前記気化工程で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導く第一状態と、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された液体アンモニアであって、前記気化工程で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間で、アンモニア供給状態を切り替える切替工程と、
を実行する、
燃料供給方法。
【請求項16】
請求項１５に記載の燃料供給方法において、
前記切替工程では、前記気体アンモニアと前記液体アンモニアとを前記燃焼器に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える、
燃料供給方法。
前記切替工程では、前記気体アンモニアと前記液体アンモニアとを前記燃焼器に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える、
燃料供給方法。
【請求項17】
請求項１５又は１６に記載の燃料供給方法において、
さらに、前記燃焼器に供給する前記燃料の流量を調節する流量調節工程を実行する、
燃料供給方法。
さらに、前記燃焼器に供給する前記燃料の流量を調節する流量調節工程を実行する、
燃料供給方法。
【請求項18】
請求項１５から１７のいずれか一項に記載の燃料供給方法において、
前記気化工程は、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器により実行され、
前記切替工程では、前記第一状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアを前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアを前記気化器に導かない状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える、
燃料供給方法。
前記気化工程は、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器により実行され、
前記切替工程では、前記第一状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアを前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアを前記気化器に導かない状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える、
燃料供給方法。
【請求項19】
請求項１５から１７のいずれか一項に記載の燃料供給方法において、
前記気化工程は、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器により実行され、
前記切替工程では、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える、
燃料供給方法。
前記気化工程は、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器により実行され、
前記切替工程では、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える、
燃料供給方法。
【請求項20】
請求項１５から１９のいずれか一項に記載の燃料供給方法において、
さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替工程で前記一の状態を実行させる切替制御工程を実行する、
燃料供給方法。
さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替工程で前記一の状態を実行させる切替制御工程を実行する、
燃料供給方法。
【請求項21】
請求項１５から２０のいずれか一項に記載の燃料供給方法において、
さらに、前記ガスタービンから排気された排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生工程を実行し、
前記気化工程では、前記蒸気発生工程で発生した前記蒸気の一部、又は、前記蒸気発生工程の実行過程で生成された温水を前記加熱媒体として用いる、
燃料供給方法。
さらに、前記ガスタービンから排気された排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生工程を実行し、
前記気化工程では、前記蒸気発生工程で発生した前記蒸気の一部、又は、前記蒸気発生工程の実行過程で生成された温水を前記加熱媒体として用いる、
燃料供給方法。
【請求項22】
請求項１５から２０のいずれか一項に記載の燃料供給方法において、
前記気化工程では、前記ガスタービンから排気された排気ガスを前記加熱媒体として用いる、
燃料供給方法。
前記気化工程では、前記ガスタービンから排気された排気ガスを前記加熱媒体として用いる、
燃料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ガスタービンの燃料としてアンモニアを供給する燃料供給方法、燃料供給設備、及びこの燃料供給設備を備える燃料燃焼設備、及びガスタービンプラントに関する。
本願は、２０２１年２月１５日に、日本国に出願された特願２０２１－０２１７５３号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
本願は、２０２１年２月１５日に、日本国に出願された特願２０２１－０２１７５３号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。以下の特許文献１には、燃焼器に供給する燃料として、アンモニアを用いる例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１８／１８１００２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、アンモニアを形成する窒素の一部がＮＯｘになる。このため、アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、このＮＯｘの生成量を少なくすることが望まれる。また、アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合であっても、天然ガス等をガスタービンの燃料として用いる場合と同様、アンモニアをできる限り安定燃焼させることが望まれる。
【0005】
そこで、本開示は、アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、ガスタービンの起動時から定格負荷運転時まで、アンモニアを安定供給し、且つアンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するための一態様としての燃料供給設備は、
液体アンモニアを貯留可能なアンモニアタンクに接続されている主アンモニアラインと、前記主アンモニアライン中に設けられ、前記アンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧可能な主アンモニアポンプと、前記主アンモニアラインの端に接続され、加熱媒体と前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させることができる気化器と、前記気化器に接続され、前記気化器で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導くことができる気体アンモニアラインと、前記主アンモニアポンプで昇圧された液体アンモニアであって、前記気化器で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導くことができる液体アンモニアラインと、前記気体アンモニアラインから前記気体アンモニアを前記燃焼器に導く第一状態と、前記液体アンモニアラインから前記液体アンモニアを前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器と、を備える。
液体アンモニアを貯留可能なアンモニアタンクに接続されている主アンモニアラインと、前記主アンモニアライン中に設けられ、前記アンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧可能な主アンモニアポンプと、前記主アンモニアラインの端に接続され、加熱媒体と前記主アンモニアポンプで昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させることができる気化器と、前記気化器に接続され、前記気化器で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導くことができる気体アンモニアラインと、前記主アンモニアポンプで昇圧された液体アンモニアであって、前記気化器で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導くことができる液体アンモニアラインと、前記気体アンモニアラインから前記気体アンモニアを前記燃焼器に導く第一状態と、前記液体アンモニアラインから前記液体アンモニアを前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器と、を備える。
【0007】
本態様では、燃焼器に気体アンモニアを導くことも、燃焼器に液体アンモニアを導くことも可能である。ガスタービンの運用を考えた際、起動時、外部からエネルギーが供給されない限り、気体アンモニアを燃焼器に所定圧力にて供給することができない。このため、起動時には、液体アンモニアを燃焼器に供給することが好ましい。一方、燃焼器の燃料ノズルから燃料として気体アンモニアを噴射した場合、ＮＯｘの生成を抑えることができる。ところで、低燃料流量時には、燃料の失火の可能性が高いが、アンモニアの流量自体が少ないためにＮＯｘの生成量は少ない。逆に、多燃料流量時には、燃料の失火の可能性が低いが、アンモニアの流量自体が多いため、ＮＯｘの生成量は多い。そこで、低燃料流量時には、燃料の失火の可能性を低くして燃料の安定燃焼を図るために、燃焼器に液体アンモニアを導く。また、多燃料流量時には、ＮＯｘの生成を抑えるために、燃焼器に気体アンモニアを導く。この結果、本態様では、起動時に、液体アンモニアを燃焼器に供給することで、外部から熱エネルギー供給がなくても、燃料としてのアンモニアを燃焼器に供給することができる。さらに、本態様では、起動時から定格運転時にわたって、アンモニア以外の燃料を使用せずに、アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【0008】
前記目的を達成するための一態様としての燃料燃焼設備は、
前記一態様としての燃料供給設備と、前記燃料供給設備からの前記燃料を圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、を備える。
前記一態様としての燃料供給設備と、前記燃料供給設備からの前記燃料を圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、を備える。
【0009】
前記目的を達成するための一態様としてのガスタービンプラントは、
前記一態様としての燃料供給設備と、前記ガスタービンと、を備える。前記ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、前記燃料供給設備からの前記燃料を前記圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動可能なタービンと、を有する。
前記一態様としての燃料供給設備と、前記ガスタービンと、を備える。前記ガスタービンは、空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、前記燃料供給設備からの前記燃料を前記圧縮空気中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動可能なタービンと、を有する。
【0010】
前記目的を達成するための一態様としての燃料供給方法は、
液体アンモニアを貯留しているアンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧するアンモニア昇圧工程と、加熱媒体と前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させる気化工程と、前記気化工程で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導く第一状態と、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された液体アンモニアであって、前記気化工程で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間で、アンモニア供給状態を切り替える切替工程と、を実行する。
液体アンモニアを貯留しているアンモニアタンクからの前記液体アンモニアを昇圧するアンモニア昇圧工程と、加熱媒体と前記アンモニア昇圧工程で昇圧された前記液体アンモニアとを熱交換させて前記液体アンモニアを加熱して気化させる気化工程と、前記気化工程で気化したアンモニアである気体アンモニアを燃料としてガスタービンの燃焼器に導く第一状態と、前記アンモニア昇圧工程で昇圧された液体アンモニアであって、前記気化工程で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアを燃料として、前記燃焼器に導く第二状態とを含む複数の状態の間で、アンモニア供給状態を切り替える切替工程と、を実行する。
【発明の効果】
【0011】
本開示の一態様では、アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図2】本開示に係る一実施形態における燃料ノズルの断面図である。
【図3】本開示に係る一実施形態における燃料供給方法の実行手順を示すフローチャートである。
【図4】本開示に係る一実施形態における時間経過に伴う燃料の流量パーセントの変化を示すグラフである。
【図5】本開示に係る一実施形態における燃空比とＮＯｘ濃度との関係を示すグラフである。
【図6】本開示に係る第二実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図7】本開示に係る第三実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図8】本開示に係る第一変形例における時間経過に伴う燃料の流量パーセントの変化を示すグラフである。
【図9】本開示に係る第二変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図10】本開示に係る第三変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示に係る各種実施形態及び各種変形例について、図面を用いて説明する。
【0014】
【0015】
本実施形態のガスタービンプラントは、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０からの排気ガス中に含まれるＮＯｘ分を分解する脱硝装置２０と、脱硝装置２０から流出した排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ２１と、排熱回収ボイラ２１からの排気ガスを外部に排気する煙突２２と、排熱回収ボイラ２１からの蒸気で駆動する蒸気タービン２３と、蒸気タービン２３からの蒸気を水に戻す復水器２４と、復水器２４内の水を排熱回収ボイラ２１に送るポンプ２５と、ガスタービン１０に燃料を供給する燃料供給設備４０と、制御装置６０と、を備える。なお、脱硝装置２０は、排熱回収ボイラ２１内に配置されていてもよい。
【0016】
ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機１４と、圧縮機１４で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器１５と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン１６と、を備える。
【0017】
圧縮機１４は、ロータ軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１４ｒと、この圧縮機ロータ１４ｒを覆う圧縮機ケーシング１４ｃと、この圧縮機ケーシング１４ｃの吸込み口に設けられている吸気量調節機（以下、ＩＧＶ（inlet guide vａne）とする）１４ｉと、を有する。ＩＧＶ１４ｉは、制御装置６０からの指示に従い圧縮機ケーシング１４ｃ内に吸い込まれる空気の流量を調節する。
【0018】
タービン１６は、燃焼器１５からの燃焼ガスにより、ロータ軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ１６ｒと、このタービンロータ１６ｒを覆うタービンケーシング１６ｃと、を有する。タービンロータ１６ｒと圧縮機ロータ１４ｒとは、同一のロータ軸線Ａｒを中心として回転可能に相互に連結されて、ガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、発電機のロータが接続されている。
【0019】
ガスタービン１０は、さらに、中間ケーシング１２を備える。中間ケーシング１２は、ロータ軸線Ａｒが延びている方向で、圧縮機ケーシング１４ｃとタービンケーシング１６ｃとの間に配置され、圧縮機ケーシング１４ｃとタービンケーシング１６ｃとを連結する。この中間ケーシング１２内には、圧縮機１４から吐出された圧縮空気が流入する。
【0020】
燃焼器１５は、中間ケーシング１２に固定されている。この燃焼器１５は、内部に燃焼室１５ｓを形成する燃焼筒（又は尾筒）１５ｃと、燃焼室１５ｓ内に燃料及び圧縮空気を噴射する燃焼器本体１５ｂと、を備える。燃焼室１５ｓを形成する燃焼筒１５ｃは、燃焼室形成器を成す。燃焼室１５ｓ内では、燃料が圧縮空気内で燃焼する。燃料の燃焼で生成された燃焼ガスは、燃焼室１５ｓを流れて、タービン１６に送られる。燃焼器本体１５ｂは、燃焼室１５ｓ内に燃料を噴射する燃料ノズル１５ｎを有する。
【0021】
脱硝装置２０には、アンモニアが供給される。この脱硝装置２０は、このアンモニアを用いて、ガスタービン１０からの排気ガス中に含まれるＮＯｘを窒素と水蒸気とに分解する。
【0022】
排熱回収ボイラ２１と復水器２４とは、給水ライン２６で接続されている。この給水ライン２６には、復水器２４内の水を排熱回収ボイラ２１に送るポンプ２５が設けられている。排熱回収ボイラ２１と蒸気タービン２３とは、主蒸気ライン２７で接続されている。排熱回収ボイラ２１は、ガスタービン１０からの排気ガスの熱を利用して、給水ライン２６からの水を蒸気にする。この蒸気は、主蒸気ライン２７を介して、蒸気タービン２３に送られる。蒸気タービン２３のロータには、例えば、発電機のロータが接続されている。蒸気タービン２３から排気された蒸気は、復水器２４で水に戻される。
【0023】
燃料供給設備４０は、アンモニアタンク４１と、主アンモニアライン４２と、流量調節弁４３と、主アンモニアポンプ４４と、気化器４５と、気体アンモニアライン４６と、液体アンモニアライン４７と、切替器４８と、気体アンモニア圧縮機５１と、液体アンモニアポンプ５２と、加熱媒体ライン５３と、加熱媒体弁５４と、加熱媒体回収ライン５５と、を有する。
【0024】
アンモニアタンク４１には、液体アンモニアＮＨ３Ｌが貯留される。主アンモニアライン４２は、このアンモニアタンク４１に接続されている。この主アンモニアライン４２には、アンモニアタンク４１からの液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧する主アンモニアポンプ４４と、主アンモニアライン４２を流れるアンモニアの流量を調節する流量調節弁４３と、が設けられている。主アンモニアライン４２の端は、気化器４５のアンモニア入口に接続されている。
【0025】
気化器４５は、加熱媒体である蒸気と液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて、液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱し気化させる熱交換器である。気化器４５の媒体入口には、加熱媒体ライン５３の一端が接続されている。この加熱媒体ライン５３の他端は、主蒸気ライン２７に接続されている。この加熱媒体ライン５３には、加熱媒体ライン５３を流れる蒸気の流量を調節する加熱媒体弁５４が設けられている。気化器４５の媒体出口には、加熱媒体回収ライン５５の一端が接続されている。この加熱媒体回収ライン５５の他端は、復水器２４に接続されている。なお、加熱媒体回収ライン５５の他端は、復水器２４ではなく、排熱回収ボイラ２１中の水が流れる部分に接続されてもよい。
【0026】
気化器４５のアンモニア出口には、気体アンモニアライン４６の一端が接続されている。この気体アンモニアライン４６の他端は、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに接続されている。この気体アンモニアライン４６には、ここを流れる気体アンモニアＮＨ３Ｇを昇圧する気体アンモニア圧縮機５１が設けられている。
【0027】
液体アンモニアライン４７の一端は、主アンモニアライン４２中で、主アンモニアポンプ４４と気化器４５との間の位置に接続されている。液体アンモニアライン４７の他端は、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに接続されている。この液体アンモニアライン４７には、ここを流れる液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧する液体アンモニアポンプ５２が設けられている。
【0028】
流量調節弁４３は、主アンモニアライン４２中で、液体アンモニアライン４７との接続位置と主アンモニアポンプ４４との間の位置に設けられている。この流量調節弁４３は、主アンモニアライン４２を流れる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量を調節することで、燃焼器１５に供給される燃料の流量を調節する。
【0029】
切替器４８は、気体アンモニアライン４６から気体アンモニアＮＨ３Ｇを燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに導く第一状態と、液体アンモニアライン４７から液体アンモニアＮＨ３Ｌを燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに導く第二状態と、気体アンモニアライン４６からの気体アンモニアＮＨ３Ｇと液体アンモニアライン４７からの液体アンモニアＮＨ３Ｌとを燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに導く第三状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える。この切替器４８は、気体アンモニア流量調節弁４８ｇと液体アンモニア流量調節弁４８ｉとを有する。気体アンモニア流量調節弁４８ｇは、主アンモニアライン４２中で、液体アンモニアライン４７との接続位置と気化器４５との間の位置に設けられている。この気体アンモニア流量調節弁４８ｇは、主アンモニアライン４２から気化器４５に流入する液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量を調節することで、気体アンモニアライン４６を経て燃焼器１５に供給される気体アンモニアＮＨ３Ｇの流量を調節する。液体アンモニア流量調節弁４８ｉは、液体アンモニアライン４７に設けられている。液体アンモニア流量調節弁４８ｉは、液体アンモニアライン４７を流れる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量を調節する。
【0030】
第一状態は、液体アンモニア流量調節弁４８ｉを閉状態に、気体アンモニア流量調節弁４８ｇを開状態にすることで実現できる。第二状態は、液体アンモニア流量調節弁４８ｉを開状態に、気体アンモニア流量調節弁４８ｇを閉状態にすることで実現できる。第三状態は、液体アンモニア流量調節弁４８ｉと気体アンモニア流量調節弁４８ｇとを共に半開状態にすることで実現できる。
【0031】
切替器４８は、気体アンモニア流量調節弁４８ｇ及び液体アンモニア流量調節弁４８ｉの替りに、一つの三方弁でも代替できる。この場合、三方弁は、主アンモニアライン４２と液体アンモニアライン４７との接続位置に設けられる。この三方弁は、気化器４５に流入する液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量と、液体アンモニアライン４７に流入する液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量との比を調節する。
【0032】
本実施形態において、燃料燃焼設備は、燃料供給設備４０と燃焼器１５とを備える。
【0033】
制御装置６０は、外部からガスタービン１０の要求出力を受け付け、この要求出力に応じて、流量調節弁４３及び切替器４８の動作を制御する。この制御装置６０は、コンピュータである。制御装置６０は、ハードウェア的には、各種演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵのワークエリアになるメモリ等の主記憶装置と、ハードディスクドライブ装置等の補助記憶装置と、キーボードやマウス等の入力装置と、表示装置と、を有する。この制御装置６０は、例えば、補助記憶装置に記憶された制御プログラムをＣＰＵが実行することで、機能する。
【0034】
燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎは、図２に示すように、ノズル軸線Ａｎを周りに筒状の内筒３１と、ノズル軸線Ａｎを周りに筒状で内筒３１の外周側に配置されている外筒３２と、を有する。ここで、ノズル軸線Ａｎが延びている方向を軸線方向Ｄａとし、この軸線方向Ｄａの両側のうち、一方側を後側Ｄａｂ、他方側を前側Ｄａｆとする。内筒３１の前側Ｄａｆの端の位置と外筒３２の前側Ｄａｆの端の位置とは、軸線方向Ｄａにおける位置が実質的に同じである。内筒３１の内周側は液体燃料流路３３を形成する。液体燃料流路３３は、液体燃料入口３３ｉと液体燃料噴射口３３ｏとを有する。液体燃料流路３３の後側Ｄａｂの端は、液体燃料入口３３ｉを成し、液体燃料流路３３の前側Ｄａｆの端は、液体燃料噴射口３３ｏを成す。液体燃料入口３３ｉには、液体アンモニアライン４７が接続されている。内筒３１の外周側と外筒３２の内周側との間は、気体燃料流路３４を形成する。気体燃料流路３４は、気体燃料入口３４ｉと気体燃料噴射口３４ｏとを有する。外筒３２の外周面中で外筒３２の後側Ｄａｂの部分には、開口が形成されている。この開口が気体燃料流路３４の気体燃料入口３４ｉを成し、気体燃料流路３４の前側Ｄａｆの端が気体燃料噴射口３４ｏを成す。気体燃料入口３４ｉには、気体アンモニアライン４６が接続されている。外筒３２の外周側であって、外筒３２の前側Ｄａｆの端からは、前側Ｄａｆに向かって圧縮機１４からの圧縮空気Ａｃｏｍが燃焼用空気として流れる。
【0035】
次に、図３に示すフローチャートに従って、以上で説明したガスタービンプラントにおける燃料供給方法の手順について説明する。
【0036】
この燃料供給方法では、アンモニア昇圧工程Ｓ１と、流量調節工程Ｓ２と、切替制御工程Ｓ３と、蒸気発生工程Ｓ４と、気化工程Ｓ５と、切替工程Ｓ６と、を実行する。
【0037】
アンモニア昇圧工程Ｓ１では、主アンモニアポンプ４４がアンモニアタンク４１から主アンモニアライン４２に流入した液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧する。流量調節工程Ｓ２では、流量調節弁４３が主アンモニアライン４２を流れる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量を調節する。この液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量調節により、燃焼器１５に供給される燃料の流量が調節される。制御装置６０は、ガスタービン１０の要求出力を受け付ける。制御装置６０は、この要求出力に応じて、燃焼器１５に供給される燃料の流量を定める。燃料の流量は、要求出力と正の相関性を有するように定められる。すなわち、要求出力が大きくなると、燃料の流量が多くなるよう、燃料の流量が定められる。制御装置６０は、燃焼器１５に供給される燃料の流量が定めた流量になるよう、流量調節弁４３に指示する。
【0038】
切替制御工程Ｓ３では、制御装置６０が、燃料供給状態として第一状態と第二状態と第三状態とのうち、いずれか一の状態を定め、この一の状態になるよう切替器４８に指示する。
【0039】
図４を参照して、制御装置６０による燃料供給状態の定める方法について説明する。ガスタービン１０への燃料供給量は、起動時から定格運転時になるまでの間、時間経過に伴って次第に増加する。また、前述したように、要求出力が定格出力より小さい出力の場合に、燃焼器１５に供給される燃料の流量は、要求出力が定格出力の場合に、燃焼器１５に供給される燃料の流量よりも少ない。ここで、要求出力が定格出力のときの燃料の流量パーセントを１００％とすると、起動前の燃料の流量パーセントは０％になる。また、要求出力が定格出力より小さい予め定められた出力のときの燃料の流量パーセントをα％とする。
【0040】
制御装置６０は、要求出力に応じて定めた燃料の流量パーセントが０％より大きくα％より小さい、少燃料流量の場合、第一状態、第二状態及び第三状態のうち、第二状態を選択する。この第二状態は、前述したように、液体アンモニアＮＨ３Ｌのみを燃料として燃料ノズル１５ｎに導く状態である。要求出力に応じて定めた燃料の流量パーセントがα％の場合、第一状態、第二状態及び第三状態のうち、前述したように、第三状態を選択する。この第三状態は、液体アンモニアＮＨ３Ｌと気体アンモニアＮＨ３Ｇとを燃料として燃料ノズル１５ｎに導く状態である。要求出力に応じて定めた燃料の流量パーセントがα％より大きい、多燃料流量の場合、第一状態、第二状態及び第三状態のうち、第一状態を選択する。この第一状態は、前述したように、気体アンモニアＮＨ３Ｇのみを燃料として燃料ノズル１５ｎに導く状態である。制御装置６０は、この選択した一の状態になるよう、切替器４８に指示する。
【0041】
蒸気発生工程Ｓ４では、排熱回収ボイラ２１がガスタービン１０からの排気ガスと水とを熱交換させて、水を蒸気にする。
【0042】
気化工程Ｓ５は、切替制御工程Ｓ３で、燃料供給状態として第一状態又は第三状態が定められた場合に実行され、燃料供給状態として第二状態が定められた場合には実行されない。気化工程Ｓ５では、気化器４５で、液体アンモニアＮＨ３Ｌが加熱媒体により加熱されて、気化する。加熱媒体である蒸気は、蒸気発生工程Ｓ４で発生した蒸気の一部が用いられる。
【0043】
切替工程Ｓ６では、第一状態、第二状態及び第三状態のうち、制御装置６０から指示された一の状態になるよう、切替器４８が動作する。
【0044】
例えば、制御装置６０から第一状態が指示された場合、切替器４８が有する気体アンモニア流量調節弁４８ｇと液体アンモニア流量調節弁４８ｉとのうち、気体アンモニア流量調節弁４８ｇが開になり、液体アンモニア流量調節弁４８ｉが閉になる。この結果、液体アンモニアＮＨ３Ｌが主アンモニアライン４２及び気体アンモニア流量調節弁４８ｇを介して、気化器４５に導かれ、ここで気体アンモニアＮＨ３Ｇになる。この気体アンモニアＮＨ３Ｇは、気体アンモニアライン４６及び気体アンモニア圧縮機５１を介して、燃焼器１５に導かれる。一方、主アンモニアポンプ４４で昇圧された液体アンモニアＮＨ３Ｌは、液体アンモニアライン４７に流入しない。よって、多燃料流量時に実行させる第一状態では、気体アンモニアＮＨ３Ｇのみが燃料として燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに供給される。この気体アンモニアＮＨ３Ｇは、燃料ノズル１５ｎの気体燃料流路３４を流れ、気体燃料噴射口３４ｏから燃焼筒１５ｃ内に噴射される。
【0045】
また、制御装置６０から第二状態が指示された場合、切替器４８が有する気体アンモニア流量調節弁４８ｇと液体アンモニア流量調節弁４８ｉとのうち、気体アンモニア流量調節弁４８ｇが閉になり、液体アンモニア流量調節弁４８ｉが開になる。この結果、液体アンモニアＮＨ３Ｌは、液体アンモニアライン４７、液体アンモニア流量調節弁４８ｉ及び液体アンモニアポンプ５２を介して、燃焼器１５に導かれる。一方、主アンモニアポンプ４４で昇圧された液体アンモニアＮＨ３Ｌは、気化器４５に導かれない。よって、少燃料流量時に実行させる第二状態では、液体アンモニアＮＨ３Ｌのみが燃料として燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに供給される。この液体アンモニアＮＨ３Ｌは、燃料ノズル１５ｎの液体燃料流路３３を流れ、液体燃料噴射口３３ｏから燃焼筒１５ｃ内に噴射される。
【0046】
また、制御装置６０から第三状態が指示された場合、切替器４８が有する気体アンモニア流量調節弁４８ｇと液体アンモニア流量調節弁４８ｉとの両方が半開になる。この結果、液体アンモニアＮＨ３Ｌが主アンモニアライン４２及び気体アンモニア流量調節弁４８ｇを介して、気化器４５に導かれ、ここで気体アンモニアＮＨ３Ｇになる。この気体アンモニアＮＨ３Ｇは、気体アンモニアライン４６及び気体アンモニア圧縮機５１を介して、燃焼器１５に導かれる。また、液体アンモニアＮＨ３Ｌは、液体アンモニアライン４７にも流入し、この液体アンモニアライン４７、液体アンモニア流量調節弁４８ｉ及び液体アンモニアポンプ５２を介して、燃焼器１５に導かれる。よって、少燃料流量と多燃料流量との間のα％燃料流量時に実行させる第三状態では、液体アンモニアＮＨ３Ｌと気体アンモニアＮＨ３Ｇとの両方が燃料として燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに供給される。この気体アンモニアＮＨ３Ｇは、燃料ノズル１５ｎの気体燃料流路３４を流れ、気体燃料噴射口３４ｏから燃焼筒１５ｃ内に噴射される。また、この液体アンモニアＮＨ３Ｌは、燃料ノズル１５ｎの液体燃料流路３３を流れ、液体燃料噴射口３３ｏから燃焼筒１５ｃ内に噴射される。
【0047】
ところで、図４に示すように、少燃料流量時から、α％燃料流量時を経て、多燃料流量時に移行する場合、α％燃料流量時が所定時間以上維持される。α％燃料流量時に実行させる第三状態では、この所定時間中、液体アンモニア流量調節弁４８ｉが時間経過に伴って徐々に閉り、燃焼器１５に導かれる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量が時間経過に伴って徐々に少なくなる。この第三状態では、この所定時間中、気体アンモニア流量調節弁４８ｇが時間経過に伴って徐々に開き、燃焼器１５に導かれる気体アンモニアＮＨ３Ｇの流量が時間経過に伴って徐々に多くなる。また、多燃料流量時から、α％燃料流量時を経て、少燃料流量時に移行する場合も、α％燃料流量時が所定時間以上維持される。α％燃料流量時に実行させる第三状態では、この所定時間中、気体アンモニア流量調節弁４８ｇが時間経過に伴って徐々に閉り、燃焼器１５に導かれる気体アンモニアＮＨ３Ｇの流量が時間経過に伴って徐々に少なくなる。この第三状態では、この所定時間中、液体アンモニア流量調節弁４８ｉが時間経過に伴って徐々に開き、燃焼器１５に導かれる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量が時間経過に伴って徐々に多くなる。
【0048】
アンモニアをガスタービン１０の燃料として用いる場合、アンモニアを形成する窒素の一部がＮＯｘになる。このＮＯｘの生成量は、燃料として用いられるアンモニアの流量と燃空比に依存する。燃料として用いられるアンモニアの流量が多くなれば、ＮＯｘの生成量は多くなり、燃料として用いられるアンモニアの流量が少なくなれば、ＮＯｘの生成量は少なくなる。また、燃焼ガス中のＮＯｘ濃度は、図５に示すように、燃空比がある値ｒのときに、最大になる。このＮＯｘ濃度は、燃空比がある値ｒより小さくなるに連れて次第に低くなる。また、このＮＯｘ濃度は、燃空比がある値ｒより大きくなるに連れて次第に低くなる。
【0049】
そこで、本実施形態では、燃空比の値が、ＮＯｘ濃度が所定値ｃより高くなる所定燃空比範囲Ｒ内の値にならないよう、燃空比が制御される。この燃空比の制御は、制御装置６０が実行する。制御装置６０は、前述したように、要求出力に応じて燃料の流量を定める。そして、制御装置６０は、定めた燃料流量に基づき、ＩＧＶ１４ｉの開度を定め、この開度をＩＧＶ１４ｉに指示する。このとき、制御装置６０は、定めた燃料流量と圧縮機１４が吸い込む空気の流量との比である燃空比の値が、前述の所定燃空比範囲Ｒ内の値にならないよう、ＩＧＶ１４ｉの開度を定める。
【0050】
以上のように、本実施形態では、燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇを導くことも、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌを導くことも可能である。燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎから燃料として液体アンモニアＮＨ３Ｌを噴射した場合、失火等が抑制され、燃料を安定燃焼させることができる。一方、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎから燃料として気体アンモニアＮＨ３Ｇを噴射した場合、ＮＯｘの生成を抑えることができる。ところで、低燃料流量時には、燃料の失火の可能性が高いが、アンモニアの流量自体が少ないためにＮＯｘの生成量は少ない。逆に、多燃料流量時には、燃料の失火の可能性が低いが、アンモニアの流量自体が多いため、ＮＯｘの生成量は多い。そこで、本実施形態では、前述したように、低燃料流量時には、燃料の失火の可能性を低くして燃料の安定燃焼を図るために、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌを導く。また、本実施形態では、多燃料流量時には、ＮＯｘの生成を抑えるために、燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇを導く。よって、本実施形態では、起動時に、液体アンモニアを燃焼器に供給することで、外部から熱エネルギー供給がなくても、燃料としてのアンモニアを燃焼器に供給することができる。さらに、本実施形態では、起動時から定格運転時にわたって、アンモニア以外の燃料を使用せずに、アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【0051】
さらに、本実施形態では、前述したように、燃空比の値が、ＮＯｘ濃度が所定値ｃより高くなる所定燃空比範囲Ｒ内の値にならないよう、燃空比が制御される。よって、本実施形態では、この観点からも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【0052】
また、本実施形態では、ガスタービン１０から排気された燃焼ガスが、脱硝装置２０を経た後、煙突２２から外部に排出される。このため、本実施形態では、ＮＯｘの排出量を抑制することができる。
【0053】
燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇのみが導かれている状態から、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌのみを導く状態に移行する場合、逆に、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌのみが導かれている状態から、燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇのみを導く状態に移行する場合、突然、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎから噴射される燃料の相が変化すると、燃料の安定燃焼性が損なわれる。本実施形態の燃料ノズル１５ｎは、液体燃料流路３３と気体燃料流路３４とを有し、液体アンモニアＮＨ３Ｌと気体アンモニアＮＨ３Ｇとを同時に噴射することができる。また、本実施形態では、第一状態から第二状態に移行する過程、又は第二状態から第一状態に移行する過程で、液体アンモニアＮＨ３Ｌと気体アンモニアＮＨ３Ｇとの両方を燃料として燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに導く。このため、本実施形態では、以上のような移行過程での燃料の安定燃焼性を確保することができる。
【0054】
「第二実施形態」
以下、本開示に係るガスタービンプラントの第二実施形態について、図６を用いて説明する。
以下、本開示に係るガスタービンプラントの第二実施形態について、図６を用いて説明する。
【0055】
本実施形態のガスタービンプラントは、第一実施形態のガスタービンプラントと同様、ガスタービン１０と、脱硝装置２０と、排熱回収ボイラ２１と、蒸気タービン２３と、復水器２４と、ポンプ２５と、燃料供給設備４０ａと、制御装置６０と、を備える。但し、本実施形態の燃料供給設備４０ａは、第一実施形態の燃料供給設備４０と異なる。
【0056】
本実施形態の燃料供給設備４０ａは、第一実施形態の燃料供給設備４０と同様、アンモニアタンク４１と、主アンモニアライン４２と、主アンモニアポンプ４４と、気化器４５と、気体アンモニアライン４６と、液体アンモニアライン４７と、切替器４８と、加熱媒体ライン５３と、加熱媒体弁５４と、加熱媒体回収ライン５５と、を有する。但し、本実施形態の燃料供給設備４０ａは、第一実施形態の燃料供給設備４０における、流量調節弁４３と、気体アンモニア圧縮機５１と、液体アンモニアポンプ５２と、を有していない。このため、本実施形態では、切替器４８を構成する液体アンモニア流量調節弁４８ｉと気体アンモニア流量調節弁４８ｇとが、第一実施形態における流量調節弁４３の機能も担う。また、本実施形態では、主アンモニアポンプ４４が、気体アンモニア圧縮機５１及び液体アンモニアポンプ５２の機能も担う。
【0057】
本実施形態の燃料供給設備４０ａは、前述したように、第一実施形態の燃料供給設備４０における、流量調節弁４３と、気体アンモニア圧縮機５１と、液体アンモニアポンプ５２と、を有していない。このため、本実施形態では、第一実施形態よりも、設備製造コストを抑えることができる。
【0058】
「第三実施形態」
以下、本開示に係るガスタービンプラントの第三実施形態について、図７を用いて説明する。
以下、本開示に係るガスタービンプラントの第三実施形態について、図７を用いて説明する。
【0059】
本実施形態のガスタービンプラントは、第一実施形態及び第二実施形態のガスタービンプラントと同様、ガスタービン１０と、脱硝装置２０と、排熱回収ボイラ２１と、蒸気タービン２３と、復水器２４と、ポンプ２５と、燃料供給設備４０ｂと、制御装置６０と、を備える。但し、本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、第一実施形態及び第二実施形態の燃料供給設備４０，４０ａと異なる。
【0060】
本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、第一実施形態の燃料供給設備４０と同様、アンモニアタンク４１と、主アンモニアライン４２と、流量調節弁４３と、主アンモニアポンプ４４と、気化器４５と、気体アンモニアライン４６と、切替器４８ｂと、加熱媒体ライン５３と、加熱媒体弁５４と、加熱媒体回収ライン５５と、を有する。但し、本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、気体アンモニアライン４６が第一実施形態における液体アンモニアライン４７を兼ねる。このため、本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、気体アンモニアライン４６に対して独立した液体アンモニアライン４７は存在しない。よって、本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、第二実施形態の燃料供給設備４０ａと同様、気体アンモニア圧縮機５１と、液体アンモニアポンプ５２と、を有していない。また、本実施形態の切替器４８ｂは、加熱媒体弁５４を有し、第一実施形態及び第二実施形態の切替器４８のように、液体アンモニア流量調節弁４８ｉ及び気体アンモニア流量調節弁４８ｇを有していない。
【0061】
本実施形態では、第二状態を実現する場合、加熱媒体弁５４を閉じる。この結果、加熱媒体である蒸気は、気化器４５に導かれず、気化器４５に主アンモニアライン４２からの液体アンモニアＮＨ３Ｌが流入しても、加熱媒体で加熱されず、液体アンモニアＮＨ３Ｌの状態のまま、この気化器４５から流出する。この液体アンモニアＮＨ３Ｌは、液体アンモニアライン４７を兼ねる気体アンモニアライン４６を介して、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに導かれる。
【0062】
また、本実施形態では、第一状態を実現する場合、加熱媒体弁５４を開ける。この結果、加熱媒体である蒸気は、気化器４５に導かれ、気化器４５に主アンモニアライン４２からの液体アンモニアＮＨ３Ｌが流入すると、加熱媒体で加熱され、気化した後、この気化器４５から流出する。この気体アンモニアＮＨ３Ｇは、液体アンモニアライン４７を兼ねる気体アンモニアライン４６を介して、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに導かれる。
【0063】
以上のように、本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、気体アンモニアライン４６が液体アンモニアライン４７を兼ねるため、第一実施形態及び第二実施形態よりも、設備製造コストを抑えることができる。
【0064】
なお、本実施形態の燃料供給設備４０ｂは、気体アンモニアライン４６に対して独立した液体アンモニアライン４７は存在しないため、本実施形態の燃料ノズル１５ｎは、第一実施形態及び第二実施形態のように、二種類の燃料流路を有しておらず、一種類の燃料流路のみを有する。
【0065】
排熱回収ボイラ２１では、水を蒸気にする過程で、温水が生成される。そこで、以上の各実施形態で、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、この温水を用いてもよい。
【0066】
「第一変形例」
第一実施形態では、図４を用いて説明したように、少燃料流量時から、α％燃料流量時を経て、多燃料流量時に移行する場合、及び、多燃料流量時から、α％燃料流量時を経て、少燃料流量時に移行する場合には、α％燃料流量時が所定時間以上維持される。しかしながら、以上のような移行時に、α％燃料流量を所定時間以上維持しなくてもよい。
第一実施形態では、図４を用いて説明したように、少燃料流量時から、α％燃料流量時を経て、多燃料流量時に移行する場合、及び、多燃料流量時から、α％燃料流量時を経て、少燃料流量時に移行する場合には、α％燃料流量時が所定時間以上維持される。しかしながら、以上のような移行時に、α％燃料流量を所定時間以上維持しなくてもよい。
【0067】
ここで、図８に示すように、燃料流量パーセントがα％より大きく１００％より小さい燃料パーセントをβ％とする。また、ガスタービン１０への燃料供給量が、起動時から定格運転時になるまでの間、時間経過に伴ってリニアに増加するとする。よって、起動時から定格運転時になる過程におけるα％燃料流量時からβ％燃料流量時の間も、ガスタービン１０への燃料供給量が、時間経過に伴ってリニアに増加するとする。
【0068】
本変形例では、燃料流量パーセントがα％より小さい少燃料流量時に、第二状態を実行し、燃料流量パーセントがβ％より大きい多燃料流量時に、第一状態を実行し、燃料流量パーセントがα％以上でβ％以下のときに、第三状態を実行する。
【0069】
少燃料流量時から多燃料流量時に移行する場合、燃料流量パーセントがα％以上でβ％以下のときに実行される第三状態では、液体アンモニア流量調節弁４８ｉが時間経過に伴って徐々に閉り、燃焼器１５に導かれる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量が時間経過に伴って徐々に少なくなる。一方、気体アンモニア流量調節弁４８ｇが時間経過に伴って徐々に開き、燃焼器１５に導かれる気体アンモニアＮＨ３Ｇの流量が時間経過に伴って徐々に多くなる。また、多燃料流量時から少燃料流量時に移行する場合、燃料流量パーセントがα％以上でβ％以下のときに実行される第三状態では、気体アンモニア流量調節弁４８ｇが時間経過に伴って徐々に閉り、燃焼器１５に導かれる気体アンモニアＮＨ３Ｇの流量が時間経過に伴って徐々に少なくなる。一方、液体アンモニア流量調節弁４８ｉが時間経過に伴って徐々に開き、燃焼器１５に導かれる液体アンモニアＮＨ３Ｌの流量が時間経過に伴って徐々に多くなる。
【0070】
「第二変形例」
以上の各実施形態では、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１で生成された蒸気又は温水を用いる。しかしながら、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを用いてもよい。そこで、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを用いる変形例について、図９を用いて説明する。
以上の各実施形態では、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１で生成された蒸気又は温水を用いる。しかしながら、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを用いてもよい。そこで、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを用いる変形例について、図９を用いて説明する。
【0071】
本変形例の燃料供給設備４０ｃは、第一実施形態の燃料供給設備４０の変形例である。本変形例における気化器４５には、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスの一部が導かれる。このため、本変形例における気化器４５の媒体入口には、加熱媒体ライン５３ｃの一端が接続され、この加熱媒体ライン５３ｃの他端は、排熱回収ボイラ２１に接続されている。この加熱媒体ライン５３ｃには、加熱媒体ライン５３ｃを流れる排気ガスの流量を調節する加熱媒体弁５４ｃが設けられている。気化器４５の媒体出口には、加熱媒体回収ライン５５ｃの一端が接続されている。この加熱媒体回収ライン５５ｃの他端は、例えば、煙突２２に接続されている。なお、加熱媒体回収ライン５５ｃの他端は、煙突２２ではなく、排熱回収ボイラ２１中で、加熱媒体ライン５３ｃの他端が接続されている位置よりも、下流側の位置に接続してもよい。ここでの下流側は、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスの流れに対する下流側である。
【0072】
「第三変形例」
以上の第二変形例の燃料供給設備４０ｃは、排熱回収ボイラ２１外に気化器４５を配置し、この気化器４５に排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを導くように構成した燃料供給設備である。しかしながら、図１０に示すように、気化器としての伝熱管４５ｄを排熱回収ボイラ２１内に配置し、この伝熱管４５ｄ内に液体アンモニアＮＨ３Ｌを流し、この液体アンモニアＮＨ３Ｌを排熱回収ボイラ２１内であって伝熱管４５ｄ外を流れる排気ガスで加熱してもよい。この燃料供給設備４０ｄの場合、主アンモニアライン４２の端が伝熱管４５ｄの一端に接続され、気体アンモニアライン４６の一端が伝熱管４５ｄの他端に接続される。
以上の第二変形例の燃料供給設備４０ｃは、排熱回収ボイラ２１外に気化器４５を配置し、この気化器４５に排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを導くように構成した燃料供給設備である。しかしながら、図１０に示すように、気化器としての伝熱管４５ｄを排熱回収ボイラ２１内に配置し、この伝熱管４５ｄ内に液体アンモニアＮＨ３Ｌを流し、この液体アンモニアＮＨ３Ｌを排熱回収ボイラ２１内であって伝熱管４５ｄ外を流れる排気ガスで加熱してもよい。この燃料供給設備４０ｄの場合、主アンモニアライン４２の端が伝熱管４５ｄの一端に接続され、気体アンモニアライン４６の一端が伝熱管４５ｄの他端に接続される。
【0073】
なお、この第三変形例の燃料供給設備４０ｄ及び第二変形例の燃料供給設備４０ｃは、第一実施形態の燃料供給設備４０の変形例であるが、第二実施形態の燃料供給設備４０ａ及び第三実施形態の燃料供給設備４０ｂにおいても、第三変形例又は第二変形例と同様に、液体アンモニアＮＨ３Ｌとの熱交換対象である加熱媒体として、排熱回収ボイラ２１内を流れる排気ガスを用いてもよい。
【0074】
以上、本開示の実施形態及び変形例について詳述したが、本開示は上記実施形態及び上記変形例に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加、変更、置き換え、部分的削除等が可能である。
【0075】
「付記」
以上の実施形態における燃料供給設備は、例えば、以下のように把握される。
以上の実施形態における燃料供給設備は、例えば、以下のように把握される。
【0076】
（１）第一態様における燃料供給設備は、
液体アンモニアＮＨ３Ｌを貯留可能なアンモニアタンク４１に接続されている主アンモニアライン４２と、前記主アンモニアライン４２中に設けられ、前記アンモニアタンク４１からの前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧可能な主アンモニアポンプ４４と、前記主アンモニアライン４２の端に接続され、加熱媒体と前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱して気化させることができる気化器４５と、前記気化器４５に接続され、前記気化器４５で気化したアンモニアである気体アンモニアＮＨ３Ｇを燃料としてガスタービン１０の燃焼器１５に導くことができる気体アンモニアライン４６と、前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された液体アンモニアＮＨ３Ｌであって、前記気化器４５で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアＮＨ３Ｌを燃料として、前記燃焼器１５に導くことができる液体アンモニアライン４７と、前記気体アンモニアライン４６から前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを前記燃焼器１５に導く第一状態と、前記液体アンモニアライン４７から前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記燃焼器１５に導く第二状態とを含む複数の状態の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器４８，４８ｂと、を備える。
液体アンモニアＮＨ３Ｌを貯留可能なアンモニアタンク４１に接続されている主アンモニアライン４２と、前記主アンモニアライン４２中に設けられ、前記アンモニアタンク４１からの前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧可能な主アンモニアポンプ４４と、前記主アンモニアライン４２の端に接続され、加熱媒体と前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱して気化させることができる気化器４５と、前記気化器４５に接続され、前記気化器４５で気化したアンモニアである気体アンモニアＮＨ３Ｇを燃料としてガスタービン１０の燃焼器１５に導くことができる気体アンモニアライン４６と、前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された液体アンモニアＮＨ３Ｌであって、前記気化器４５で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアＮＨ３Ｌを燃料として、前記燃焼器１５に導くことができる液体アンモニアライン４７と、前記気体アンモニアライン４６から前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを前記燃焼器１５に導く第一状態と、前記液体アンモニアライン４７から前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記燃焼器１５に導く第二状態とを含む複数の状態の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる切替器４８，４８ｂと、を備える。
【0077】
本態様では、燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇを導くことも、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌを導くことも可能である。燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎから燃料として液体アンモニアＮＨ３Ｌを噴射した場合、失火等が抑制され、燃料を安定燃焼させることができる。一方、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎから燃料として気体アンモニアＮＨ３Ｇを噴射した場合、ＮＯｘの生成を抑えることができる。ところで、低燃料流量時には、燃料の失火の可能性が高いが、アンモニアの流量自体が少ないためにＮＯｘの生成量は少ない。逆に、多燃料流量時には、燃料の失火の可能性が低いが、アンモニアの流量自体が多いため、ＮＯｘの生成量は多い。そこで、低燃料流量時には、燃料の失火の可能性を低くして燃料の安定燃焼を図るために、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌを導く。また、多燃料流量時には、ＮＯｘの生成を抑えるために、燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇを導く。この結果、本態様では、アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【0078】
（２）第二態様における燃料供給設備は、
前記第一態様における燃料供給設備において、前記切替器４８，４８ｂは、前記気体アンモニアライン４６からの前記気体アンモニアＮＨ３Ｇと前記液体アンモニアライン４７からの前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを前記燃焼器１５に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる。
前記第一態様における燃料供給設備において、前記切替器４８，４８ｂは、前記気体アンモニアライン４６からの前記気体アンモニアＮＨ３Ｇと前記液体アンモニアライン４７からの前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを前記燃焼器１５に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる。
【0079】
燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇのみが導かれている状態から、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌのみを導く状態に移行する場合、逆に、燃焼器１５に液体アンモニアＮＨ３Ｌのみが導かれている状態から、燃焼器１５に気体アンモニアＮＨ３Ｇのみを導く状態に移行する場合、突然、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎから噴射される燃料の相が変化すると、燃料の安定燃焼性が損なわれる。そこで、本態様では、第一状態から第二状態に移行する過程、又は第二状態から第一状態に移行する過程で、第三状態を実行する。このため、本態様では、以上のような移行過程での燃料の安定燃焼性を確保することができる。
【0080】
（３）第三態様における燃料供給設備は、
前記第一態様又は前記第二態様における燃料供給設備において、さらに、前記燃焼器１５に供給される前記燃料の流量を調節する流量調節弁４３を備える。
前記第一態様又は前記第二態様における燃料供給設備において、さらに、前記燃焼器１５に供給される前記燃料の流量を調節する流量調節弁４３を備える。
【0081】
（４）第四態様における燃料供給設備は、
前記第一態様から前記第三態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備において、前記液体アンモニアライン４７の端は、前記主アンモニアライン４２中であって、前記主アンモニアポンプ４４と前記気化器４５との間の位置に接続されている。
前記第一態様から前記第三態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備において、前記液体アンモニアライン４７の端は、前記主アンモニアライン４２中であって、前記主アンモニアポンプ４４と前記気化器４５との間の位置に接続されている。
【0082】
（５）第五態様における燃料供給設備は、
前記第四態様における燃料供給設備において、前記切替器４８は、前記第一状態を実現するために、前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記液体アンモニアライン４７に導く状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる弁４８ｇ，４８ｉである。
前記第四態様における燃料供給設備において、前記切替器４８は、前記第一状態を実現するために、前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記液体アンモニアライン４７に導く状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替えることができる弁４８ｇ，４８ｉである。
【0083】
（６）第六態様における燃料供給設備は、
前記第四態様又は前記第五態様における燃料供給設備において、さらに、前記液体アンモニアライン４７中に設けられ、前記液体アンモニアライン４７を流れる前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧可能な液体アンモニアポンプ５２と、前記気体アンモニアライン４６中に設けられ、前記気体アンモニアライン４６を流れる前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを昇圧可能な気体アンモニア圧縮機５１と、を備える。
前記第四態様又は前記第五態様における燃料供給設備において、さらに、前記液体アンモニアライン４７中に設けられ、前記液体アンモニアライン４７を流れる前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧可能な液体アンモニアポンプ５２と、前記気体アンモニアライン４６中に設けられ、前記気体アンモニアライン４６を流れる前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを昇圧可能な気体アンモニア圧縮機５１と、を備える。
【0084】
本態様では、液体アンモニアライン４７を経て、燃焼器１５に導かれる液体アンモニアＮＨ３Ｌの圧力を容易に目標の圧力にすることができると共に、気体アンモニアライン４６を経て、燃焼器１５に導かれる気体アンモニアＮＨ３Ｇの圧力を容易に目標の圧力にすることができる。
【0085】
（７）第七態様における燃料供給設備は、
前記第一態様から前記第三態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備において、前記気体アンモニアライン４６は、前記液体アンモニアライン４７を兼ねる。前記切替器４８ｂは、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える加熱媒体弁５４である。
前記第一態様から前記第三態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備において、前記気体アンモニアライン４６は、前記液体アンモニアライン４７を兼ねる。前記切替器４８ｂは、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える加熱媒体弁５４である。
【0086】
本態様では、気体アンモニアライン４６が液体アンモニアライン４７を兼ねるため、ライン構成が簡単になり、設備製造コストを抑えることができる。
【0087】
（８）第八態様における燃料供給設備は、
前記第一態様から前記第七態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備において、さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替器４８，４８ｂに対して、前記一の状態になるよう指示する制御装置６０を備える。
前記第一態様から前記第七態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備において、さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替器４８，４８ｂに対して、前記一の状態になるよう指示する制御装置６０を備える。
【0088】
燃焼器１５に供給する燃料流量は、要求出力に応じて変化する。本態様の制御装置６０は、要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定める。このため、本態様では、多燃料流量時に燃料供給状態を第一状態にし、少燃料流量時に燃料供給状態を第二状態にすることができる。
【0089】
以上の実施形態における燃料燃焼設備は、例えば、以下のように把握される。
（９）第九態様における燃料燃焼設備は、
前記第一態様から前記第八態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備と、前記燃料供給設備４０からの前記燃料を圧縮空気Ａｃｏｍ中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器１５と、を備える。
（９）第九態様における燃料燃焼設備は、
前記第一態様から前記第八態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備と、前記燃料供給設備４０からの前記燃料を圧縮空気Ａｃｏｍ中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器１５と、を備える。
【0090】
（１０）第十態様における燃料燃焼設備は、
前記第九態様における燃料燃焼設備において、前記燃焼器１５は、前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスをタービン１６に導くことができる燃焼室１５ｓを形成する燃焼室形成器１５ｃと、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料及び圧縮空気Ａｃｏｍを噴射可能な燃焼器本体１５ｂと、を有する。前記燃焼器本体１５ｂは、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズル１５ｎを有する。前記燃料ノズル１５ｎは、前記気体アンモニアライン４６に接続され、前記気体アンモニアライン４６を流れてきた前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な気体燃料流路３４と、前記液体アンモニアライン４７に接続され、前記液体アンモニアライン４７を流れてきた前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な液体燃料流路３３と、を有する。
前記第九態様における燃料燃焼設備において、前記燃焼器１５は、前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスをタービン１６に導くことができる燃焼室１５ｓを形成する燃焼室形成器１５ｃと、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料及び圧縮空気Ａｃｏｍを噴射可能な燃焼器本体１５ｂと、を有する。前記燃焼器本体１５ｂは、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズル１５ｎを有する。前記燃料ノズル１５ｎは、前記気体アンモニアライン４６に接続され、前記気体アンモニアライン４６を流れてきた前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な気体燃料流路３４と、前記液体アンモニアライン４７に接続され、前記液体アンモニアライン４７を流れてきた前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な液体燃料流路３３と、を有する。
【0091】
以上の実施形態におけるガスタービンプラントは、例えば、以下のように把握される。
（１１）第十一態様におけるガスタービンプラントは、
前記第一態様から前記第八態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備と、前記ガスタービン１０と、を備える。前記ガスタービン１０は、空気を圧縮して圧縮空気Ａｃｏｍを生成する圧縮機１４と、前記燃料供給設備４０からの前記燃料を前記圧縮空気Ａｃｏｍ中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器１５と、前記燃焼ガスで駆動可能なタービン１６と、を有する。
（１１）第十一態様におけるガスタービンプラントは、
前記第一態様から前記第八態様のうちのいずれか一態様における燃料供給設備と、前記ガスタービン１０と、を備える。前記ガスタービン１０は、空気を圧縮して圧縮空気Ａｃｏｍを生成する圧縮機１４と、前記燃料供給設備４０からの前記燃料を前記圧縮空気Ａｃｏｍ中で燃焼させて、燃焼ガスを生成する前記燃焼器１５と、前記燃焼ガスで駆動可能なタービン１６と、を有する。
【0092】
（１２）第十二態様におけるガスタービンプラントは、
前記第十一態様におけるガスタービンプラントにおいて、前記燃焼器１５は、前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスを前記タービン１６に導くことができる燃焼室１５ｓを形成する燃焼室形成器１５ｃと、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料及び前記圧縮空気Ａｃｏｍを噴射可能な燃焼器本体１５ｂと、を有する。前記燃焼器本体１５ｂは、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズル１５ｎを有する。前記燃料ノズル１５ｎは、前記気体アンモニアライン４６に接続され、前記気体アンモニアライン４６を流れてきた前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な気体燃料流路３４と、前記液体アンモニアライン４７に接続され、前記液体アンモニアライン４７を流れてきた前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な液体燃料流路３３と、を有する。
前記第十一態様におけるガスタービンプラントにおいて、前記燃焼器１５は、前記燃料が燃焼し、且つ前記燃料の燃焼で生成された前記燃焼ガスを前記タービン１６に導くことができる燃焼室１５ｓを形成する燃焼室形成器１５ｃと、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料及び前記圧縮空気Ａｃｏｍを噴射可能な燃焼器本体１５ｂと、を有する。前記燃焼器本体１５ｂは、前記燃焼室１５ｓ内に前記燃料を噴射可能な燃料ノズル１５ｎを有する。前記燃料ノズル１５ｎは、前記気体アンモニアライン４６に接続され、前記気体アンモニアライン４６を流れてきた前記気体アンモニアＮＨ３Ｇを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な気体燃料流路３４と、前記液体アンモニアライン４７に接続され、前記液体アンモニアライン４７を流れてきた前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記燃焼室１５ｓ内に噴射可能な液体燃料流路３３と、を有する。
【0093】
本態様では、燃料ノズル１５ｎから、気体アンモニアＮＨ３Ｇと液体アンモニアＮＨ３Ｌとを同時噴射することができる。
【0094】
（１３）第十三態様におけるガスタービンプラントは、
前記第十一態様又は前記第十二態様におけるガスタービンプラントにおいて、さらに、前記タービン１６から排気された前記燃焼ガスである排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ２１と、前記排熱回収ボイラ２１で発生した蒸気の一部又は前記排熱回収ボイラ２１で加熱された水の一部を前記加熱媒体として、前記気化器４５に導く加熱媒体ライン５３と、を備える。
前記第十一態様又は前記第十二態様におけるガスタービンプラントにおいて、さらに、前記タービン１６から排気された前記燃焼ガスである排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ２１と、前記排熱回収ボイラ２１で発生した蒸気の一部又は前記排熱回収ボイラ２１で加熱された水の一部を前記加熱媒体として、前記気化器４５に導く加熱媒体ライン５３と、を備える。
【0095】
（１４）第十四態様におけるガスタービンプラントは、
前記第十一態様又は前記第十二態様におけるガスタービンプラントにおいて、前記気化器４５は、前記加熱媒体としての前記タービン１６から排気された前記燃焼ガスである排気ガスと前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱して気化させることができる。
前記第十一態様又は前記第十二態様におけるガスタービンプラントにおいて、前記気化器４５は、前記加熱媒体としての前記タービン１６から排気された前記燃焼ガスである排気ガスと前記主アンモニアポンプ４４で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱して気化させることができる。
【0096】
以上の実施形態における燃料供給方法は、例えば、以下のように把握される。
（１５）第十五態様における燃料供給方法は、
液体アンモニアＮＨ３Ｌを貯留しているアンモニアタンク４１からの前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧するアンモニア昇圧工程Ｓ１と、加熱媒体と前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱して気化させる気化工程Ｓ５と、前記気化工程Ｓ５で気化したアンモニアである気体アンモニアＮＨ３Ｇを燃料としてガスタービン１０の燃焼器１５に導く第一状態と、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された液体アンモニアＮＨ３Ｌであって、前記気化工程Ｓ５で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアＮＨ３Ｌを燃料として、前記燃焼器１５に導く第二状態とを含む複数の状態の間で、アンモニア供給状態を切り替える切替工程Ｓ６と、を実行する。
（１５）第十五態様における燃料供給方法は、
液体アンモニアＮＨ３Ｌを貯留しているアンモニアタンク４１からの前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを昇圧するアンモニア昇圧工程Ｓ１と、加熱媒体と前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを熱交換させて前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを加熱して気化させる気化工程Ｓ５と、前記気化工程Ｓ５で気化したアンモニアである気体アンモニアＮＨ３Ｇを燃料としてガスタービン１０の燃焼器１５に導く第一状態と、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された液体アンモニアＮＨ３Ｌであって、前記気化工程Ｓ５で前記加熱媒体と熱交換されていない液体アンモニアＮＨ３Ｌを燃料として、前記燃焼器１５に導く第二状態とを含む複数の状態の間で、アンモニア供給状態を切り替える切替工程Ｓ６と、を実行する。
【0097】
本態様では、前述の第一態様と同様に、アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【0098】
（１６）第十六態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様における燃料供給方法において、前記切替工程Ｓ６では、前記気体アンモニアＮＨ３Ｇと前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを前記燃焼器１５に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える。
前記第十五態様における燃料供給方法において、前記切替工程Ｓ６では、前記気体アンモニアＮＨ３Ｇと前記液体アンモニアＮＨ３Ｌとを前記燃焼器１５に導く第三状態と、前記第一状態と、前記第二状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える。
【0099】
本態様では、前述の第二態様と同様に、第一状態から第二状態に移行する過程、又は第二状態から第一状態に移行する過程で、第三状態を実行することで、以上のような移行過程での燃料の安定燃焼性を確保することができる。
【0100】
（１７）第十七態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様又は前記第十六態様における燃料供給方法において、さらに、前記燃焼器１５に供給する前記燃料の流量を調節する流量調節工程Ｓ２を実行する。
前記第十五態様又は前記第十六態様における燃料供給方法において、さらに、前記燃焼器１５に供給する前記燃料の流量を調節する流量調節工程Ｓ２を実行する。
【0101】
（１８）第十八態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様から前記第十七態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、前記気化工程Ｓ５は、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアＮＨ３Ｌと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器４５により実行される。前記切替工程Ｓ６では、前記第一状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記気化器４５に導かない状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える。
前記第十五態様から前記第十七態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、前記気化工程Ｓ５は、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアＮＨ３Ｌと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器４５により実行される。前記切替工程Ｓ６では、前記第一状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌを前記気化器４５に導かない状態と、の間でアンモニア供給状態を切り替える。
【0102】
（１９）第十九態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様から前記第十七態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、前記気化工程Ｓ５は、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアＮＨ３Ｌと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器４５により実行される。前記切替工程Ｓ６では、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える。
前記第十五態様から前記第十七態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、前記気化工程Ｓ５は、前記アンモニア昇圧工程Ｓ１で昇圧された前記液体アンモニアＮＨ３Ｌが流入すると共に、前記加熱媒体が流入し、前記液体アンモニアＮＨ３Ｌと前記加熱媒体とを熱交換させる気化器４５により実行される。前記切替工程Ｓ６では、前記第一状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導く状態と、前記第二状態を実現するために、前記加熱媒体を前記気化器４５に導かない状態と、の間で前記加熱媒体の供給状態を切り替える。
【0103】
（２０）第二十態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様から前記第十九態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替工程Ｓ６で前記一の状態を実行させる切替制御工程Ｓ３を実行する。
前記第十五態様から前記第十九態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、さらに、外部から前記ガスタービンの要求出力を受け付け、前記要求出力に応じて、前記第一状態と前記第二状態とを含む複数の状態のうちの一の状態を定め、前記切替工程Ｓ６で前記一の状態を実行させる切替制御工程Ｓ３を実行する。
【0104】
燃焼器１５に供給する燃料流量は、要求出力に応じて変化する。本態様では、前述の第八態様と同様に、多燃料流量時に燃料供給状態を第一状態にし、少燃料流量時に燃料供給状態を第二状態にすることができる。
【0105】
（２１）第二十一態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様から前記第二十態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、さらに、前記ガスタービン１０から排気された排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生工程Ｓ４を実行し、前記気化工程Ｓ５では、前記蒸気発生工程Ｓ４で発生した前記蒸気の一部、又は、前記蒸気発生工程Ｓ４の実行過程で生成された温水を前記加熱媒体として用いる。
前記第十五態様から前記第二十態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、さらに、前記ガスタービン１０から排気された排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる蒸気発生工程Ｓ４を実行し、前記気化工程Ｓ５では、前記蒸気発生工程Ｓ４で発生した前記蒸気の一部、又は、前記蒸気発生工程Ｓ４の実行過程で生成された温水を前記加熱媒体として用いる。
【0106】
（２２）第二十二態様における燃料供給方法は、
前記第十五態様から前記第二十態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、前記気化工程Ｓ５では、前記ガスタービン１０から排気された排気ガスを前記加熱媒体として用いる。
前記第十五態様から前記第二十態様のうちのいずれか一態様における燃料供給方法において、前記気化工程Ｓ５では、前記ガスタービン１０から排気された排気ガスを前記加熱媒体として用いる。
【産業上の利用可能性】
【0107】
本開示の一態様では、アンモニアを安定燃焼させつつも、ＮＯｘの生成を抑制することができる。
【符号の説明】
【0108】
１０：ガスタービン
１１：ガスタービンロータ
１２：中間ケーシング
１４：圧縮機
１４ｒ：圧縮機ロータ
１４ｃ：圧縮機ケーシング
１４ｉ：吸気量調節機（又はＩＧＶ）
１５：燃焼器
１５ｃ：燃焼筒（又は尾筒、又は燃焼室形成器）
１５ｓ：燃焼室
１５ｂ：燃焼器本体
１５ｎ：燃料ノズル
１６：タービン
１６ｒ：タービンロータ
１６ｃ：タービンケーシング
２０：脱硝装置
２１：排熱回収ボイラ
２２：煙突
２３：蒸気タービン
２４：復水器
２５：ポンプ
２６：給水ライン
２７：主蒸気ライン
３１：内筒
３２：外筒
３３：液体燃料流路
３３ｉ：液体燃料入口
３３ｏ：液体燃料噴射口
３４：気体燃料流路
３４ｉ：気体燃料入口
３４ｏ：気体燃料噴射口
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ：燃料供給設備
４１：アンモニアタンク
４２：主アンモニアライン
４３：流量調節弁
４４：主アンモニアポンプ
４５：気化器
４５ｄ：伝熱管（気化器）
４６：気体アンモニアライン
４７：液体アンモニアライン
４８，４８ｂ：切替器
４８ｇ：気体アンモニア流量調節弁
４８ｉ：液体アンモニア流量調節弁
５１：気体アンモニア圧縮機
５２：液体アンモニアポンプ
５３：加熱媒体ライン
５４：加熱媒体弁
５５：加熱媒体回収ライン
６０：制御装置
Ａ：空気
Ａｃｏｍ：圧縮空気
ＮＨ３Ｇ：気体アンモニア
ＮＨ３Ｌ：液体アンモニア
Ａｎ：ノズル軸線
Ａｒ：ロータ軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａｂ：後側
Ｄａｆ：前側
１１：ガスタービンロータ
１２：中間ケーシング
１４：圧縮機
１４ｒ：圧縮機ロータ
１４ｃ：圧縮機ケーシング
１４ｉ：吸気量調節機（又はＩＧＶ）
１５：燃焼器
１５ｃ：燃焼筒（又は尾筒、又は燃焼室形成器）
１５ｓ：燃焼室
１５ｂ：燃焼器本体
１５ｎ：燃料ノズル
１６：タービン
１６ｒ：タービンロータ
１６ｃ：タービンケーシング
２０：脱硝装置
２１：排熱回収ボイラ
２２：煙突
２３：蒸気タービン
２４：復水器
２５：ポンプ
２６：給水ライン
２７：主蒸気ライン
３１：内筒
３２：外筒
３３：液体燃料流路
３３ｉ：液体燃料入口
３３ｏ：液体燃料噴射口
３４：気体燃料流路
３４ｉ：気体燃料入口
３４ｏ：気体燃料噴射口
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ：燃料供給設備
４１：アンモニアタンク
４２：主アンモニアライン
４３：流量調節弁
４４：主アンモニアポンプ
４５：気化器
４５ｄ：伝熱管（気化器）
４６：気体アンモニアライン
４７：液体アンモニアライン
４８，４８ｂ：切替器
４８ｇ：気体アンモニア流量調節弁
４８ｉ：液体アンモニア流量調節弁
５１：気体アンモニア圧縮機
５２：液体アンモニアポンプ
５３：加熱媒体ライン
５４：加熱媒体弁
５５：加熱媒体回収ライン
６０：制御装置
Ａ：空気
Ａｃｏｍ：圧縮空気
ＮＨ３Ｇ：気体アンモニア
ＮＨ３Ｌ：液体アンモニア
Ａｎ：ノズル軸線
Ａｒ：ロータ軸線
Ｄａ：軸線方向
Ｄａｂ：後側
Ｄａｆ：前側
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2024-10-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼器と、
前記燃焼器に接続されるタービンと、
燃料である液体アンモニアを加熱する加熱部と、
前記加熱部によって加熱された前記燃料を前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、
前記加熱部によって加熱されていない液体アンモニアを前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、
を備えるガスタービンシステム。
前記燃焼器に接続されるタービンと、
燃料である液体アンモニアを加熱する加熱部と、
前記加熱部によって加熱された前記燃料を前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、
前記加熱部によって加熱されていない液体アンモニアを前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、
を備えるガスタービンシステム。
【請求項2】
前記加熱部は燃料である前記液体アンモニアを気化させ、
前記第１燃料供給ラインは、当該気化した気体アンモニアを前記燃料ノズルに供給可能である請求項１に記載のガスタービンシステム。
前記第１燃料供給ラインは、当該気化した気体アンモニアを前記燃料ノズルに供給可能である請求項１に記載のガスタービンシステム。
【請求項3】
燃焼器と、
前記燃焼器に接続されるタービンと、
燃料である液体アンモニアを加熱して気化させる加熱部と、
当該気化した気体アンモニアを前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、
液体アンモニアを液体の状態のまま前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、
を備えるガスタービンシステム。
前記燃焼器に接続されるタービンと、
燃料である液体アンモニアを加熱して気化させる加熱部と、
当該気化した気体アンモニアを前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、
液体アンモニアを液体の状態のまま前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、
を備えるガスタービンシステム。
【請求項4】
前記加熱部は、
前記タービンから排気される燃焼ガスが有する熱を回収する排熱回収ボイラによって生成された水蒸気の少なくとも一部と、前記燃料とを熱交換させる熱交換器を含む請求項１又は３に記載のガスタービンシステム。
前記タービンから排気される燃焼ガスが有する熱を回収する排熱回収ボイラによって生成された水蒸気の少なくとも一部と、前記燃料とを熱交換させる熱交換器を含む請求項１又は３に記載のガスタービンシステム。
【請求項5】
前記燃料ノズルは、
前記第１燃料供給ラインが接続されており、気体アンモニアを噴射可能な気体燃料噴射口と、
前記第２燃料供給ラインが接続されており、液体アンモニアを噴射可能な液体燃料噴射口と、
を有する請求項２又は３に記載のガスタービンシステム。
前記第１燃料供給ラインが接続されており、気体アンモニアを噴射可能な気体燃料噴射口と、
前記第２燃料供給ラインが接続されており、液体アンモニアを噴射可能な液体燃料噴射口と、
を有する請求項２又は３に記載のガスタービンシステム。
【請求項6】
前記燃料ノズルは前記気体燃料噴射口と前記液体燃料噴射口から、それぞれ、気体アンモニアと液体アンモニアを同時に噴射可能である請求項５に記載のガスタービンシステム。
【請求項7】
前記燃料ノズルの前記気体燃料噴射口と前記液体燃料噴射口から、それぞれ、気体アンモニアと液体アンモニアを同時に前記燃焼器内に噴射して燃焼させる請求項５に記載のガスタービンシステム。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本開示は、アンモニアを燃料とするガスタービンシステムに関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
前記目的を達成するための一態様としてのガスタービンシステムは、
燃焼器と、前記燃焼器に接続されるタービンと、燃料である液体アンモニアを加熱する加熱部と、前記加熱部によって加熱された前記燃料を前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、前記加熱部によって加熱されていない液体アンモニアを前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、を備える。この場合、前記加熱部は燃料である前記液体アンモニアを気化させる。前記第１燃料供給ラインは、当該気化した気体アンモニアを前記燃料ノズルに供給可能である。
また、前記目的を達成するための他の態様としてのガスタービンシステムは、
燃焼器と、前記燃焼器に接続されるタービンと、燃料である液体アンモニアを加熱して気化させる加熱部と、当該気化した気体アンモニアを前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、液体アンモニアを液体の状態のまま前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、を備える。
燃焼器と、前記燃焼器に接続されるタービンと、燃料である液体アンモニアを加熱する加熱部と、前記加熱部によって加熱された前記燃料を前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、前記加熱部によって加熱されていない液体アンモニアを前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、を備える。この場合、前記加熱部は燃料である前記液体アンモニアを気化させる。前記第１燃料供給ラインは、当該気化した気体アンモニアを前記燃料ノズルに供給可能である。
また、前記目的を達成するための他の態様としてのガスタービンシステムは、
燃焼器と、前記燃焼器に接続されるタービンと、燃料である液体アンモニアを加熱して気化させる加熱部と、当該気化した気体アンモニアを前記燃焼器に設けた少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第１燃料供給ラインと、液体アンモニアを液体の状態のまま前記少なくとも１つの燃料ノズルに供給可能な第２燃料供給ラインと、を備える。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】