KR20230046988A - 가스 터빈 설비 - Google Patents

Abstract

[과제] 가스 터빈의 긴급 정지시에 미연 연료에 기인하는 문제점을 방지할 수 있는 가스 터빈 설비를 제공한다.
[해결 수단] 가스 터빈 설비(100)는, 연료 공급 설비(16)에 접속되는 연료 배관(17)과, 가스 터빈(GT)의 연소기(3)에 접속되는 연료 공급 배관(15)과, 연료를 처리하는 연료 처리 장치(32)에 접속되는 연료 처리 배관(33)과, 연료 배관(17)에 접속되는 입구 포트(31i), 연료 공급 배관(15)에 접속되는 제 1 출구 포트(31oa), 및 연료 처리 배관(33)에 접속되는 제 2 출구 포트(31ob)를 갖는 삼방 밸브(31)를 구비한다.

Description

가스 터빈 설비{GAS TURBINE EQUIPMENT}

본 발명은 가스 터빈 설비에 관한 것이다.

가스 터빈 설비에 있어서는, 지구 환경 보전의 관점에서 온난화의 하나의 요인이 되는 이산화탄소의 배출량을 억제하기 위해, 가스 터빈의 연소기에 암모니아, 수소 등을 연료로서 이용하는 것이 계획되고 있다.

특허문헌 1에는, 연소기에 암모니아 가스를 연료로서 공급하고, 연소기에서 연소시키는 것에 의해 발생한 연소 가스에 의해 터빈을 회전시키는 가스 터빈 설비가 개시되어 있다. 특허문헌 1에 기재의 가스 터빈 설비는, 액체 암모니아를 저류하는 탱크와, 액체 암모니아를 기화하는 기화기를 구비하고 있다.

기화기로부터 연소기에 연료를 공급하는 배관에는, 그 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로 제 1 개폐 밸브, 제 2 개폐 밸브 및 제 1 제어 밸브가 마련되어 있다. 또한, 제 1 개폐 밸브와 제 2 개폐 밸브를 접속하는 배관에는, 제 3 개폐 밸브를 거쳐서 암모니아 가스를 회수하는 회수조가 접속되어 있다.

특허문헌 1에는, 제 2 개폐 밸브를 폐쇄한 상태에서 기화기로부터 암모니아 가스를 암모니아 공급관에 공급한 후, 제 1 개폐 밸브를 폐쇄하는 것에 의해, 리크 체크 관 내를 밀폐 공간으로 하여, 누설이 발생하고 있는지의 여부를 검사하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 리크 체크 후나 플랜트 정지 후, 제 3 개폐 밸브를 개방하는 것에 의해, 암모니아 공급관에 잔류하는 암모니아 가스를 회수조에 회수하는 것이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제 2019-178840 호 공보

그렇지만, 특허문헌 1에 기재의 가스 터빈 설비에서는, 가스 터빈의 긴급 정지시에 있어서, 암모니아 공급관 내에 잔류하는 미연 연료인 암모니아 가스가 대기로 방출된다는 문제점이 발생할 우려가 있다.

가스 터빈 설비에서는, 가스 터빈의 긴급 정지시에 있어서, 미연 연료에 기인하는 문제점을 방지하는 것이 바람직하다. 미연 연료에 기인하는 문제점에는, 암모니아 가스가 대기로 방출되는 것 외에, 연료가 수소인 경우에, 잔류하는 미연 연료인 수소 가스가 의도하지 않은 장소나 타이밍에 발화하는 것이 포함된다.

본 발명의 목적은, 가스 터빈의 긴급 정지시에 미연 연료에 기인하는 문제점을 방지할 수 있는 가스 터빈 설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 의한 가스 터빈 설비는, 연료 공급 설비에 접속되는 연료 배관과, 가스 터빈의 연소기에 접속되는 연료 공급 배관과, 연료를 처리하는 연료 처리 장치에 접속되는 연료 처리 배관과, 상기 연료 배관에 접속되는 입구 포트, 상기 연료 공급 배관에 접속되는 제 1 출구 포트, 및 상기 연료 처리 배관에 접속되는 제 2 출구 포트를 갖는 삼방 밸브를 구비한다.

본 발명에 의하면, 가스 터빈의 긴급 정지시에 미연 연료에 기인하는 문제점을 방지할 수 있는 가스 터빈 설비를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈 설비의 구성의 개략을 도시하는 도면이며, 주 연료 공급 시스템, 부 연료 공급 시스템, 연료 처리 시스템 및 질소 가스 공급 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈 설비의 구성의 개략을 도시하는 도면이며, 주 연료 공급 시스템, 부 연료 공급 시스템, 연료 처리 시스템 및 물 공급 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈의 통상시의 운전에 있어서의 가스 터빈의 회전 속도와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈을 긴급 정지할 때의 가스 터빈의 회전 속도와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 5는 제어 장치에 의해 실행되는 삼방 밸브의 전환 제어의 내용의 일 예에 대해 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제어 장치에 의해 실행되는 삼방 밸브의 전환 제어의 내용이 다른 예에 대해 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 가스 터빈 설비의 구성의 개략을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈 설비의 구성의 개략을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈을 긴급 정지할 때의 가스 터빈의 회전 속도와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 10은 제어 장치에 의해 실행되는 기동용 모터, 물 공급 시스템 및 연료 처리 시스템의 제어의 내용의 일 예에 대해 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈 설비의 개략을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈의 통상시의 운전에 있어서의 가스 터빈의 회전 속도와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈의 통상시의 운전에 있어서의 가스 터빈의 회전 속도와 공급수 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈을 긴급 정지할 때의 가스 터빈의 회전 속도와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈을 긴급 정지할 때의 가스 터빈의 회전 속도와 공급수 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 변형예에 관하여, 매니폴드의 상류측에 삼방 밸브를 마련하는 예를 도시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 변형예에 관하여, 매니폴드의 하류측에 삼방 밸브를 마련하는 예를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한 각 도면에 있어서 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복된 부분에 대해서는 그 상세한 설명은 생략한다.

<제 1 실시형태>

도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100)에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100)의 구성의 개략을 도시하는 도면이며, 주 연료 공급 시스템(S1), 부 연료 공급 시스템(S2), 연료 처리 시스템(S3) 및 질소 가스 공급 시스템(S4)을 나타낸다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 가스 터빈 설비(100)는 가스 터빈(GT)과, 가스 터빈(GT)에 접속되며 가스 터빈(GT)을 기동시키는 기동용 모터(9)와, 가스 터빈(GT) 및 기동용 모터(9)를 수용하는 인클로저(101)를 구비하고 있다.

가스 터빈(GT)은 터빈(2)과, 터빈(2)에 연결되며, 연소용의 압축된 공기(이하, 압축 공기라고도 기재함)(5)를 생성하는 압축기(1)와, 복수의 연소기(3)를 갖고 있다. 또한 도 1에서는, 1개의 연소기(3)를 대표하여 도시하고 있다.

인클로저(101)는 압축기(1), 터빈(2) 및 복수의 연소기(3)의 외주를 둘러싸도록 마련되며, 가스 터빈(GT)에서 발생하는 소음이 확산되는 것 등을 방지한다.

압축기(1)는 외부의 공기를 흡입하여 압축하고, 압축된 공기(압축 공기)(5)를 연소기(3)에 공급한다. 연소기(3)는 압축기(1)에 의해 압축된 공기(5)와 연료가 혼합된 혼합 가스를 연소하는 것에 의해, 고온의 연소 가스(6)를 생성한다.

터빈(2)은 연소기(3)에 의해 생성된 연소 가스(6)에 의해 회전 구동력을 발생시킨다. 터빈(2)의 회전축은 발전기(4)의 회전축에 연결되어 있다. 발전기(4)는 터빈(2)으로부터 전달된 회전 구동력에 의해 발전을 실행한다. 터빈(2)을 구동한 후의 연소 가스(6)는 배기 가스(7)로서 굴뚝(8)으로부터 가스 터빈 설비(100)의 외부로 방출된다.

가스 터빈 설비(100)는 주 연료 공급 시스템(S1)과, 부 연료 공급 시스템(S2)과, 연료 처리 시스템(S3)과, 질소 가스 공급 시스템(S4)과, 각 시스템을 제어하는 제어 장치(37)를 구비하고 있다. 또한, 가스 터빈 설비(100)는 입구 포트(31i), 제 1 출구 포트(31oa) 및 제 2 출구 포트(31ob)를 갖는 삼방 밸브(31)를 구비하고 있다.

또한 가스 터빈 설비(100)는, 가스 터빈(GT)의 회전 속도를 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 제어 장치(37)로 출력하는 회전 속도 센서(2N) 등의 복수의 센서를 구비하고 있다. 제어 장치(37)에는, 오퍼레이터에 의해 조작되는 입력 장치(38)가 접속되어 있다. 제어 장치(37)는, 입력 장치(38)로부터의 조작 신호 및 복수의 센서로부터의 신호에 근거하여, 복수의 제어 밸브를 제어한다.

복수의 제어 밸브에는, 후술하는 차단 밸브(13, 19, 25, 55, 55s), 후술하는 유량 조절 밸브(12, 18, 24, 54, 54s) 및 삼방 밸브(31)가 포함된다. 본 명세서에 있어서, 차단 밸브는 그 내부 통로를 개방하는 공급 위치(개방 위치)와, 내부 통로를 폐쇄하는 차단 위치를 갖는다. 차단 밸브가 공급 위치에 있을 때, 차단 밸브의 상류측의 유체가 차단 밸브를 통하여 하류측에 공급되며, 차단 밸브가 차단 위치에 있을 때, 차단 밸브의 상류측으로부터 하류측으로의 유체의 공급이 차단된다. 유량 조절 밸브는, 그 내부 통로의 개구 면적을 조절하는 것에 의해, 통과하는 유체의 유량을 조절한다.

주 연료 공급 시스템(S1)은, 주 연료로서의 암모니아 가스를 연소기(3)에 공급하는 시스템이다. 주 연료 공급 시스템(S1)은, 암모니아 가스를 공급하는 주 연료 공급 설비(16)와, 주 연료 공급 설비(16)와 삼방 밸브(31)의 입구 포트(31i)에 접속되는 주 연료 배관(17)과, 주 연료 배관(17)에 마련되는 개폐 밸브(20), 차단 밸브(19) 및 유량 조절 밸브(18)를 갖고 있다. 삼방 밸브(31)는, 제 1 출구 포트(31oa)가 주 연료 공급 배관(15)에 접속되어 있다. 주 연료 공급 배관(15)은 가스 터빈(GT)의 연소기(3)에 접속되어 있다. 즉, 주 연료 배관(17)은 삼방 밸브(31)를 거쳐서 연소기(3)에 접속되어 있다.

삼방 밸브(31)에 의해 주 연료 배관(17)과 주 연료 공급 배관(15)이 연통하고 있는 상태에서는, 주 연료 공급 설비(16)로부터 주 연료 배관(17)에 공급되는 암모니아 가스는, 삼방 밸브(31) 및 주 연료 공급 배관(15)을 통하여 연소기(3)에 공급된다.

주 연료 공급 설비(16)는, 액체 암모니아를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 액체 암모니아를 압송하는 펌프(도시하지 않음)와, 펌프에 의해 승압된 액체 암모니아를 기화시키는 기화기(도시하지 않음)와, 기화한 액체 암모니아가 액화하는 것을 방지하기 위한 가열 장치(도시하지 않음)를 구비한다.

주 연료 공급 설비(16)로부터 주 연료가 공급되는 주 연료 배관(17)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 개폐 밸브(20), 차단 밸브(19) 및 유량 조절 밸브(18)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(20)는 주 연료 배관(17)을 개폐 가능한 수동 밸브이다.

차단 밸브(19)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 주 연료 배관(17)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 차단 밸브(19)는, 주 연료 배관(17)에 있어서의 주 연료 공급 설비(16)와 유량 조절 밸브(18) 사이에 마련되며, 주 연료 공급 설비(16)로부터 연소기(3)에 연료를 공급하는 공급 위치와, 주 연료 공급 설비(16)로부터 연소기(3)로의 연료의 공급을 차단하는 차단 위치를 갖는다.

유량 조절 밸브(18)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 주 연료 배관(17)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(18)를 통과하는 주 연료의 유량, 즉 연소기(3)에 공급되는 연료(암모니아 가스)의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

주 연료 배관(17)에는, 연료 온도 센서(17T)와, 입구압 센서(17Pa)와, 경우에 따라서는, 출구압 센서(17Pb)가 마련되어 있다. 연료 온도 센서(17T)는 암모니아 가스의 온도를 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 제어 장치(37)로 출력한다. 입구압 센서(17Pa)는, 유량 조절 밸브(18)의 입구측 압력을 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 제어 장치(37)로 출력한다. 경우에 따라서는, 출구압 센서(17Pb)는, 유량 조절 밸브(18)의 출구측 압력을 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 제어 장치(37)로 출력한다.

제어 장치(37)는, 연료 온도 센서(17T)에 의해 검출된 온도(연료 온도라고도 기재함)와, 입구압 센서(17Pa)에 의해 검출된 압력과, 경우에 따라서는, 출구압 센서(17Pb)에 의해 검출된 압력과, 연소기(3)에 공급하는 연료의 요구 유량에 근거하여, 주 연료 공급 설비(16)의 승압 펌프(도시하지 않음), 가열 장치(도시하지 않음) 및 유량 조절 밸브(18)의 개방도를 제어한다.

연료 처리 시스템(S3)은 연료(미연 연료)를 처리하는 연료 처리 장치(32)와, 연료 처리 장치(32)와 삼방 밸브(31)의 제 2 출구 포트(31ob)에 접속되는 연료 처리 배관(33)과, 연료 처리 배관(33)에 마련되는 개폐 밸브(34)를 갖고 있다. 개폐 밸브(34)는 연료 처리 배관(33)을 개폐 가능한 수동 밸브이다.

연료 처리 장치(32)는, 연료 처리 배관(33)을 통하여 인도되는 암모니아 가스를 용해 처리하기 위한 물이 저장된 물탱크(32T)와, 물탱크(32T)에 물을 공급하는 급수 펌프(도시하지 않음)와, 급수 펌프로부터 공급되는 물의 유량을 제어하는 밸브(도시하지 않음)를 구비한다.

연료 처리 장치(32)에는, 연료 처리 배관(33)을 통하여 암모니아 가스가 인도된다. 암모니아 가스는 양호한 수용성을 갖는다. 이 때문에, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T) 내에 암모니아 가스가 인도되면, 암모니아 가스는 물에 용입된다. 물탱크(32T) 내의 암모니아의 농도는, 연료 처리 장치(32)에 의해 소정의 농도(예를 들면, 20% 내지 25% 정도) 이하로 조정된다.

부 연료 공급 시스템(S2)은 부 연료로서의 천연 가스를 연소기(3)에 공급하는 시스템이다. 부 연료 공급 시스템(S2)은, 천연 가스를 공급하는 부 연료 공급 설비(10)와, 부 연료 공급 설비(10)와, 연소기(3)에 접속되는 부 연료 배관(11)과, 부 연료 배관(11)에 마련되는 개폐 밸브(14), 차단 밸브(13) 및 유량 조절 밸브(12)를 갖고 있다.

부 연료 공급 설비(10)는 액화 천연 가스(LNG)를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 액화 천연 가스를 압송하는 펌프(도시하지 않음)와, 펌프에 의해 승압된 액화 천연 가스를 기화시키는 기화기(도시하지 않음)를 구비한다. 기화기에 의해 생성되는 천연 가스는 부 연료 배관(11)에 공급된다.

부 연료 공급 설비(10)로부터 부 연료가 공급되는 부 연료 배관(11)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 개폐 밸브(14), 차단 밸브(13) 및 유량 조절 밸브(12)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(14)는, 부 연료 배관(11)을 개폐 가능한 수동 밸브이다. 차단 밸브(13)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 부 연료 배관(11)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 유량 조절 밸브(12)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 부 연료 배관(11)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(12)를 통과하는 부 연료의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

연소기(3)는, 주 연료 및 부 연료를 안정적으로 연소하는 것이 가능하다. 제어 장치(37)는, 복수의 운전 모드로 가스 터빈(GT)을 운전한다. 복수의 운전 모드에는, 천연 가스만을 연소기(3)에 의해 연소시키는 천연 가스 전소(專燒) 모드와, 암모니아 가스와 천연 가스를 연소기(3)에 의해 동시에 연소시키는 혼소(混燒) 모드와, 암모니아 가스만을 연소기(3)에 의해 연소시키는 암모니아 가스 전소 모드가 있다.

질소 가스 공급 시스템(S4)은, 주 연료 공급 시스템(S1)의 주 연료 배관(17), 부 연료 공급 시스템(S2)의 부 연료 배관(11) 및 연료 처리 시스템(S3)의 연료 처리 배관(33)에 잔류하는 연료를 질소로 치환하는 시스템이다. 질소 가스 공급 시스템(S4)은, 질소 가스 공급 설비(22)와, 질소 가스 공급 설비(22)에 접속되는 질소 가스 배관(23)과, 질소 가스 배관(23)에 마련되는 개폐 밸브(26), 차단 밸브(25) 및 유량 조절 밸브(24)를 갖고 있다.

유량 조절 밸브(24)의 하류측에 있어서, 질소 가스 배관(23)은, 개폐 밸브(30)를 거쳐서 주 연료 배관(17)에 접속된다. 또한, 유량 조절 밸브(24)의 하류측에 있어서, 질소 가스 배관(23)은, 개폐 밸브(29)를 거쳐서 부 연료 배관(11)에 접속된다. 또한, 유량 조절 밸브(24)의 하류측에 있어서, 질소 가스 배관(23)은, 개폐 밸브(36)를 거쳐서 연료 처리 배관(33)에 접속된다. 개폐 밸브(29, 30, 36)는 질소 가스 배관(23)을 개폐 가능한 수동 밸브이다.

질소 가스 공급 설비(22)는, 액체 질소를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 액체 질소를 압송하는 펌프(도시하지 않음)와, 펌프에 의해 승압된 액체 질소를 기화시키는 기화기(도시하지 않음)를 구비한다. 기화기에 의해 생성되는 질소 가스는, 질소 가스 배관(23)에 공급된다.

질소 가스 공급 설비(22)로부터 질소 가스가 공급되는 질소 가스 배관(23)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 개폐 밸브(26), 차단 밸브(25) 및 유량 조절 밸브(24)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(26)는 질소 가스 배관(23)을 개폐 가능한 수동 밸브이다. 차단 밸브(25)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 질소 가스 배관(23)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 유량 조절 밸브(24)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 질소 가스 배관(23)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(24)를 통과하는 질소 가스의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

제어 장치(37)는, 각종 제어 밸브(차단 밸브(13, 19, 25, 55, 55s), 유량 조절 밸브(12, 18, 24, 54, 54s), 삼방 밸브(31) 등)를 제어한다. 제어 장치(37)는, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processing Unit), DSP(Digital Signal Processor) 등의 프로세서(37a), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브 등의 불휘발성 메모리(37b), 소위 RAM(Random Access Memory)이라 하는 휘발성 메모리(37c), 입출력 인터페이스, 및 그 외의 주변 회로를 구비한 컴퓨터로 구성된다. 또한 제어 장치(37)는 1개의 컴퓨터로 구성하여도 좋으며, 복수의 컴퓨터로 구성하여도 좋다.

불휘발성 메모리(37b)에는, 각종 연산이 실행 가능한 프로그램, 문턱값, 수식, 데이터 테이블 등이 격납되어 있다. 즉, 불휘발성 메모리(37b)는, 본 실시형태의 기능을 실현하는 프로그램을 판독 가능한 기억 매체이다. 프로세서(37a)는, 불휘발성 메모리(37b)에 기억된 프로그램을 휘발성 메모리(37c)에 전개하여 연산 실행하는 연산 장치로서, 프로그램에 따라서 입출력 인터페이스, 불휘발성 메모리(37b) 및 휘발성 메모리(37c)로부터 도입된 신호에 대해 소정의 연산 처리를 실행한다.

입출력 인터페이스의 입력부는, 입력 장치(38)나 각종 센서로부터 입력된 신호를 프로세서(37a)로 연산 가능하도록 변환한다. 또한, 입출력 인터페이스의 출력부는, 프로세서(37a)에서의 연산 결과에 따른 출력용의 신호를 생성하고, 그 신호를 각종 제어 밸브(차단 밸브(13, 19, 25, 55, 55s), 유량 조절 밸브(12, 18, 24, 54, 54s), 삼방 밸브(31) 등), 펌프 등으로 출력한다.

삼방 밸브(31)는 상술한 바와 같이, 입구 포트(31i)가 주 연료 배관(17)에 접속되며, 제 1 출구 포트(31oa)가 주 연료 공급 배관(15)에 접속되며, 제 2 출구 포트(31ob)가 연료 처리 배관(33)에 접속되어 있다. 삼방 밸브(31)는, 입구 포트(31i)와 제 1 출구 포트(31oa)를 연통하며, 입구 포트(31i)와 제 2 출구 포트(31ob)의 연통을 차단하는 제 1 위치와, 입구 포트(31i)와 제 2 출구 포트(31ob)를 연통하며, 입구 포트(31i)와 제 1 출구 포트(31oa)의 연통을 차단하는 제 2 위치를 갖는다. 즉, 삼방 밸브(31)는, 입구 포트(31i)를 제 1 출구 포트(31oa) 및 제 2 출구 포트(31ob) 중 한쪽에 선택적으로 연통 가능하다. 이에 의해, 터빈(2)이 긴급 정지되었을 때에, 삼방 밸브(31)에 의해 주 연료 배관(17)과 연료 처리 배관(33)을 연통시키는 것에 의해, 주 연료 배관(17)에 잔류하는 암모니아 가스를 연료 처리 장치(32)로 인도할 수 있다.

암모니아 가스를 주 연료로 하는 가스 터빈 설비를 신설하는 경우, 차단 밸브(19) 및 유량 조절 밸브(18)는, 가능한 한 연소기(3)의 부근에 두는 것이 바람직하다. 그렇지만, 기존에 설치된 가스 터빈 설비에 암모니아 가스의 연료 계통을 추설하는 경우에는, 예를 들면 천연 가스의 공급 설비로부터 이격된 위치에, 암모니아(주 연료) 공급 설비(16) 및 그 부대 설비인 차단 밸브(19) 및 유량 조절 밸브(18)가 배치된다. 암모니아(주 연료) 공급 설비(16)가, 천연 가스(부 연료) 공급 설비(10)보다 터빈(2)으로부터 멀리 이격된 위치에 배치되면, 주 연료 공급 시스템(S1)의 차단 밸브(19)로부터 연소기(3)까지의 주 연료 배관(17)의 길이는, 부 연료 공급 시스템(S2)의 차단 밸브(13)로부터 연소기(3)까지의 연료 배관(11)의 길이에 비해 길어진다.

삼방 밸브(31)는, 차단 밸브(19)로부터 삼방 밸브(31)까지의 주 연료 배관(17) 내에 잔류하는 암모니아 가스를 연료 처리 배관(33)을 통하여 연료 처리 장치(32)로 인도한다. 한편, 주 연료 공급 배관(15) 내에 잔류하는 암모니아 가스는, 연소기(3), 터빈(2) 및 굴뚝(8)을 통하여, 가스 터빈 설비(100)의 외부, 즉 대기로 방출된다. 따라서, 만일, 삼방 밸브(31)가, 차단 밸브(19)와 유량 조절 밸브(18) 사이, 즉 연소기(3)보다 주 연료 공급 설비(16)에 가까운 위치에 배치되어 있는 경우, 주 연료 공급 배관(15)의 길이가 길어져 버리기 때문에, 대기로 방출되는 암모니아 가스의 양도 많아져 버린다. 이 때문에, 삼방 밸브(31)는, 가능한 한 연소기(3)의 부근에 배치하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 삼방 밸브(31)는 유량 조절 밸브(18)와 연소기(3) 사이에 배치되어 있다. 즉, 삼방 밸브(31)는 주 연료 배관(17)에 있어서의 유량 조절 밸브(18)의 하류측에 배치되어 있다. 또한, 삼방 밸브(31)는 유량 조절 밸브(18)보다 연소기(3)에 가까운 위치에 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 삼방 밸브(31)는, 인클로저(101)의 내측에 배치되어 있다. 이에 의해, 삼방 밸브(31)와 연소기(3)를 접속하는 주 연료 공급 배관(15)의 길이를 짧게 할 수 있다. 그 결과, 터빈(2)의 긴급 정지시에 있어서의 암모니아 가스의 대기로의 배출량을 낮게 억제할 수 있다.

또한 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 주 연료 공급 배관(15)에는 매니폴드(150)(도 16 참조)가 마련되며, 매니폴드(150)에 복수의 연소기(3)가 접속되어 있다. 매니폴드(150)는, 암모니아 가스가 공급되는 환상의 공간을 갖고 있다. 복수의 연소기(3)의 각각에는, 매니폴드(150)로부터 연료가 공급된다. 즉, 매니폴드(150)는 연료를 복수의 연소기(3)로 분기하여 공급한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100)의 구성의 개략을 도시하는 도면이며, 주 연료 공급 시스템(S1), 부 연료 공급 시스템(S2), 연료 처리 시스템(S3) 및 물 공급 시스템(S5)을 도시한다. 도 2에서는, 제어 장치(37)의 도시는 생략되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 연소기(3)는, 압축기(1)로부터 공급된 압축 공기(5)와 연료 계통(주 연료 공급 시스템(S1) 및 부 연료 공급 시스템(S2))으로부터 공급된 연료를 혼합하여 연소하는 것에 의해, 연소 가스(6)를 생성한다. 연소기(3)는, 내통(라이너)(40), 버너(41), 점화 마개(42), 외통(슬리브)(43) 및 엔드 커버(44)를 갖는다. 연소기(3)는 내통(40), 버너(41), 및 점화 마개(42)를 외통(43)과 엔드 커버(44)로 밀폐한 압력 용기이며, 차실(3s)에 접속되어 있다.

내통(40)은, 내부에 연소실을 형성하는 원통형의 부재이며, 그 내측에 있어서 연소 가스(6)를 생성한다. 버너(41)는 내통(40)의 도시 좌단측의 축 중심 위치에 마련되어 있다. 또한, 버너(41)의 외주에는, 내통 캡(45)이 마련되어 있다.

버너(41)는 암모니아 가스, 천연 가스 등의 연료를 분사하는 연료 노즐(41a)과, 연료 노즐(41a)의 외주에 마련되며 선회류를 생성하는 선회기(41b)를 갖는다.

연료 노즐(41a)에는, 연료의 종류마다 분출 구멍이 형성되어 있다. 본 실시형태에 따른 연료 노즐(41a)에는, 부 연료 배관(11)에 연통하며, 천연 가스를 분출하기 위한 분출 구멍(46)과, 주 연료 공급 배관(15)에 연통하며, 암모니아 가스를 분출하기 위한 분출 구멍(47)이 형성되어 있다.

또한 본 실시형태에서는, 연료의 종류에 따른 분출 구멍(46, 47)이 연료 노즐(41a)에 형성되어 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 버너(41)의 분출 구멍은 1계통이어도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 각 연료 계통으로부터 공급되는 연료를 전환하고 분출 구멍으로 인도하거나, 각 연료 계통으로부터 공급되는 연료를 혼합하고 분출 구멍으로 인도하는 것이 가능한 장치(연료 전환 장치, 연료 혼합 장치)가 버너(41)의 상류측에 마련된다.

외통(43)은 내통(40)의 외주측에 마련된다. 외통(43)의 내주면과 내통(40)의 외주면에 의해, 외통(43)의 일단측 개구로부터 도입되는 압축 공기(5)의 유로(공기 유로라고도 기재함)가 형성된다. 외통(43)의 타단측 개구는, 엔드 커버(44)에 의해 폐색되어 있다.

압축기(1)에 의해 생성된 압축 공기(5)는, 차실(3s)을 통하여 연소기(3)의 외통(43)과 내통(40)에 의해 형성되는 환상의 공기 유로를 흐른다. 환상의 공기 유로 내를 흐르는 압축 공기(5)의 일부는, 희석 공기(5c)로서 내통(40)에 마련된 희석 구멍으로부터 내통(40)의 내부로 도입되며, 연소 가스(6)에 혼합된다. 환상의 공기 유로 내를 흐르는 압축 공기(5)의 일부는, 2차 연소 공기(5b)로서, 내통(40)에 마련된 연소 구멍으로부터 내통(40)의 내부로 도입된다. 2차 연소 공기(5b)는, 후술하는 연소 공기(5a)로 다 연소되지 않은 연료와 함께 연소에 사용된다.

또한, 환상의 공기 유로 내를 흐르는 압축 공기(5)의 일부는, 라이너 냉각 공기로서, 내통 캡(45)에 마련된 냉각 구멍으로부터 내통(40)의 내부로 도입된다. 또한, 환상의 공기 유로 내를 흐르는 압축 공기(5)의 일부는, 연소 공기(5a)로서, 선회기(41b)를 통하여 내통(40)의 내부로 도입된다.

내통(40)에 공급된 연소 공기(압축 공기)(5a)는, 연료(암모니아 가스, 천연 가스)에 혼합된다. 연소 공기(5a)와 연료의 혼합 가스는, 내통(40)의 내부에 있어서, 점화 마개(42)에 의해 점화되고 연소된다. 이에 의해 생성된 연소 가스(6)는, 트랜지션 피스(48)를 통하여 터빈(2)에 공급되며, 터빈(2)을 구동한다

연소 공기(압축 공기)(5a)가 선회기(41b)를 통과하는 것에 의해, 선회류가 생성된다. 선회류가 생성되는 것에 의해, 내통(40) 내의 화염이 안정된다.

본 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100)는, 물 공급 시스템(S5)을 구비하고 있다. 물 공급 시스템(S5)은, 연소기(3)의 연소장에 물을 분무하는 것에 의해, 대기 오염의 요인이 되는 배기 가스(7) 중의 질소산화물(NOx)의 배출량을 저감히는 동시에, 터빈(2)에 대한 작동 유체를 증가하는 것에 의해 출력을 증가하는 시스템이다. 물 공급 시스템(S5)은, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T)와 연소기(3)에 접속되는 물 공급 배관(51)과, 물 공급 배관(51)에 마련되는 물 펌프(52), 압력 조절 밸브(53), 개폐 밸브(56), 차단 밸브(55) 및 유량 조절 밸브(54)와, 후술하는 분무 노즐(49)을 갖고 있다.

또한, 물 공급 시스템(S5)은 물 펌프(52)의 하류에서 물 공급 배관(51)으로부터 분기되어 있는 물 공급 배관(51s)과, 물 공급 배관(51s)에 마련되는 개폐 밸브(56s), 차단 밸브(55s) 및 유량 조절 밸브(54s)와, 후술하는 분무 노즐(49s)을 갖고 있다.

물 펌프(52)는 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 빨아 올려 토출한다. 물 공급 배관(51, 51s)은 물 펌프(52)로부터 토출된 암모니아 수를 연소기(3)에 공급한다.

개폐 밸브(56)는 물 공급 배관(51)을 개폐 가능한 수동 밸브이다. 차단 밸브(물 차단 밸브)(55)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 물 공급 배관(51)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 차단 밸브(55)는, 물탱크(32T)로부터 연소기(3)로 암모니아 수를 공급하는 공급 위치와, 물탱크(32T)로부터 연소기(3)로의 암모니아 수의 공급을 차단하는 차단 위치를 갖는다. 또한, 개폐 밸브(56s)는 물 공급 배관(51s)을 개폐 가능한 수동 밸브이다. 차단 밸브(물 차단 밸브)(55s)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 물 공급 배관(51s)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 차단 밸브(55s)는, 물탱크(32T)로부터 연소기(3)로 암모니아 수를 공급하는 공급 위치와, 물탱크(32T)로부터 연소기(3)로의 암모니아 수의 공급을 차단하는 차단 위치를 갖는다.

유량 조절 밸브(54)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 물 공급 배관(51)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(54)를 통과하는 암모니아 수의 유량을 제어하는 제어 밸브이다. 또한, 유량 조절 밸브(54s)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 물 공급 배관(51s)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(54s)를 통과하는 암모니아 수의 유량을 제어하는 제어 밸브이다. 압력 조절 밸브(53)는 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 물 공급 배관(51) 내의 압력(물 펌프(52)의 토출압)을 조절한다.

연소기(3)의 엔드 커버(44)에는, 물 매니폴드(50)와, 물 매니폴드(50)에 연통하는 복수의 분무 노즐(49)이 형성되어 있다. 물 매니폴드(50)는 물 공급 배관(51)으로부터 암모니아 수가 공급되는 환상의 공간을 갖고 있다. 복수의 분무 노즐(49)은, 선회기(41b)에 대향하는 위치에 마련되어 있다. 분무 노즐(49)은, 선회기(41b)에 도입되는 연소 공기(압축 공기)(5a)에, 물 공급 배관(51)으로부터 공급된 암모니아 수를 분무한다.

또한, 차실(3s)에는, 차실(3s) 내에 연통하는 복수의 분무 노즐(49s)이 형성되어 있다. 분무 노즐(49s)은 물 공급 배관(51s)으로부터 공급된 암모니아 수를 차실(3s)의 내부에 분무한다.

도 3을 참조하여, 본 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 통상시의 운전 방법의 일 예에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 통상시의 운전에 있어서의 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다. 또한 연료 유량에는, 연소기(3)에 공급되는 천연 가스의 유량인 천연 가스의 연료 유량(Fng)과, 연소기(3)에 공급되는 암모니아 가스의 유량인 암모니아 가스의 연료 유량(Fag)이 있다.

암모니아 가스는, 천연 가스에 비해 착화되기 어렵다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100)는, 점화, 기동에 관하여 신뢰성이 높은 천연 가스를 이용하여 가스 터빈(GT)을 기동시키고, 그 후, 연료를 천연 가스로부터 암모니아 가스로 전환한다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(GT)은 a점에서 기동용 모터(9)(도 1 참조)에 의해 기동된다. 가스 터빈(GT)이 소정의 회전 속도가 되는 b점에서 일정 시간, 잔류하고 있을 가능성이 있는 연료의 퍼지 운전이 실시된다. 그 후 c점에서 천연 가스가 연소기(3)에 공급되고, 점화 마개(42)에 의해 점화된다.

연소기(3)의 점화에 의해 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)는, c점으로부터 d점까지 상승하고, d점에서 정격 회전 속도에 도달한다. 기동용 모터(9)는, 회전 속도가 c점으로부터 d점까지 상승하는 과정에서 터빈(2)의 회전축(로터)으로부터 분리된다. 따라서, 정격 회전 속도가 되는 d점에서는, 연소기(3)에서 발생한 연소 가스(6)의 에너지만으로 터빈(2)이 회전하고 있다.

제어 장치(37)는 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 정격 회전 속도에 도달 후, 소정의 부하가 되도록, 천연 가스의 연료 유량(Fng)을 e점까지 증가시킨다. 그 후, 제어 장치(37)는, f점까지 천연 가스 전소 모드로 가스 터빈 설비(100)를 운전한다.

제어 장치(37)는, f점에 도달 후, 천연 가스의 연료 유량(Fng)을 서서히 감소시키는 동시에, 암모니아 가스의 연료 유량(Fag)을 서서히 증가시킨다. f점으로부터 g점까지는, 제어 장치(37)는, 천연 가스와 암모니아 가스의 쌍방을 연소기(3)에 공급하고 연소시키는 혼소 모드로 가스 터빈 설비(100)를 운전한다.

제어 장치(37)는, g점에 있어서, 천연 가스의 연료 유량(Fng)을 0(제로)으로 하고, g점으로부터 암모니아 가스 전소 모드로 가스 터빈 설비(100)를 운전한다. 암모니아 가스 전소 모드에서는 암모니아 가스만이 연소기(3)에서 연소되기 때문에, 천연 가스 전소 모드시에 비해 배기 가스(7)에 포함되는 이산화탄소의 양을 저감할 수 있다.

제어 장치(37)는 h점에 도달 후, 암모니아 가스의 연료 유량(Fag)을 서서히 감소시키는 동시에, 천연 가스의 연료 유량(Fng)을 서서히 증가시킨다. h점으로부터 i점까지는, 제어 장치(37)는, 천연 가스와 암모니아 가스의 쌍방을 연소기(3)에 공급하여 연소시키는 혼소 모드로 가스 터빈 설비(100)를 운전한다.

제어 장치(37)는, i점에 있어서, 암모니아 가스의 연료 유량(Fag)을 0(제로)으로 하고, i점으로부터 천연 가스만을 연소기(3)에 공급하고 연소시키는 천연 가스 전소 모드로 가스 터빈 설비(100)를 운전한다.

i점에 있어서, 암모니아 가스의 연료 유량(Fag)은 0(제로)이 되지만, 도 1에 도시한 주 연료 배관(17)에는 암모니아 가스가 잔류하고 있을 가능성이 있다. 이 때문에, 작업자는, 주 연료 공급 시스템(S1)의 개폐 밸브(20)와 질소 가스 공급 시스템(S4)의 개폐 밸브(29, 36)를 폐지하고, 질소 가스 공급 시스템(S4)의 개폐 밸브(26, 30)를 개방한다. 그 후, 오퍼레이터는, 입력 장치(38)를 조작하여, 제어 장치(37)에 의해 질소 가스 공급 시스템(S4)의 유량 조절 밸브(24) 및 차단 밸브(25)를 제어하는 것에 의해, 주 연료 배관(17)에 질소 가스를 공급한다.

이에 의해, 주 연료 배관(17) 내에 잔류하는 암모니아 가스는 질소 가스에 의해 연소기(3) 내로 압출된다. 연소기(3)에 암모니아 가스가 도입되게 되지만, 이 때, 연소기(3)는 천연 가스에 의해 안정적으로 연소하고 있다. 이 때문에, 연소기(3)에 의해 암모니아 가스가 연소되며, 굴뚝(8)으로부터 농도가 높은 암모니아 가스가 대기로 방출될 가능성은 낮다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(37)는, j점으로부터 천연 가스의 연료 유량(Fng)을 감소시켜, k점에서 0(제로)으로 한다. 이에 의해, 그 후의 l점에 있어서, 가스 터빈(GT)이 정지된다.

가스 터빈 설비(100)는 가스 터빈 설비(100)를 구성하는 기기의 고장 등의 이상이 발생한 경우에, 가스 터빈 설비(100)의 손상을 최소한으로 하기 때문에, 여러가지 보호 기능을 갖고 있다.

예를 들면, 연료에 관해서는, 연료의 압력이나 온도가 저하하면, 이상 연소가 일으켜지는 것이 고려된다. 이 때문에, 제어 장치(37)는, 연료의 압력이나 온도의 저하를 검출하면, 차단 밸브(13, 19)에 의해 연소기(3)로의 연료의 공급을 차단하여, 가스 터빈(GT)을 긴급 정지시킨다.

도 4를 참조하여, 본 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 방법의 일 예에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)을 긴급 정지할 때의 가스 터빈(GT)의 회전 속도와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.

도 4의 g점까지의 시계열 변화는 도 3과 동일하다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈 설비(100)는, g점으로부터 암모니아 가스 전소 모드로 운전되어 있다. 도 4에서는, m점에 있어서, 어떠한 이상이 검출되는 것(예를 들면, 연료의 온도가 문턱값 이하까지 저하하는 것)에 의해, 가스 터빈(GT)이 긴급 정지된 상황이 나타나 있다.

제어 장치(37)는, 후술하는 긴급 정지 조건이 성립되면, 긴급 정지 모드로 이행하고, 차단 밸브(19)에 의해 연소기(3)로의 암모니아 가스의 공급의 차단을 개시한다(m점). 암모니아 가스의 공급이 차단되면, 가스 터빈(GT)이 정지한다.

여기에서, 도 1에 도시하는 삼방 밸브(31)가 주 연료 배관(17)과 주 연료 공급 배관(15)을 연통하고 있는 상태 그대로이면, 주 연료 배관(17)에 잔류하고 있는 암모니아 가스가 연소기(3), 터빈(2) 및 굴뚝(8)을 통하여 가스 터빈 설비(100)의 외부로 방출되어 버린다.

대규모 발전 설비에서는, 높은 굴뚝으로부터의 대기 확산에 의해, 대부분의 경우는 암모니아 가스의 방출이 문제가 될 가능성은 높지 않다고 고려된다. 그렇지만, 소중 규모의 발전 설비에서는, 주택가에 인접하는 설비도 있기 때문에, 굴뚝으로부터의 암모니아 가스의 방출은, 가능한 한 저감하는 것이 바람직하다.

그래서, 본 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100)의 제어 장치(37)는, 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드로의 운전 중에, 미리 정해진 긴급 정지 조건이 성립된 경우, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지에 수반하는 차단 밸브(19)의 공급 위치로부터 차단 위치로의 전환 동작에 연동하여 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환 동작시킨다. 삼방 밸브(31)가 제 2 위치가 되면, 삼방 밸브(31)에 의해 주 연료 배관(17)과 연료 처리 배관(33)이 연통하며, 주 연료 배관(17)과 주 연료 공급 배관(15)의 연통이 차단된다.

도 5의 흐름도를 참조하여, 본 실시형태에 따른 제어 장치(37)에 의해 실행되는 삼방 밸브(31)의 전환 제어의 내용의 일 예에 대해 설명한다. 도 5에 나타내는 흐름도의 처리는, 가스 터빈 설비(100)의 운전 중, 소정의 제어 주기로 반복하여 실행된다.

제어 장치(37)는, 불휘발성 메모리(37b)에 기억되어 있는 프로그램을 실행하는 것에 의해, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 조건이 성립되었는지의 여부를 판정하는 정지 조건 판정부(이상 검출부), 운전 모드를 판정하는 모드 판정부, 차단 밸브(19)의 동작을 판정하는 차단 밸브 동작 판정부, 정지 조건 판정부 및 모드 판정부의 판정 결과에 근거하여 차단 밸브(13, 19)로 지령을 출력하는 차단 밸브 지령부, 및 차단 밸브 동작 판정부의 판정 결과에 근거하여 삼방 밸브(31)로 지령을 출력하는 삼방 밸브 지령부로서 기능한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 단계(S100)에 있어서, 제어 장치(37)는, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 조건이 성립되었는지의 여부를 판정한다. 즉, 제어 장치(37)는, 정지 조건 판정부로서 기능한다. 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 조건은, 예를 들면, 연료 저온도 이상이 검출된 경우에 성립한다.

제어 장치(37)는 연료 온도 센서(17T)에 의해 검출된 연료 온도가, 온도 문턱값 미만인지의 여부를 판정한다. 제어 장치(37)는, 연료 온도 센서(17T)에 의해 검출된 연료 온도가 온도 문턱값 미만인 경우에는, 연료 저온도 이상이 검출되었다고 판정한다. 제어 장치(37)는, 연료 온도 센서(17T)에 의해 검출된 연료 온도가 온도 문턱값 이상인 경우에는, 연료 저온도 이상은 검출되어 있지 않다고 판정한다. 온도 문턱값은, 미리 불휘발성 메모리(37b)에 기억되어 있다.

단계(S100)에 있어서, 연료 저온도 이상이 검출된 경우, 제어 장치(37)는 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하고 단계(S100)로 진행한다. 단계(S100)에 있어서, 연료 저온도 이상이 검출되지 않은 경우, 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되어 있지 않다고 판정하고 단계(S115)로 진행한다.

단계(S100)에 있어서, 제어 장치(37)는 차단 밸브(13, 19)를 차단 위치로 전환하기 위한 지령을 차단 밸브(13, 19)로 출력하고 단계(S120)로 진행한다. 또한, 단계(S100)의 처리는, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드에 따라서 제어하는 차단 밸브(13, 19)가 상이하다. 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 암모니아 가스 전소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 주 연료 공급 시스템(S1)의 차단 밸브(19)를 차단 위치로 전환한다. 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 천연 가스 전소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 부 연료 공급 시스템(S2)의 차단 밸브(13)를 차단 위치로 전환한다. 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 혼소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(13, 19)의 쌍방을 차단 위치로 전환한다.

단계(S115)에 있어서, 제어 장치(37)는 차단 밸브(13, 19)를 공급 위치에 보지하기 위한 지령을 차단 밸브(13, 19)로 출력하고 단계(S145)로 진행한다. 또한 단계(S115)의 처리는, 현재 설정되어 있는 운전 모드에 따라서 제어하는 차단 밸브(13, 19)가 상이하다. 현재 설정되어 있는 운전 모드가 암모니아 가스 전소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 주 연료 공급 시스템(S1)의 차단 밸브(19)를 공급 위치에 보지시킨다. 현재 설정되어 있는 운전 모드가 천연 가스 전소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 부 연료 공급 시스템(S2)의 차단 밸브(13)를 공급 위치에 보지시킨다. 현재 설정되어 있는 운전 모드가 혼소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(13, 19)의 쌍방을 공급 위치에 보지시킨다.

이와 같이, 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되어 있지 않은 경우에는 차단 밸브(13, 19)를 공급 위치에 보지하고, 긴급 정지 조건이 성립된 경우에는 차단 밸브(13, 19)를 차단 위치로 전환하는 차단 밸브 지령부(차단 밸브 제어부)로서 기능한다.

단계(S120)에 있어서, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(19)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작되었는지의 여부를 판정한다. 즉, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(19)의 동작을 판정하는 차단 밸브 동작 판정부로서 기능한다.

단계(S120)에 있어서, 차단 밸브(19)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작되었다고 판정되면, 처리가 단계(S130)로 진행된다. 단계(S120)에 있어서, 차단 밸브(19)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작되어 있지 않다고 판정되면, 처리가 단계(S145)로 진행된다.

단계(S130)에 있어서, 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가, 천연 가스 전소 모드, 혼소 모드, 암모니아 가스 전소 모드, 비연소 모드 중 어느 쪽인지를 판정한다. 즉, 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드를 판정하는 운전 모드 판정부로서 기능한다. 또한, 비연소 모드는, 천연 가스 및 암모니아 가스 모두 연소기(3)로 공급하지 않는 운전 모드이다. 비연소 모드에서는, 기동용 모터(9)에 의한 기동 운전 등이 실행된다.

단계(S130)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드라 판정되면, 처리가 단계(S140)로 진행된다. 단계(S130)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 천연 가스 전소 모드 또는 비연소 모드라 판정되면, 처리가 단계(S145)로 진행된다.

단계(S140)에 있어서, 제어 장치(37)는, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환하기 위한 지령을 삼방 밸브(31)로 출력한다. 단계(S145)에 있어서, 제어 장치(37)는, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치에 보지하기 위한 지령을 삼방 밸브(31)로 출력한다. 단계(S140) 또는 단계(S145)의 처리가 종료되면, 본 제어 주기에 있어서의 도 5의 흐름도에 나타내는 처리가 종료된다.

이와 같이, 제어 장치(37)는, 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드로의 운전 중에, 차단 밸브(19)가 공급 위치에 보지되어 있는 경우에는, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치에 보지하고, 차단 밸브(19)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작된 경우에는, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환하는 삼방 밸브 지령부(삼방 밸브 제어부)로서 기능한다.

따라서, 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 암모니아 가스 전소 모드로 가스 터빈(GT)을 운전하고 있을 때, 어떠한 이유로 가스 터빈(GT)이 긴급 정지가 된 경우, 삼방 밸브(31)가, 차단 밸브(19)의 통상 위치로부터 차단 위치로의 전환 동작과 함께, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환 동작된다. 이에 의해, 삼방 밸브(31)에 의해, 연소기(3)에 접속되어 있는 주 연료 공급 배관(15)과 주 연료 배관(17)의 연통이 차단되고, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T)에 접속되어 있는 연료 처리 배관(33)과 주 연료 배관(17)이 연통한다.

차단 밸브(19)로부터 삼방 밸브(31)까지의 주 연료 배관(17)에 잔류하는 암모니아 가스는, 삼방 밸브(31) 및 연료 처리 배관(33)을 통하여 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T) 내로 인도된다. 암모니아 가스는, 물탱크(32T) 내의 물에 용입된다. 이와 같이 하여 처리된 물탱크(32T) 내의 암모니아 수는, 소정의 농도 이상이 되지 않도록 관리된다.

상술한 실시형태에 의하면, 다음의 작용 효과를 발휘한다.

(1) 가스 터빈 설비(100)는, 주 연료 공급 설비(연료 공급 설비)(16)에 접속되는 주 연료 배관(연료 배관)(17)과, 가스 터빈(GT)의 연소기(3)에 접속되는 주 연료 공급 배관(연료 공급 배관)(15)과, 연료를 처리하는 연료 처리 장치(32)에 접속되는 연료 처리 배관(33)과, 주 연료 배관(17)에 접속되는 입구 포트(31i), 주 연료 공급 배관(15)에 접속되는 제 1 출구 포트(31oa), 및 연료 처리 배관(33)에 접속되는 제 2 출구 포트(31ob)를 갖는 삼방 밸브(31)를 구비한다.

이 구성에 의하면, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에 삼방 밸브(31)를 전환하는 것에 의해, 주 연료 배관(17)에 잔류하는 암모니아 가스를 연료 처리 장치(32)로 인도할 수 있으므로, 암모니아 가스가 대기에 방출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 삼방 밸브(31)의 전환 동작만으로, 주 연료 배관(17)과 주 연료 공급 배관(15)의 연통을 차단하는 동시에 주 연료 배관(17)과 연료 처리 배관(33)을 연통시킬 수 있다. 이 때문에, 각 배관(15, 17, 33)의 연통과 차단을 전환하기 위한 복수의 전환 밸브를 설치할 필요가 없다. 복수의 전환 밸브는, 가스 터빈(GT)의 부근에 설치하는 것이 어려운 경우가 있다. 이에 대해, 본 실시형태에 의하면, 삼방 밸브(31)를 가스 터빈(GT)의 부근에 용이하게 설치할 수 있다. 그 결과, 주 연료 공급 배관(15)의 길이를 짧게 할 수 있으므로, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에, 주 연료 공급 배관(15)에 잔류하는 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 낮게 억제할 수 있다.

(2) 가스 터빈 설비(100)는 주 연료 배관(17)에 마련되며, 연소기(3)로 공급되는 연료의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(18)를 구비한다. 삼방 밸브(31)는, 유량 조절 밸브(18)와 연소기(3) 사이에 마련된다. 이 구성에 의하면, 삼방 밸브(31)가 유량 조절 밸브(18)의 상류측에 마련되는 경우에 비해, 주 연료 공급 배관(15)의 길이를 짧게 할 수 있어서, 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 낮게 억제할 수 있다.

(3) 삼방 밸브(31)는, 가스 터빈(GT)을 수용하는 인클로저(101)의 내측에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 삼방 밸브(31)가 인클로저(101)의 외측에 배치되어 있는 경우에 비해, 주 연료 공급 배관(15)의 길이를 짧게 할 수 있어서, 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 인클로저(101)의 내측에 삼방 밸브(31)를 설치하는 것이 곤란한 경우에는, 인클로저(101)에 인접하여 삼방 밸브(31)를 설치하는 것에 의해, 주 연료 공급 배관(15)의 길이를 짧게 할 수 있어서, 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 낮게 억제할 수 있다.

(4) 가스 터빈 설비(100)는, 주 연료 배관(17)에 있어서의 주 연료 공급 설비(16)와 유량 조절 밸브(18) 사이에 마련되며, 주 연료 공급 설비(16)로부터 연소기(3)로 연료를 공급하는 공급 위치와, 주 연료 공급 설비(16)로부터 연소기(3)로의 연료의 공급을 차단하는 차단 위치를 갖는 차단 밸브(19)와, 차단 밸브(19) 및 삼방 밸브(31)를 제어하는 제어 장치(37)를 구비한다. 제어 장치(37)는, 차단 밸브(19)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하는 동시에, 삼방 밸브(31)를 주 연료 배관(17)과 주 연료 공급 배관(15)을 연통하는 제 1 위치로부터 주 연료 배관(17)과 연료 처리 배관(33)을 연통하는 제 2 위치로 전환한다.

이 구성에 의해, 가스 터빈(GT)으로의 암모니아 가스(연료)의 공급을 차단 밸브(19)로 차단하는 동시에, 주 연료 배관(17)에 잔류하는 암모니아 가스(미연 연료)를 삼방 밸브(31)를 통하여 연료 처리 장치(32)로 인도할 수 있다. 그 결과, 차단 밸브(19)를 차단 위치로 전환을 종료하고 나서(전면 폐쇄가 되고 나서) 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환 시작하는 경우에 비해, 주 연료 배관(17)에 잔류하는 암모니아 가스(미연 연료)의 대기로의 방출량을 낮게 억제할 수 있다.

(5) 주 연료 공급 설비(16)로부터 삼방 밸브(31)를 통하여 연소기(3)에 공급되는 연료는, 암모니아 가스이다. 연료 처리 장치(32)는, 연료 처리 배관(33)을 통하여 인도되는 암모니아 가스를 처리하기 위한 물을 저장된 물탱크(32T)를 갖는다. 이 구성에 의하면, 암모니아 가스는, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T) 내의 물에 의해 용해 처리된다. 연료 처리 장치(32)에 의해 생성된 암모니아 수는, 물탱크(32T) 내에 적절히 보관된다.

(6) 가스 터빈 설비(100)는, 암모니아 가스를 연료로서 공급하는 연료 공급 설비인 주 연료 공급 설비(16)를 포함하는 주 연료 공급 시스템(S1)과, 천연 가스를 연료로서 공급하는 부 연료 공급 설비(10)를 포함하는 부 연료 공급 시스템(S2)을 구비하고 있다.

제어 장치(37)는, 복수의 운전 모드로 가스 터빈(GT)을 운전한다. 복수의 운전 모드에는, 주 연료 공급 시스템(S1) 및 부 연료 공급 시스템(S2) 중 주 연료 공급 시스템(S1)으로부터의 연료를 연소기(3)에서 연소시키는 암모니아 가스 전소 모드와, 주 연료 공급 시스템(S1) 및 부 연료 공급 시스템(S2) 중 부 연료 공급 시스템(S2)으로부터의 연료를 연소기(3)에서 연소시키는 천연 가스 전소 모드와, 주 연료 공급 시스템(S1) 및 부 연료 공급 시스템(S2)의 쌍방으로부터의 연료를 연소기(3)에서 연소시키는 혼소 모드가 포함된다.

제어 장치(37)는, 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드로의 운전 중에, 미리 정해진 긴급 정지 조건이 성립된 경우, 차단 밸브(19)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하는 동시에, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환한다. 이 구성에 의하면, 암모니아 가스가 연료로서 연소기(3)에 공급되어 있을 때, 가스 터빈(GT)을 긴급 정지할 때, 삼방 밸브(31)의 동작에 의해, 주 연료 배관(17) 내의 암모니아 가스를 연료 처리 장치(32)로 적절히 인도할 수 있다.

(7) 가스 터빈 설비(100)는, 주 연료 공급 시스템(S1) 및 부 연료 공급 시스템(S2)에 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 시스템(S4)을 구비한다. 이 구성에 의하면, 운전 모드를 전환하거나, 가스 터빈(GT)을 정지시킬 때 등에, 주 연료 공급 시스템(S1) 및 부 연료 공급 시스템(S2)의 배관 내에 잔류하는 연료를 질소 가스에 의해 치환할 수 있다.

(8) 가스 터빈 설비(100)는, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 연소기(3)에 공급하는 물 공급 배관(51)과, 물 공급 배관(51)으로부터 공급된 암모니아 수를 연소기(3) 내에 분무하는 분무 노즐(49)을 갖는 암모니아 물 공급 계통, 또는, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 차실(3s)에 공급하는 물 공급 배관(51s)과, 물 공급 배관(51s)으로부터 공급된 암모니아 수를 차실(3s) 내에 분무하는 분무 노즐(49s)을 갖는 암모니아 물 공급 계통 중 적어도 한쪽을 갖는 물 공급 시스템(S5)을 구비한다. 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 산업 폐기물 처리 업자에 위탁하여, 산업 폐기물 처리 시설에서, 암모니아 수를 적절히 처리하는 경우, 폐기 비용이 발생한다. 이 구성에 의하면, 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 연소기(3), 또는 차실(3s) 내에 분무하는 것에 의해, 에너지를 유효 이용할 수 있다. 또한, 폐기하는 암모니아 수의 양을 저감할 수 있으므로, 폐기 비용을 저감할 수 있다.

암모니아 수를 분무하는 타이밍에 대해 설명한다. 분무 노즐(49)로부터 분무하는 경우, 천연 가스 전소 모드에서 암모니아 수를 분무하는 것이 바람직하다. 암모니아 가스를 연소시키는 연소기(3)는 연료와 공기를 별도로 내통(라이너)(40)에 공급하고, 확산 연소 방식으로 연소시키는 경우가 많다. 확산 연소 방식으로는 국부적으로 연료 온도가 높아져 질소산화물이 많이 발생한다. 이 때문에, 분무 노즐(49)로부터 암모니아 수를 분무하는 것에 의해, 화염 온도의 상승을 방지하여, 질소산화물의 발생을 억제하는 효과를 기대할 수 있다. 또한 암모니아는 물에 녹기 쉽다. 이 때문에, 암모니아 연소시에 암모니아 수를 분무 노즐(49)로부터 분무하면, 암모니아 수에 암모니아 가스가 용입되어, 연소 성능에 영향을 미치는 것이 고려된다. 따라서, 암모니아 연소시는, 차실(3s)에 설치한 분무 노즐(49s)로부터 암모니아 수를 분무하는 것이 바람직하다. 차실(3s) 내에 분무된 암모니아 수는, 연소기(3)의 버너(41)에 도달할 때까지 증발하기 때문에, 암모니아 연소의 연소 특성에 영향을 미치는 것이 적다고 고려된다.

<제 1 실시형태의 변형예 1>

제 1 실시형태에서는, 차단 밸브(19)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작되었는지의 여부를 판정하고, 차단 밸브(19)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작된 경우에, 삼방 밸브(31)가 제 2 위치로 전환 동작되는 예(도 5 참조)에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 제어 장치(37)는, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 조건이 성립된 경우에, 차단 밸브(19)와 삼방 밸브(31)를 동시에 전환 동작시켜도 좋다.

도 6은 제어 장치(37)에 의해 실행되는 삼방 밸브(31)의 전환 제어의 내용이 다른 예에 대해 나타내는 흐름도이다. 도 6의 흐름도에서는, 도 5의 흐름도의 단계(S100, S115, S120, S140, S145)의 처리를 대신하여, 단계(S241, S244, S247)의 처리가 실행된다. 도 6에 나타내는 흐름도의 처리는, 가스 터빈 설비(100)의 운전 중, 소정의 제어 주기로 반복하여 실행된다.

도 6의 단계(S100, S130)의 처리는, 도 5의 단계(S100, S130)와 동일한 처리이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 단계(S100)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정되면, 처리가 단계(S130)로 진행되고, 긴급 정지 조건이 성립되어 있지 않다고 판정되면, 처리가 단계(S247)로 진행된다.

단계(S130)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드라 판정되면, 처리가 단계(S241)로 진행된다. 단계(S130)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 천연 가스 전소 모드 또는 비연소 모드라 판정되면, 처리가 단계(S244)로 진행된다.

단계(S241)에 있어서, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(19)를 차단 위치로 전환하기 위한 지령을 차단 밸브(19)로 출력하는 동시에, 삼방 밸브(31)를 제 2 위치로 전환하기 위한 지령을 삼방 밸브(31)로 출력한다. 또한, 단계(S130)에 있어서 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 혼소 모드라 판정된 경우에는, 단계(S241)에 있어서, 제어 장치(37)는, 부 연료 공급 시스템(S2)의 차단 밸브(13)를 차단 위치로 전환하기 위한 지령을 차단 밸브(13)로 출력한다.

단계(S130)에 있어서 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 천연 가스 전소 모드로 판정되어 있는 경우에는, 단계(S244)에 있어서, 제어 장치(37)는, 부 연료 공급 시스템(S2)의 차단 밸브(13)를 차단 위치로 전환하기 위한 지령을 차단 밸브(13)로 출력한다.

단계(S247)에 있어서, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(13, 19)를 공급 위치에 보지하기 위한 지령을 차단 밸브(13, 19)로 출력하는 동시에, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치에 보지하기 위한 지령을 삼방 밸브(31)로 출력한다. 또한, 단계(S247)의 처리는, 현재 설정되어 있는 운전 모드에 따라서 제어하는 차단 밸브(13, 19)가 상이하다. 현재 설정되어 있는 운전 모드가 암모니아 가스 전소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 주 연료 공급 시스템(S1)의 차단 밸브(19)를 공급 위치에 보지시킨다. 현재 설정되어 있는 운전 모드가 천연 가스 전소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 부 연료 공급 시스템(S2)의 차단 밸브(13)를 공급 위치에 보지시킨다. 현재 설정되어 있는 운전 모드가 혼소 모드인 경우, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(13, 19)의 쌍방을 공급 위치에 보지시킨다.

이와 같이, 본 변형예에 따른 제어 장치(37)는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 긴급 정지 조건이 성립되고, 또한, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 주 연료(암모니아 가스)를 연소기(3)에서 연소시키고 있는 모드(암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드)인 경우에는, 차단 밸브(19)를 차단 위치로 전환하는 동시에 삼방 밸브(31)를 제 2 위치로 전환한다.

본 변형예에 의하면, 상기 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한 상기 실시형태 및 본 변형예에서는, 긴급 정지 조건이 성립된 경우에, 운전 모드의 판정 결과를 가미하여 차단 밸브(19) 및 삼방 밸브(31)의 동작을 제어하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립된 경우에, 차단 밸브(19)를 차단 위치로 전환하기 위한 지령을 차단 밸브(19)로 출력하는 동시에, 삼방 밸브(31)를 제 2 위치로 전환하기 위한 지령을 삼방 밸브(31)로 출력하여도 좋다.

<제 1 실시형태의 변형예 2>

제 1 실시형태에서는, 연료 저온도 이상이 검출된 경우에, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 조건이 성립되는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.

제어 장치(37)는, 연소기(3)의 연소 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다. 가스 터빈(GT)에서는, 터빈(2) 하류의 환상의 유로 내의 둘레방향으로 복수의 연소 온도 센서가 마련되어 있다. 연소 온도 센서는 가스 터빈(GT)의 배기 가스 온도의 둘레방향의 온도 분포를 검출한다. 연소 온도 센서는, 연소기(3)로부터의 배기 가스의 온도(연소 온도)를 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 제어 장치(37)로 출력하는 열전쌍 등이다. 제어 장치(37)는, 복수의 연소 온도 센서에 의해 배기 가스 온도를 취득하고, 복수의 연소 온도 센서의 배기 가스 온도의 평균값을 연산한다. 제어 장치(37)는, 연산된 평균값과, 복수의 연소 온도 센서의 배기 가스 온도의 각각을 비교한다. 제어 장치(37)는, 연산된 평균값으로부터 연소 온도 센서의 배기 가스 온도를 뺀 값인 온도 편차가 편차 문턱값 이상인 경우에, 그 위치에 상당하는 연소기(3)에 있어서 화염 상실 등의 연소 이상이 검출되었다고 판정한다. 또한, 제어 장치(37)는, 연소 온도 센서의 온도 변화를 다른 운전 데이터와 비교하여, 연소 이상이 검출되었다고 판정하여도 좋다.

또한, 가스 터빈(GT)에는, 복수의 연소기(3)의 연소 온도를 검출하는 연소 온도 센서가 마련되어 있다. 연소 온도 센서는, 연소기(3)의 버너(41)의 온도를 검출하는 열전쌍 등이다. 제어 장치(37)는, 버너(41)의 연소 온도 센서의 값이 문턱값 이하인 경우, 연소기(3)에 있어서 화염 상실 등의 연소 이상이 검출되었다고 판정한다.

이와 같이, 연소 온도 센서의 검출 결과에 근거하여, 직접, 연소기(3)의 연소 상태를 검출하는 구성에서는, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에 발생할 가능성이 있는 시간 지연을 억제하는 것이 가능하게 된다고 고려된다.

또한, 제어 장치(37)는 연료 압력이 압력 문턱값보다 낮아지는 연료 저압력 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다. 제어 장치(37)는, 배기 가스(7)의 온도가 고온도 문턱값보다 높아지는 배기 가스 고온도 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다. 제어 장치(37)는 배기 가스(7)의 온도가 저온도 문턱값보다 낮아지는 배기 가스 저온도 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다. 제어 장치(37)는, 배기 가스 온도 편차가 편차 문턱값보다 높아지는 배기 가스 온도 편차 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다.

제어 장치(37)는, 유량 조절 밸브(18)의 동작 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다. 제어 장치(37)는 가스 터빈(GT)의 축 진동값이 진동 문턱값보다 높아지는 축 진동 이상이 검출된 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다. 또한, 제어 장치(37)는, 연료의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브의 추종 이상, 연료 누출, 화재 등을 검지한 경우에, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정하여도 좋다.

긴급 정지 조건의 성립 필요와 불필요에 관한 이상이 복수 상정되는 경우, 제어 장치(37)는, 복수의 이상 중 적어도 1개가 검출된 경우에는, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정한다. 또한, 제어 장치(37)는, 복수의 이상 중 전체가 검출되어 있지 않은 경우에는, 긴급 정지 조건이 성립되어 있지 않다고 판정한다.

또한 이상 검출 방법은, 하나의 파라미터로 실행하는 경우로 한정되는 일도 없다. 예를 들면, 입구압 센서(17Pa), 출구압 센서(17Pb) 및 연료 온도 센서(17T)의 검출 결과에 근거하여, 연소기(3)에 공급되는 연료의 이상을 검출하여도 좋다.

<제 1 실시형태의 변형예 3>

제 1 실시형태에서는, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환하는 예에 대해 설명했지만, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환하는 타이밍은 긴급 정지시에만 한정되지 않는다.

예를 들면, 도 1에 도시하는 주 연료 배관(17) 및 연료 처리 배관(33)의 리크 체크를 실행하는 경우, 작업자는 개폐 밸브(34)를 폐쇄하고, 입력 장치(38)를 조작하여 제어 장치(37)에 의해 삼방 밸브(31)를 제 2 위치로 전환한다. 그 후, 주 연료 공급 설비(16)로부터 암모니아 가스를 주 연료 배관(17)에 공급한다. 이에 의해, 주 연료 배관(17)으로부터 삼방 밸브(31)를 통하여 연료 처리 배관(33)에 암모니아 가스가 공급된다. 리크 체크가 완료된 후, 작업자는, 개폐 밸브(20)를 폐쇄하고, 개폐 밸브(34)를 개방한다. 이에 의해, 주 연료 배관(17) 및 연료 처리 배관(33) 내의 암모니아 가스가 연료 처리 장치(32)로 인도된다.

<제 2 실시형태>

도 7을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100B)에 대해 설명한다. 도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100B)의 구성의 개략을 도시하는 도면이다. 또한 제 1 실시형태에서 설명한 구성과 동일 혹은 상당하는 구성에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 차이점을 주로 설명한다. 또한, 도 7에 있어서, 인클로저(101)의 도시는 생략하고 있지만, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 삼방 밸브(31)는 인클로저(101)의 내측에 배치되어 있다.

제 1 실시형태에서는, 암모니아 가스를 연료로서 가스 터빈(GT)을 운전하는 가스 터빈 설비(100)에 있어서, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시의 암모니아 가스의 대기로의 방출을 억제하는 방법에 대해 설명했다. 이에 대해, 본 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서 설명한 암모니아 가스를 대신하여, 수소 가스를 주 연료로서 연소기(3)에 공급하여 가스 터빈(GT)을 운전하는 가스 터빈 설비(100B)에 대해 설명한다. 수소 가스를 주 연료로서 이용하는 경우, 암모니아 가스와 마찬가지로, 이산화탄소의 발생을 억제할 수 있는 것이 알려져 있다.

그런데, 수소 가스를 연료로서 가스 터빈(GT)을 운전하는 가스 터빈 설비에서는, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에, 수소 가스를 적절히 처리하는 것이 요구된다. 가스 터빈(GT)에 있어서의 연소기(3)의 하류측의 유로는 복잡한 형상을 하고 있는 경우가 많다. 가스 터빈(GT)이 긴급 정지되면, 연소기(3)로의 공기의 공급도 차단되기 때문에, 수소 가스가 가스 터빈(GT) 내에서 계속 머물 가능성이 있다. 가스 터빈(GT)을 긴급 정지할 때에, 연소기(3)에 접속되어 있는 배관 내에 잔류하는 수소 가스가 많을수록, 가스 터빈(GT) 내의 유로에 수소 가스가 체류될 가능성이 높아진다. 가스 터빈(GT) 내에 가연 범위가 넓은 수소 가스가 체류되어 있으면, 의도하지 않는 장소에서 수소 가스가 발화되어, 가스 터빈(GT)의 구성 부품이 손상되어 버릴 우려가 있다.

그래서, 본 제 2 실시형태에서는, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에, 배관 내에 잔류하는 수소 가스가 가스 터빈(GT) 내에 유입되는 것을 억제하여, 가스 터빈(GT) 내에 수소 가스가 체류되는 것을 방지하는 구성으로 되어 있다. 이하, 상세하게 설명한다.

제 2 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100B)에는, 제 1 실시형태에서 설명한 주 연료 공급 시스템(S1)을 대신하여, 주 연료 공급 시스템(S1B)이 마련되어 있다. 주 연료 공급 시스템(S1B)은 주 연료로서의 수소 가스를 연소기(3)에 공급하는 시스템이다. 주 연료 공급 시스템(S1B)은, 주 연료 공급 설비(71)와, 주 연료 공급 설비(71)와 삼방 밸브(31)의 입구 포트(31i)에 접속되는 주 연료 배관(72)과, 주 연료 배관(72)에 마련되는 개폐 밸브(75), 차단 밸브(74) 및 유량 조절 밸브(73)를 갖고 있다.

주 연료 공급 설비(71)는 액체 수소를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 액체 수소를 압송하는 펌프(도시하지 않음)와, 펌프에 의해 승압된 액체 수소를 기화시키는 기화기(도시하지 않음)를 구비한다. 기화기에 의해 생성되는 수소 가스는, 주 연료 배관(17)에 공급된다. 주 연료 배관(17)에 공급된 수소 가스는, 삼방 밸브(31)를 통하여 연소기(3)에 공급된다.

주 연료 공급 설비(71)로부터 주 연료가 공급되는 주 연료 배관(72)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 개폐 밸브(75), 차단 밸브(74) 및 유량 조절 밸브(73)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(75)는 주 연료 배관(72)을 개폐 가능한 수동 밸브이다.

차단 밸브(74)는 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 주 연료 배관(72)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 유량 조절 밸브(73)는 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 주 연료 배관(72)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(73)를 통과하는 주 연료의 유량, 즉 연소기(3)로 공급되는 연료(수소 가스)의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

연료 처리 시스템(S3B)은 연료 처리 장치(77)와, 삼방 밸브(31)의 제 2 출구 포트(31ob)에 접속되는 연료 처리 배관(76)과, 연료 처리 배관(76)에 마련되는 개폐 밸브(78)를 갖고 있다. 개폐 밸브(78)는 연료 처리 배관(76)을 개폐 가능한 수동 밸브이다.

연료 처리 장치(77)는 예를 들면, 수소 가스를 연소 처리하는 애프터 버너이다. 연료 처리 장치(77)는 수소 가스를 대기로 방출 처리하는 굴뚝이어도 좋다. 연료 처리 장치(77)에는, 연료 처리 배관(76)을 통하여 수소 가스가 인도된다. 연료 처리 장치(77)에 수소 가스가 인도되면, 연료 처리 장치(77)에 의해 수소 가스가 적절히 처리된다.

가스 터빈 설비(100B)는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 주 연료 배관(72), 부 연료 배관(11) 및 연료 처리 배관(76)에 잔류하는 연료를 질소로 치환하는 질소 가스 공급 시스템(S4)을 구비하고 있다.

본 제 2 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 운전 방법의 일 예에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100B)에서는, 주 연료 공급 설비(71)부터 삼방 밸브(31)를 통하여 연소기(3)에 공급되는 주 연료가, 수소 가스이다. 수소 가스는 천연 가스에 비해 가연 범위가 넓고, 가스 터빈의 점화 실패시에 연소기 하류측의 유로 내에서의 재점화(폭발)가 염려된다. 이 때문에, 본 제 2 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100B)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 천연 가스를 이용하여 가스 터빈(GT)을 기동시키고, 그 후, 연료를 천연 가스로부터 수소 가스로 전환하는 경우가 있다. 또한 제 2 실시형태에서는, 가스 터빈(GT)을 정지시킬 때의 운전 방법도 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

즉, 가스 터빈 설비(100B)는 천연 가스 전소 모드로의 운전에 의해 가스 터빈(GT)을 기동하고, 천연 가스 전소 모드로부터 수소 가스와 천연 가스를 연소기(3)에 의해 동시에 연소시키는 혼소 모드를 거쳐서 수소 가스만을 연소기(3)에 의해 연소시키는 수소 가스 전소 모드로 이행한다. 가스 터빈(GT)을 정지하는 경우, 가스 터빈 설비(100B)는, 수소 가스 전소 모드로부터 혼소 모드를 거쳐서 천연 가스 전소 모드로 이행한다.

또한, 혼소 모드로부터 천연 가스 전소 모드로 이행 후, 작업자는 주 연료 공급 시스템(S1B)의 개폐 밸브(75)와 질소 가스 공급 시스템(S4)의 개폐 밸브(29, 36)를 폐지하고, 질소 가스 공급 시스템(S4)의 개폐 밸브(26, 30)를 개방한다. 그 후, 오퍼레이터는, 입력 장치(38)를 조작하고, 제어 장치(37)에 의해 질소 가스 공급 시스템(S4)의 유량 조절 밸브(24) 및 차단 밸브(25)를 제어하는 것에 의해, 주 연료 배관(72)에 질소 가스를 공급한다. 이에 의해, 주 연료 배관(72) 내에 잔류 수소 가스가 질소 가스로 치환된다.

본 제 2 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 긴급 정지 조건이 성립되며, 또한, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 주 연료(수소 가스)를 연소기(3)에서 연소시키고 있는 모드(수소 가스 전소 모드 또는 혼소 모드)인 경우에는, 차단 밸브(74)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하는 동시에 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환한다.

이에 의해, 가스 터빈(GT)으로의 연료의 공급이 차단 밸브(74)에 의해 차단되는 동시에, 주 연료 배관(72)에 잔류되는 수소 가스가 삼방 밸브(31)를 통하여 연료 처리 장치(77)로 인도된다. 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에 연소기(3)에 유입되는 수소 가스의 양을 낮게 억제할 수 있으므로, 가스 터빈(GT) 내에서의 발화의 리스크를 저감할 수 있다.

또한 수소 가스로 가스 터빈(GT)을 구동하기 전에, 연료 처리 배관(76)에 잔류되는 수소 가스는 질소 가스로 치환된다. 이 때문에, 연료 처리 배관(76)의 내부에서 수소 가스가 발화하는 것을 방지할 수 있다.

<제 3 실시형태>

도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100C)에 대해 설명한다. 도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100C)의 개략을 도시하는 도면이다. 도 8에서는, 제어 장치(37)의 도시는 생략되어 있다. 또한 제 1 실시형태에서 설명한 구성과 동일 혹은 상당한 구성에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 차이점을 주로 설명한다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100C)의 연료 처리 시스템(S3C)은 제 1 실시형태에서 설명한 연료 처리 배관(33) 및 개폐 밸브(34)에 부가하여 연소기(3)와 연료 처리 장치(32)에 접속되는 드레인 배관(81)과, 드레인 배관(81)에 마련되는 차단 밸브(82) 및 개폐 밸브(83)를 갖고 있다.

드레인 배관(81)은 연소기(3)의 외통(43)에 형성되는 드레인 구멍(80)에 접속된다. 드레인 구멍(80)은 연소기(3)의 외통(43)을 관통하며, 외통(43)의 내측과 드레인 배관(81)을 연통한다. 통상, 가스 연소의 연소기에는 드레인 구멍은 마련되지 않는다.

도 9 및 도 10을 참조하여, 본 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 방법의 일 예에 대해 설명한다. 도 9는 도 4와 동일한 도면이며, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)을 긴급 정지할 때의 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 도시하는 도면이다.

제 1 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 긴급 정지 조건이 성립되면, 긴급 정지 모드로 이행하고, 차단 밸브(19)에 의해 연소기(3)로의 암모니아 가스의 공급을 차단한다(m점). 암모니아 가스의 공급이 차단되는 것에 의해, 가스 터빈(GT)이 정지한다. 압축기(1)가 정지하기 때문에, 연소기(3)로의 압축 공기(5)의 공급도 차단된다.

이에 대해, 본 제 3 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드로의 운전 중에 긴급 정지 조건이 성립되고 나서 일정 시간, 기동용 모터(9)에 의해 가스 터빈(GT)을 소정의 회전 속도로 회전시킨다. 또한, 제어 장치(37)는, 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드로의 운전 중에 긴급 정지 조건이 성립되고 나서 일정 시간, 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 차단 밸브(55)를 통하여 분무 노즐(49)에 공급하고, 분무 노즐(49)로부터 연소기(3) 내에 암모니아 수를 분무한다.

도 10을 참조하여, 제어 장치(37)에 의해 실행되는 기동용 모터(9), 물 공급 시스템(S5) 및 연료 처리 시스템(S3C)의 제어의 내용의 일 예에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 도 10의 흐름도는 기동용 모터(9), 물 공급 시스템(S5) 및 연료 처리 시스템(S3C)의 제어에 관한 처리를 추출한 것이다. 주 연료 공급 시스템(S1)의 차단 밸브(19) 및 삼방 밸브(31)에 대한 제어는, 제 1 실시형태와 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다.

도 10에 나타내는 흐름도의 처리는, 가스 터빈 설비(100)의 운전 중, 소정의 제어 주기로 반복하여 실행된다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 단계(S300)에 있어서, 제어 장치(37)는, 도 5의 단계(S100)와 마찬가지로, 긴급 정지 조건이 성립되었는지의 여부를 판정한다. 단계(S300)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정되면, 처리가 단계(S330)로 진행된다. 단계(S300)의 처리는 긍정 판정될 때까지 반복 실행된다.

단계(S330)에 있어서, 제어 장치(37)는 도 5의 단계(S130)와 마찬가지로, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 암모니아 전소 모드 또는 혼소 모드인지의 여부를 판정한다.

단계(S330)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드라 판정되면, 처리가 단계(S350)로 진행된다. 단계(S330)에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되기 직전의 운전 모드가 천연 가스 전소 모드 또는 비연소 모드라 판정되면, 도 10의 흐름도에 나타내는 처리가 종료된다.

단계(S350)에 있어서, 제어 장치(37)는, 드레인 배관(81)의 차단 밸브(82)를 차단 위치로부터 공급 위치로 전환하는 동시에, 시간의 계측을 개시하고, 단계(S355)로 진행한다.

단계(S355)에 있어서, 제어 장치(37)는, 회전 속도 센서(2N)에 의해 검출된 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 회전 속도 문턱값(Na) 미만인지의 여부를 판정한다. 단계(S350)에 있어서, 회전 속도(Ng)가 회전 속도 문턱값(Na) 미만이라고 판정되면, 처리가 단계(S360)로 진행된다. 단계(S355)의 처리는, 긍정 판정될 때까지 반복 실행된다.

단계(S360)에 있어서, 제어 장치(37)는 기동용 모터(9)를 기동시켜, 기동용 모터(9)의 동작 제어를 개시하고 단계(S370)로 진행한다. 이에 의해, 가스 터빈(GT)에 회전 토크가 부여된다. 제어 장치(37)는, 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 일정하게 유지되도록, 기동용 모터(9)의 동작을 제어한다.

단계(S370)에 있어서, 제어 장치(37)는 단계(S350)에 있어서 계측이 개시된 시간(Tc)이 시간 문턱값(Ta) 이상인지의 여부를 판정한다. 시간 문턱값(Ta)은 미리 제어 장치(37)의 불휘발성 메모리(37b)에 기억되어 있다.

단계(S370)에 있어서, 시간(Tc)이 시간 문턱값(Ta) 이상이라고 판정되면, 처리가 단계(S380)로 진행된다. 단계(S370)의 처리는, 긍정 판정될 때까지 반복 실행된다.

단계(S380)에 있어서, 제어 장치(37)는 기동용 모터(9)의 동작을 정지시키고, 단계(S390)로 진행한다. 이에 의해, 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 저하하여, 가스 터빈(GT)이 정지한다.

단계(S390)에 있어서, 제어 장치(37)는, 물 공급 시스템(S5)의 차단 밸브(55)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하고 도 10의 흐름도에 나타내는 처리를 종료한다. 이에 의해, 물 공급 시스템(S5)에 의한 연소기(3) 내로의 물 분무가 정지된다.

이와 같이, 본 제 3 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 암모니아 가스 전소 모드 또는 혼소 모드로의 운전 중에 긴급 정지 조건이 성립되면, 운전 모드를 긴급 정지 모드로 이행한다. 제어 장치(37)는, 긴급 정지 모드로 이행하면, 상기 실시형태와 마찬가지로, 차단 밸브(19)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하는 동시에 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, m점에 있어서, 제어 장치(37)로부터 차단 밸브(19)에 대해 차단 위치로의 전환 지령이 출력되면, 암모니아 가스의 연료 유량(Fag) 및 가스 터빈의 회전 속도(Ng)가 급격하게 저하한다. n점에 있어서, 암모니아 가스의 연료 유량(Fag)은 차단 밸브(19)에 의해 차단되고 0(제로)이 된다.

제어 장치(37)는 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)를 감시하여, 회전 속도(Ng)가 회전 속도 문턱값(Na) 미만까지 저하한 경우에는, 기동용 모터(9)를 구동하고, 기동용 모터(9)에 의해 가스 터빈(GT)에 회전 토크를 부여한다(o점). 제어 장치(37)는 o점으로부터 p점까지 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 일정값(예를 들면 Nc)으로 유지되도록, 기동용 모터(9)의 동작을 제어한다. 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되고 나서의 시간(Tc)이 일정 시간(Ta)을 경과하면, 기동용 모터(9)의 동작을 정지한다(p점). 기동용 모터(9)의 동작이 정지하는 것에 의해, 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 저하하여, q점에서 0(제로)이 된다.

이와 같이, 본 제 3 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 차단 밸브(19)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하는 동시에, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환할 때, 기동용 모터(9)에 의해 일정 시간 가스 터빈(GT)을 회전시켜, 압축기(1)에 의해 공기를 연소기(3) 및 터빈(2)에 공급한다. 이에 의해, 가스 터빈(GT) 내에 잔류하는 암모니아 가스의 농도를 희석할 수 있다. 그 결과, 굴뚝(8)으로부터 배출되는 가스의 암모니아 농도를 낮게 할 수 있으므로, 악취의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 제 3 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되고, 긴급 정지 모드로 이행하고 나서도 분무 노즐(49)로부터의 암모니아 수의 분무를 계속시킨다. 이에 의해, 연소기(3) 내에 잔류하는 암모니아 가스를 분무 노즐(49)로부터 분무되는 물에 용입시킬 수 있다. 연소기(3)의 중통(40) 내에 분사되며, 연소기(3) 내의 암모니아 가스를 흡수한 암모니아 수는, 내통(40)의 개구부로부터 외통(43)과 내통(40) 사이의 환상 유로에 유입되고, 드레인 구멍(80)을 통하여 드레인 배관(81)으로 배출된다. 드레인 배관(81)으로 배출된 암모니아 수는, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T)로 회수된다.

따라서, 본 제 3 실시형태에 의하면, 굴뚝(8)으로부터 배출되는 암모니아 가스의 양을 제 1 실시형태보다 저감할 수 있다.

<제 3 실시형태의 변형예 1>

제 3 실시형태에 있어서도 제 1 실시형태의 변형예 2와 마찬가지로, 긴급 정지 조건의 성립 필요와 불필요에 관한 이상이 복수 상정되는 경우, 제어 장치(37)는, 복수의 이상 중 적어도 1개가 검출된 경우에는, 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정한다. 또한, 제어 장치(37)는, 복수의 이상 중 전체가 검출되어 있지 않은 경우에는, 긴급 정지 조건이 성립되어 있지 않다고 판정한다.

또한 가스 터빈(GT)의 축 진동값이 문턱값보다 높아지는 축 진동 이상이 검출된 경우에는, 가스 터빈(GT)을 긴급 정지시킬 때에, 기동용 모터(9)에 의해 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)를 일정 시간 보지하면, 가스 터빈(GT)의 손상을 초래할 우려가 있다. 이 때문에, 제어 장치(37)는, 축진동 이상이 검출된 경우에는, 긴급 정지 모드에서, 기동용 모터(9)를 기동시키는 제어를 실행하지 않는 것이 바람직하다.

<제 3 실시형태의 변형예 2>

긴급 정지 모드에서의 기동용 모터(9), 연료 처리 시스템(S3C) 및 물 공급 시스템(S5)의 제어의 흐름은, 도 10의 흐름도에 나타내는 흐름으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 3 실시형태에서는, 긴급 정지 조건이 성립되고 나서의 시간(Tc)이 시간 문턱값(Ta)을 경과한 경우에, 기동용 모터(9)를 정지하는 동시에, 물 공급 시스템(S5)에 의한 물 분무를 정지하는 예에 대해 설명했지만, 기동용 모터(9)가 정지하는 타이밍과 물 분무를 정지하는 타이밍은 상이하도록 하여도 좋다. 제어 장치(37)는 시간(Tc)이 제 1 시간 문턱값(Ta1)을 경과한 경우에 기동용 모터(9)를 정지시키고, 시간(Tc)이 제 2 시간 문턱값(Ta2)을 경과한 경우에 물 분무를 정지시켜도 좋다. 또는, 그 운전 상태에 의해 물을 분무시키지 않는 일도 있을 수 있다.

또한, 제 3 실시형태에서는, 긴급 정지 조건이 성립되고 나서의 시간이 계측되는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 제어 장치(37)는, 기동용 모터(9)가 기동하고 나서의 시간을 계측하고, 시간 문턱값과 비교하여 기동용 모터(9)를 정지하는 타이밍을 결정하여도 좋다.

<제 4 실시형태>

도 11 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100D)에 대해 설명한다. 도 11은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100D)의 개략을 도시하는 도면이다. 도 11에서는, 제어 장치(37)의 도시는 생략되어 있다. 또한 제 1 및 제 3 실시형태에서 설명한 구성과 동일 혹은 상당하는 구성에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 차이점을 주로 설명한다.

제 1 및 제 3 실시형태에서는, 연소기(3)에 공급되는 주 연료가 암모니아 가스, 부 연료가 천연 가스이며, 제 2 실시형태에서는, 연소기(3)에 공급되는 주 연료가 수소 가스, 부 연료가 천연 가스인 예에 대해 설명했다. 이에 대해, 제 4 실시형태에서는, 연소기(3D)에 공급되는 주 연료가 액체 암모니아이며, 부 연료가 등유인 예에 대해 설명한다.

제 4 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100D)는, 주 연료 공급 시스템(S1D)과, 부 연료 공급 시스템(S2D)과, 연료 처리 시스템(S3C)과, 물 공급 시스템(S5D)과, 주 연료 공급 시스템(S1D)의 주 연료 배관(117), 주 연료 공급 배관(15) 및 연료 처리 시스템(S3C)의 연료 처리 배관(33)에 접속되는 삼방 밸브(31)를 구비하고 있다. 또한 삼방 밸브(31)는 상기 실시형태와 마찬가지로, 연소기(3D)에 가능한 한 가까운 위치에 마련되어 있다.

주 연료 공급 시스템(S1D)은 주 연료로서, 고순도의 액체 암모니아를 연소기(3D)에 공급하는 시스템이다. 주 연료 공급 시스템(S1D)은, 액체 암모니아를 공급하는 주 연료 공급 설비(112)와, 주 연료 공급 설비(112)와 삼방 밸브(31)의 입구 포트(31i)에 접속되는 주 연료 배관(117)과, 주 연료 배관(117)에 마련되는 개폐 밸브(115), 차단 밸브(114) 및 유량 조절 밸브(113)를 갖고 있다.

주 연료 공급 설비(112)는, 액체 암모니아를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 액체 암모니아를 압송하는 펌프를 구비한다. 또한, 본 제 4 실시형태에서는, 액체 암모니아를 기화시키는 일이 없이 연소기(3D)에 공급한다. 이 때문에, 본 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태에서 설명한 주 연료용의 기화기를 생략할 수 있어서, 주 연료 공급 시스템(S1D)을 간소화할 수 있다. 주 연료 배관(117)에 공급된 액체 암모니아는, 삼방 밸브(31)를 통하여 연소기(3D)에 공급된다.

주 연료 공급 설비(112)로부터 주 연료가 공급되는 주 연료 배관(117)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 개폐 밸브(115), 차단 밸브(114) 및 유량 조절 밸브(113)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(115)는, 주 연료 배관(117)을 개폐 가능한 수동 밸브이다.

차단 밸브(114)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 주 연료 배관(117)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 차단 밸브(114)는, 주 연료 배관(117)에 있어서의 주 연료 공급 설비(112)와 유량 조절 밸브(113) 사이에 마련되며, 주 연료 공급 설비(112)로부터 연소기(3D)로 연료를 공급하는 공급 위치와, 주 연료 공급 설비(112)로부터 연소기(3D)로의 연료의 공급을 차단하는 차단 위치를 갖는다.

유량 조절 밸브(113)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 주 연료 배관(117)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(113)를 통과하는 주 연료의 유량, 즉, 연소기(3D)로 공급되는 연료(액체 암모니아)의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

부 연료 공급 시스템(S2D)은 부 연료로서의 등유를 연소기(3D)에 공급하는 시스템이다. 부 연료 공급 시스템(S2D)은 등유를 공급하는 부 연료 공급 설비(103)와, 부 연료 공급 설비(103)와 연소기(3D)에 접속되는 부 연료 배관(102)과, 부 연료 배관(102)에 마련되는 개폐 밸브(106), 차단 밸브(105) 및 유량 조절 밸브(104)를 갖고 있다.

부 연료 공급 설비(103)는 부 연료로서의 등유를 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 등유를 압송하는 펌프를 구비한다.

부 연료 공급 설비(103)로부터 부 연료가 공급되는 부 연료 배관(102)의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 개폐 밸브(106), 차단 밸브(105) 및 유량 조절 밸브(104)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(106)는 부 연료 배관(102)을 개폐 가능한 수동 밸브이다. 차단 밸브(105)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서, 부 연료 배관(102)을 개폐 가능한 제어 밸브이다. 유량 조절 밸브(104)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 부 연료 배관(102)의 개구 면적을 조정하는 것에 의해, 유량 조절 밸브(104)를 통과하는 부 연료의 유량을 제어하는 제어 밸브이다.

연료 처리 장치(32)는, 제 1 실시형태와 동일한 구성이며, 연료 처리 배관(33)을 통하여 인도되는 액체 암모니아를 희석 처리하기 위한 물이 저장된 물탱크(32T)와, 물탱크(32T)에 물을 공급하는 급수 펌프(도시하지 않음)와, 급수 펌프로부터 공급되는 물의 유량을 제어하는 밸브(도시하지 않음)를 구비한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 연소기(3D)의 기본적인 구성은, 제 3 실시형태(도 8 참조)와 동일하지만, 버너(41D)의 구성이 상이하다. 본 제 4 실시형태에 따른 연소기(3D)의 버너(41D)는, 제 1 실시형태에서 설명한 연료 노즐(41a)을 대신하여, 액체 연료를 분무 가능한 액체 연료 노즐(41Da)을 갖고 있다.

액체 연료 노즐(41Da)에는, 연료의 종류마다의 분무 구멍이 형성되어 있다. 본 실시형태에 따른 액체 연료 노즐(41Da)에는, 부 연료 배관(102)에 연통하며, 등유를 분무하기 위한 분무 구멍(98)과, 주 연료 공급 배관(15)에 연통하며, 액체 암모니아를 분무하기 위한 분무 구멍(99)이 형성되어 있다.

연소기(3D)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 배기 가스(7) 중의 질소산화물(NOx)의 배출량을 저감하는 목적으로, 연소장에 암모니아 수를 분무하는 분무 노즐(49)이 마련되어 있다. 또한, 차실(3Ds)에는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 가스 터빈(GT)의 출력을 증가하는 목적으로 분무 노즐(49s)이 마련되어 있다. 분무 노즐(49, 49s)에는, 물탱크(32T)로부터 암모니아 수가 공급된다.

물 공급 시스템(S5D)은 제 1 실시형태와 마찬가지로, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T)와 연소기(3D)에 접속되는 물 공급 배관(51)과, 물 공급 배관(51)에 마련되는 물 펌프(52), 압력 조절 밸브(53), 개폐 밸브(56), 차단 밸브(55) 및 유량 조절 밸브(54)와, 분무 노즐(49)을 갖고 있다. 또한, 물 공급 시스템(S5D)은 물 펌프(52)의 하류에서 물 공급 배관(51)으로부터 분기되어 있는 물 공급 배관(51s)과, 물 공급 배관(51s)에 마련되는 개폐 밸브(56s), 차단 밸브(55s) 및 유량 조절 밸브(54s)와, 분무 노즐(49s)을 갖고 있다.

본 제 4 실시형태에서는, 물 공급 배관(51)에 있어서의 유량 조절 밸브(54)의 하류측에 차단 밸브(57)가 마련되어 있다. 차단 밸브(57)는 차단 밸브(55)와 마찬가지로, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 물 공급 배관(51)을 개폐 가능한 제어 밸브이다.

물 공급 배관(51)에 있어서의 차단 밸브(57)의 하류측에는, 물 공급 배관(51)으로부터 분기되는 제 1 분기관(118)이 마련되어 있다. 제 1 분기관(118)은 주 연료 공급 배관(15)에 접속되어 있다. 제 1 분기관(118)에는 차단 밸브(119)가 마련되어 있다. 차단 밸브(119)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 제 1 분기관(118)을 개폐 가능한 제어 밸브이다.

물 공급 배관(51)의 유량 조절 밸브(54)와 차단 밸브(57) 사이에는, 물 공급 배관(51)으로부터 분기되는 제 2 분기관(58)이 마련되어 있다. 제 2 분기관(58)은, 주 연료 배관(117)에 있어서의 차단 밸브(114)와 유량 조절 밸브(113) 사이에 접속되어 있다. 제 2 분기관(58)에는 차단 밸브(59)가 마련되어 있다. 차단 밸브(59)는, 제어 장치(37)로부터의 신호에 따라서 제 2 분기관(58)을 개폐 가능한 제어 밸브이다.

연소기(3D)에는, 제 3 실시형태와 마찬가지로, 드레인 구멍(80)이 마련되어 있다. 드레인 구멍(80)은 제 3 실시형태와 마찬가지로, 연료 처리 시스템(S3C)의 드레인 배관(81)에 접속되어 있다.

연소기(3D)는, 주 연료 및 부 연료를 안정적으로 연소하는 것이 가능하다. 제어 장치(37)는, 설정되는 운전 모드에 따라서 각 제어 밸브를 제어한다. 운전 모드에는, 등유만을 연소기(3D)에 의해 연소시키는 등유 전소 모드와, 액체 암모니아와 등유를 연소기(3D)에 의해 동시에 연소시키는 혼소 모드와, 액체 암모니아만을 연소기(3D)에 의해 연소시키는 액체 암모니아 전소 모드가 있다.

터빈(2)과 굴뚝(8)을 접속하는 배기관에는, 암모니아 농도 센서(140)가 마련되어 있다. 암모니아 농도 센서(140)는, 가스 터빈(GT)의 배기 가스(7) 중의 암모니아의 농도를 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 제어 장치(37)로 출력한다. 제어 장치(37)는, 암모니아 농도 이상이 검출된 경우에, 암모니아 농도를 저하하는 운전 모드로 전환하거나, 경우에 따라서는 긴급 정지 조건이 성립되었다고 판정한다. 제어 장치(37)는, 암모니아 농도 센서(140)에 의해 검출된 암모니아 농도가, 농도 문턱값보다 높아지면 암모니아 농도 이상이 검출되었다고 판정한다.

제어 장치(37)는, 배기 가스(7) 중의 암모니아 농도가 농도 문턱값보다 높은 경우에는, 암모니아 농도를 저하하는 운전 모드로 전환하거나, 경우에 따라서는 가스 터빈(GT)을 긴급 정지시킨다. 이에 의해, 굴뚝(8)으로부터 대기에 방출되는 암모니아의 양을 저감할 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하여, 본 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 운전 방법의 일 예에 대해 설명한다. 도 12는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 통상시의 운전에 있어서의 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다. 또한 연료 유량에는, 연소기(3D)에 공급되는 등유의 유량인 등유의 연료 유량(Fk)과, 연소기(3D)에 공급되는 액체 암모니아의 유량인 액체 암모니아의 연료 유량(Fla)이 있다.

액체 암모니아는 등유에 비해 착화하기 어렵다. 이 때문에, 본 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100D)는, 점화, 기동에 관하여 신뢰성이 높은 등유를 이용하여 가스 터빈(GT)을 기동시키고, 그 후, 연료를 등유로부터 액체 암모니아로 전환한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(GT)은 a점에서 기동용 모터(9)(도 11 참조)에 의해 기동된다. 가스 터빈(GT)이 소정의 회전 속도가 되는 b점에서 일정 시간, 잔류되어 있을 가능성이 있는 연료의 퍼지 운전이 실시된다. 그 후 c점에서 등유가 연소기(3D)에 공급되어 점화 마개(42)에 의해 점화된다.

연소기(3D)의 점화에 의해 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)는, c점으로부터 d점까지 상승하고, d점에서 정격 회전 속도에 도달한다. 기동용 모터(9)는 회전 속도가 c점으로부터 d점까지 상승하는 과정에서 터빈(2)의 회전축(로터)으로부터 분리된다. 따라서, 정격 회전 속도가 되는 d점에서는, 연소기(3D)에서 발생한 연소 가스(6)의 에너지만으로 터빈(2)이 회전하고 있다.

제어 장치(37)는, 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)가 정격 회전 속도에 도달 후, 소정의 부하가 되도록 등유의 연료 유량(Fk)을 ee점까지 증가시킨다. 그 후, 제어 장치(37)는, ff점까지 등유 전소 모드로 가스 터빈 설비(100D)를 운전한다.

제어 장치(37)는 ff점에 도달 후, 등유의 연료 유량(Fk)을 서서히 감소시키는 동시에, 액체 암모니아의 연료 유량(Fla)을 서서히 증가시킨다. ff점으로부터 gg점까지, 제어 장치(37)는 등유와 액체 암모니아의 쌍방을 연소기(3D)에 공급하여 연소시키는 혼소 모드로 가스 터빈 설비(100D)를 운전한다.

제어 장치(37)는 gg점에 있어서, 등유의 연료 유량(Fk)을 0(제로)으로 하고, gg점으로부터 액체 암모니아 전소 모드로 가스 터빈 설비(100D)를 운전한다. 액체 암모니아 전소 모드에서는 액체 암모니아만이 연소기(3D)에서 연소되기 때문에, 등유 전소 모드시에 비해 배기 가스(7)에 포함되는 이산화탄소의 양을 저감할 수 있다.

제어 장치(37)는, hh점에 도달 후, 액체 암모니아의 연료 유량(Fla)을 서서히 감소시키는 동시에, 등유의 연료 유량(Fk)을 서서히 증가시킨다. hh점으로부터 ii점까지는, 제어 장치(37)는, 등유와 액체 암모니아의 쌍방을 연소기(3D)에 공급하여 연소시키는 혼소 모드로 가스 터빈 설비(100D)를 운전한다.

제어 장치(37)는 ii점에 있어서, 액체 암모니아의 연료 유량(Fla)을 0(제로)으로 하고, ii점으로부터 등유만을 연소기(3D)에 공급하여 연소시키는 등유 전소 모드로 가스 터빈 설비(100D)를 운전한다.

제어 장치(37)는 jj점으로부터 등유의 연료 유량(Fk)을 감소시키고, kk점에서 0(제로)으로 한다. 이에 의해, 그 후의 l점에 있어서, 가스 터빈(GT)이 정지한다.

다음에, 도 13을 참조하여, 물 공급 시스템(S5D)에 의한 연소기(3D)로의 물 분무 처리 및 물치환 처리에 대해 설명한다. 도 13은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 통상시의 운전에 있어서의 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)와 공급수 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다. 또한 공급수 유량에는, 분무 노즐(49) 및 분무 노즐(49s)로부터 분무되는 암모니아 수의 유량인 분무수 유량(Fw)과, 제 1 분기관(118)으로부터 주 연료 공급 배관(15)에 공급되는 암모니아 수의 유량인 제 1 분기수 유량(Fb1)과, 제 2 분기관(58)으로부터 주 연료 배관(117)에 공급되는 암모니아 수의 유량인 제 2 분기수 유량(Fb2)이 있다.

제 1 분기관(118)으로부터 주 연료 공급 배관(15)에 공급되는 암모니아 수는, 주 연료 공급 배관(15)에 잔류하는 액체 암모니아와 혼합되고, 액체 연료 노즐(41Da)로부터 분무된다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(37)는, 예를 들면, 연소기(3D)에 등유의 공급을 개시하고 나서 등유의 연료 유량(Fk)이 최대값에 도달할 때까지의 r점에 있어서, 분무 노즐(49) 및 분무 노즐(49s)로부터 암모니아 수의 분무를 개시한다. 분무수 유량(Fw)은 r점으로부터 증가하여, s점에서 제어된 값이 된다. 분무수 유량(Fw)은 t점으로부터 감소하여, u점에서 0(제로)이 된다. 분무수 유량(Fw)은, NOx 배출 특성 등에 따라서 제어되는 것이 바람직하다.

또한 분무수 유량(Fw)의 특성은, 도 13에 나타내는 예로 한정되지 않으며, 예를 들면, 액체 암모니아의 연료 유량 특성에 맞추어 변화시켜도 좋다. 즉, 분무수 유량(Fw)은 ff점으로부터 증가하여, gg점에서 최대값이 되고, hh점으로부터 감소하여, ii점에서 0(제로)이 되는 것과 같은 특성으로 하여도 좋다.

여기에서, 분무 노즐(49, 49s)로부터의 암모니아 수의 분무 방법에 대해 설명한다. 분무수 유량(Fw)은 연소기(3)의 엔드 커버(44)에 설치한 분무 노즐(49)과, 차실(3s)에 설치한 분무 노즐(49s)로부터 분무되는 암모니아 수의 총량을 나타내고 있다. 분무 노즐(49)로부터는, 등유 전소 모드로 암모니아 수를 분무하는 것이 바람직하다. 등유 전소 모드에서는, 내통(라이너)(40) 내부에서 연소 온도가 국소적으로 상승하여, 질소산화물의 배출량이 많아진다. 분무 노즐(49)로부터 연소장에 암모니아 수를 분무하는 것에 의해, 연소 온도를 저하하여 질소산화물의 발생을 억제하는 것을 기대할 수 있다. 한편, 차실(3s)에 설치한 분무 노즐(49s)은 액체 암모니아 전소시에 암모니아 수를 분무하는 것에 의해, 터빈(2)에 대한 작동 유체를 증가하고, 가스 터빈(GT)의 출력을 증가하는 것을 기대할 수 있다.

이와 같이, 본 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 물탱크(32T) 내의 암모니아 수를 연소기(3D) 내에 분무하는 것에 의해, 에너지를 유효 이용할 수 있다. 또한, 폐기하는 암모니아 수의 양을 저감할 수 있으므로, 폐기 비용을 저감할 수 있다.

제어 장치(37)는 hh점(도 12 참조)으로부터 ii점의 사이에 있어서, 주 연료 배관(117)의 차단 밸브(114)를 제어하여 공급 위치로부터 차단 위치로 전환 동작시키는 동시에, 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환 동작시킨다. 차단 밸브(114)는 ii점에 있어서, 차단 위치로의 전환 동작이 완료된다. 이에 의해, 연소기(3D)에 분무되는 액체 암모니아의 양을 최소한으로 할 수 있어서, 굴뚝(8)으로부터 방출되는 배기 가스(7)의 암모니아의 농도를 억제하는 것이 가능해진다

또한, 본 제 4 실시형태에서는, 액체 암모니아의 연료 유량(Fla)이 감소하기 시작하는 hh점과 동일한 시기인 v점에서, 제어 장치(37)는, 제 1 분기관(118)에 마련된 차단 밸브(119)를 차단 위치로부터 공급 위치로 전환 동작시킨다. 이에 의해, 주 연료 공급 배관(15)에 잔류하는 액체 암모니아와, 제 1 분기관(118)을 통하여 공급되는 암모니아 수가, 액체 연료 노즐(41Da)에 공급된다.

주 연료 배관(117)의 차단 밸브(114)가 차단 위치로 전환되기 전에, 삼방 밸브(31)와 주 연료 공급 배관(15)에, 제 1 분기관(118)으로부터 암모니아 수가 공급된다. 차단 밸브(114)가 차단 위치로 전환되면, 주 연료 공급 배관(15)으로의 액체 암모니아의 공급은 없어진다. 이에 의해, 주 연료 공급 배관(15)의 내부가, 제 1 분기관(118)으로부터 공급되는 암모니아 수에 의해 세정된다.

또한 제 1 분기수 유량(Fb1)은 v점으로부터 w점까지 증가하고, w점으로부터 x점까지의 사이에서는 소정의 유량이 되고, x점으로부터 y점까지 감소한다. w점으로부터 x점까지의 사이, 소정의 유량의 암모니아 수가 액체 연료 노즐(41Da)로부터 연소기(3D) 내에 분무되지만, 연소기(3D)는 등유에 의해 안정적으로 연소되어 있다. 이 때문에, 액체 암모니아와 제 1 분기관(118)으로부터의 암모니아 수의 혼합수가, 연소기(3D)에 분출되어도 안정적으로 연소된다. 그 결과, 굴뚝(8)으로부터 대기로 방출되는 배기 가스(7)의 암모니아의 농도를 더욱 억제하는 것이 가능해진다.

또한 도 13에 나타내는 예에서는, 제 1 분기수 유량(Fb1)이 감소하는 타이밍(x점)이, 분무수 유량(Fw)이 감소하기 시작하는 타이밍(t점)과 동일한 시기로 되어 있지만, 제 1 분기수 유량(Fb1)이 감소하기 시작하는 타이밍(x점) 및 제 1 분기수 유량(Fb1)이 0(제로)이 되는 타이밍(y점)은, 임의로 설정 가능하다.

본 실시형태에서는, 차단 밸브(114)가 공급 위치로부터 차단 위치로 전환되는 동시에, 삼방 밸브(31)가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환된다. 따라서, 차단 밸브(114)보다 하류측의 주 연료 배관(117) 내에 잔류하는 액체 암모니아는, 삼방 밸브(31) 및 연료 처리 배관(33)을 통하여 연료 처리 장치(32)로 인도된다.

또한 연료 처리 장치(32)에 액체 암모니아가 회수된 후, 액체 암모니아가 통과한 연료 처리 배관(33)의 내부에는, 액체 암모니아가 부착되어 있다. 그래서, 본 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈 설비(100D)에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 주 연료 배관(117)에 있어서의 차단 밸브(114)의 하류측에, 물 공급 배관(51)으로부터 분기되는 제 2 분기관(58)이 접속되어 있다.

제어 장치(37)는 액체 암모니아가 연료 처리 장치(32)로 다 흘렀다고 고려되는 시각, 즉, 도 13의 vv점에 있어서 차단 밸브(59)를 차단 위치로부터 공급 위치로 전환한다. 제 2 분기수 유량(Fb2)은 vv점으로부터 ww점까지 증가하고, ww점으로부터 xx점까지의 사이, 소정 유량의 암모니아 수가 주 연료 배관(117)에 공급된다. 제 2 분기수 유량(Fb2)은 xx점으로부터 감소하여, yy점에서 0(제로)이 된다. 주 연료 배관(117)에 공급된 암모니아 수는, 삼방 밸브(31)를 통하여 연료 처리 배관(33)에 공급되고, 연료 처리 장치(32)에 회수된다. 이에 의해, 주 연료 배관(117) 및 연료 처리 배관(33) 내에 부착되어 있는 고순도의 액체 암모니아가 암모니아 수에 의해 세정된다.

도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)의 긴급 정지 방법의 일 예에 대해 설명한다. 도 14는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)을 긴급 정지할 때의 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)와 연료 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다. 도 15는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 터빈(GT)을 긴급 정지할 때의 가스 터빈(GT)의 회전 속도(Ng)와 공급수 유량의 시계열 변화의 일 예에 대해 나타내는 도면이다.

도 14의 gg점까지의 시계열 변화는 도 12와 동일하다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈 설비(100D)는, gg점으로부터 액체 암모니아 전소 모드로 운전되어 있다. 도 14에서는, mm점에 있어서, 어떠한 이상이 검출되는 것에 의해, 가스 터빈(GT)이 긴급 정지된 상황이 나타나 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(37)는, 긴급 정지 조건이 성립되면, 긴급 정지 모드로 이행하고, 차단 밸브(114)에 의해 연소기(3D)로의 액체 암모니아의 공급의 차단을 개시한다(mm점). nn점에 있어서, 액체 암모니아의 연료 유량(Fla)은, 차단 밸브(114)에 의해 차단되어 0(제로)이 된다. 또한, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(114)를 공급 위치로부터 차단 위치로 전환하는 동시에 삼방 밸브(31)를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환한다.

또한 본 제 4 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 제 3 실시형태와 마찬가지로, 긴급 정지 모드에 있어서, 기동용 모터(9)를 구동하여, 가스 터빈(GT)을 소정의 회전 속도로 일정 시간 회전시킨다(o점 내지 p점).

도 15의 s점까지의 시계열 변화는 도 13과 동일하다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 본 제 4 실시형태에 따른 제어 장치(37)는, 차단 밸브(114)의 공급 위치로부터 차단 위치로의 전환 동작에 연동하여 차단 밸브(119)를 차단 위치로부터 공급 위치로 전환 동작시킨다(mm점). 또한, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(119)를 일정 시간만큼 공급 위치로 한 후, 차단 위치로 복귀한다. 이에 의해, 제 1 분기수 유량(Fb1)은 mm점으로부터 w'점까지 증가하고, w'점으로부터 x'점까지 일정값이 되고, x'점으로부터 y'점까지 감소한다. 이에 의해, 도 11에 도시하는 주 연료 공급 배관(15)에 잔류하는 고순도의 액체 암모니아를 암모니아 수로 씻어내어, 액체 암모니아가 용입된 암모니아 수를 분무 구멍(99)으로부터 내통(40) 내에 분무시킬 수 있다.

주 연료 공급 배관(15)으로부터 분무 구멍(99)을 통하여 내통(40) 내에 공급된 암모니아 수는, 내통(40)의 개구부로부터 외통(43)과 내통(40) 사이의 환상 유로에 유입되고, 그 후, 드레인 구멍(80)으로부터 드레인 배관(81)에 유입된다. 드레인 배관(81)에 유입된 암모니아 수는, 연료 처리 장치(32)의 물탱크(32T)로 인도된다. 이에 의해, 굴뚝(8)으로부터 대기로 방출되는 암모니아의 양을 저감할 수 있다.

제어 장치(37)는 주 연료 배관(117)에 있어서의 차단 밸브(114)로부터 삼방 밸브(31) 사이의 액체 암모니아가 연료 처리 배관(33)을 통하여 연료 처리 장치(32)에 다 흘렀다고 고려되는 시각, 즉 도 15의 vv'점에서 차단 밸브(59)를 차단 위치로부터 공급 위치로 전환 동작시킨다. 또한, 제어 장치(37)는, 차단 밸브(59)를 일정 시간만큼 공급 위치로 한 후, 차단 위치로 복귀시킨다. 이에 의해, 제 2 분기수 유량(Fb2)은 vv'점으로부터 ww'점까지 증가하고, ww'점으로부터 xx'점까지의 사이, 소정의 유량의 암모니아 수가 주 연료 배관(117)에 공급된다. 제 2 분기수 유량(Fb2)은 xx'점으로부터 감소되어, yy'점에서 0(제로)이 된다. 주 연료 배관(117)에 공급된 암모니아 수는, 삼방 밸브(31)를 통하여 연료 처리 배관(33)에 공급되고, 연료 처리 장치(32)에 회수된다. 이에 의해, 주 연료 배관(117) 및 연료 처리 배관(33) 내에 부착되어 있는 고순도의 액체 암모니아가 암모니아 수에 의해 세정된다.

이상과 같이, 본 제 4 실시형태에서는, 주 연료 공급 설비(112)로부터 삼방 밸브(31)를 통하여 연소기(3D)에 공급되는 연료가 액체 암모니아인 예에 대해 설명했다. 이와 같은 제 4 실시형태에 있어서도, 상기 실시형태와 마찬가지로, 차단 밸브(114)의 공급 위치로부터 차단 위치로의 전환 동작에 연동하여, 연소기(3D)의 부근에 배치된 삼방 밸브(31)가, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환 동작된다. 이에 의해, 가스 터빈(GT)의 긴급 정지시에, 액체 암모니아가 기화하는 것에 의해 생성되는 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 낮게 억제할 수 있다.

다음과 같은 변형예도 본 발명의 범위 내이다.

<변형예 1>

제 1 내지 제 3 실시형태에서는, 부 연료로서 천연 가스를 이용하는 예에 대해 설명했지만, 천연 가스 이외의 기체 연료를 부 연료로서 이용하여도 좋다. 또한, 제 4 실시형태에서는, 부 연료로서 등유를 이용하는 예에 대해 설명했지만, 등유 이외의 액체 연료를 부 연료로서 이용하여도 좋으며, 기체 연료를 부 연료로서 이용하여도 좋다. 또한, 제 1 내지 제 4 실시형태에서는, 가스 터빈 설비가 주 연료 공급 시스템과 부 연료 공급 시스템의 2계통의 연료 공급 시스템을 구비하고 있는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 가스 터빈 설비는, 3 계통 이상의 연료 공급 시스템을 구비하고 있어도 좋다.

<변형예 2>

상기 실시형태에서는, 복수의 연소기를 구비하는 다관식의 가스 터빈(GT)에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명은 단일의 연소기를 구비하는 단관식의 가스 터빈(GT)에 적용할 수도 있다.

<변형예 3>

상기 실시형태에서는, 복수의 연소기에 접속되는 매니폴드의 상류측에 삼방 밸브(31)를 마련하는 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 삼방 밸브(31)는, 매니폴드와 연소기(3)를 접속하는 배관에 마련되어 있어도 좋다. 또한 상기 실시형태에서 설명한 바와 같이, 매니폴드의 상류측에 삼방 밸브(31)를 마련하는 것에 의해, 매니폴드의 하류측에 삼방 밸브(31)를 마련하는 경우에 비해 삼방 밸브(31)의 수를 저감할 수 있다. 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 보다 줄이려면, 주 연료 공급 배관(15)에 있어서의 삼방 밸브(31)의 위치를 상대적으로 매니폴드의 부근으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 매니폴드의 하류측의 배관에 삼방 밸브(31)를 설치하는 경우, 매니폴드 내에 잔류하는 연료의 대기로의 방출을 억제할 수 있다. 어느 쪽의 예도, 주 연료 배관(17)에 잔류하는 암모니아 가스를 연료 처리 장치(32)로 인도할 수 있으므로, 암모니아 가스가 대기로 방출되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

여기에서, 도 16에 삼방 밸브(31)를 매니폴드(150)의 상류측에 배치한 예를 도시하며, 도 17에 삼방 밸브(31)를 매니폴드(150)의 하류측에 배치한 예를 도시한다. 가스 터빈 설비는 복수의 연소기(3(3a, 3b, 3c, …, 3n))를 구비하고 있으며, 이 연소기(3a 내지 3n)에는 매니폴드(150)를 거쳐서 연료가 분기되어 공급된다.

도 16의 예에서는, 매니폴드(150)의 상류측인 1개소에 삼방 밸브(31)가 배치되어 있다. 이 예에서는, 주 연료 공급 배관(15)이 도입 배관(15z)과, 매니폴드(150)와, 복수의 지관(15a, 15b, 15c, …, 15n)을 포함하여 구성된다. 도입 배관(15z)은 삼방 밸브(31)의 제 1 출구 포트(31oa)와 매니폴드(150)에 접속되며, 삼방 밸브(31)를 통하여 주 연료 배관(17)으로부터 공급된 연료를 매니폴드(150)로 인도한다. 매니폴드(150)는, 도입 배관(15z)에 의해 도입된 연료를 분기하여 복수의 지관(15a, 15b, 15c, …, 15n)에 공급한다. 복수의 지관(15a, 15b, 15c, …. 15n)은 매니폴드(150)와 복수의 연소기(3(3a, 3b, 3c, …, 3n))에 접속되며, 매니폴드(150)로부터 공급된 연료를 복수의 연소기(3(3a, 3b, 3c, …, 3n)에 공급한다. 이 구성에 의하면, 매니폴드(150)로부터 분기된 지관의 각각에 삼방 밸브를 설치하는 경우에 비해, 삼방 밸브의 수, 및 연료 처리 장치(32)에 미연 연료를 공급하는 배관의 수를 줄일 수 있다.

도 17의 예에서는, 매니폴드(150)의 하류측인 지관(17a, 17b, 17c, …, 17n)의 각각에 삼방 밸브(31(31a, 31b, 31c, …, 31n))가 배치되어 있다. 이 예에서는, 주 연료 배관(17)이, 도입 배관(17z)과, 매니폴드(150)와, 복수의 지관(17a, 17b, 17c, …, 17n)을 포함하여 구성된다. 또한, 연료 처리 배관(33)이, 복수의 소경 배관(33a, 33b, 33c, …, 33n)과, 이들 소경 배관보다 내경이 큰 대경 배관(33z)을 포함하여 구성된다.

도입 배관(17z)은 주 연료 공급 설비(16)와 매니폴드(150)에 접속되며, 주 연료 공급 설비(16)로부터 공급된 연료를 매니폴드(150)로 인도한다. 매니폴드(150)는, 도입 배관(17z)에 의해 도입된 연료를 분기하고 복수의 지관(17a, 17b, 17c, …, 17n)에 공급한다. 복수의 지관(17a, 17b, 17c, …, 17n)은, 매니폴드(150)와 복수의 삼방 밸브(31(31a, 31b, 31c, …, 31n))의 입구 포트(31i)에 접속된다. 복수의 삼방 밸브(31(31a, 31b, 31c, …, 31n))의 각각의 제 1 출구 포트(31oa)에는, 복수의 주 연료 공급 배관(15(15A, 15B, 15C, …, 15N))이 접속된다. 복수의 삼방 밸브(31(31a, 31b, 31c, …, 31n))의 각각의 제 2 출구 포트(31ob)에는, 연료 처리 배관(33)을 구성하는 복수의 소경 배관(33a, 33b, 33c, …, 33n)이 접속된다. 복수의 주 연료 공급 배관(15(15A, 15B, 15C, …, 15N))은 복수의 연소기(3(3a, 3b, 3c, …, 3n))에 접속된다. 복수의 소경 배관(33a, 33b, 33c, …, 33n)은 연료 처리 배관(33)을 구성하는 대경 배관(33z)에 접속된다. 대경 배관(33z)은 연료 처리 장치(32)에 접속된다. 이 구성에 의하면, 복수의 삼방 밸브(31(31a, 31b, 31c, …, 31n))를 제 1 위치로부터 제 2 위치로 전환하는 것에 의해, 소정의 용량을 갖는 매니폴드(150) 내의 잔존 연료를 포함하는 주 연료 배관(17) 내의 잔존 연료를 연료 처리 장치(32)로 인도하는 것이 가능해져, 암모니아 가스의 대기로의 방출량을 보다 저감할 수 있다.

상술한 실시형태 및 변형예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 예시한 것으로서, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되지 않는다. 또한, 어느 실시형태, 변형예의 구성의 일부를 다른 실시형태, 변형예의 구성으로 치환하는 것이 가능하다. 또한, 어느 실시형태, 변형예의 구성에 다른 실시형태, 변형예의 구성을 가하는 것도 가능하다.

예를 들면, 제 3 실시형태에서는, 주 연료가 암모니아 가스인 예에 대해 설명했지만, 제 3 실시형태에 있어서, 암모니아 가스를 대신하여 수소 가스를 주 연료로서 이용하여도 좋다. 긴급 정지 조건이 성립된 후, 기동용 모터(9)에 의해 가스 터빈(GT)이 일정 시간 회전시키므로, 가스 터빈(GT) 내의 수소 가스의 농도를 저감할 수 있다. 그 결과, 제 2 실시형태에 비해, 의도하지 않은 장소에서의 수소 가스의 발화를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 제 1 실시형태의 변형예 2에 있어서, 긴급 정지 조건이 성립되는 여러 가지의 이상의 예에 대해 설명했다. 제 1 실시형태의 변형예 2에 기재된 여러 가지의 이상에 근거하여 긴급 정지 조건이 성립되었는지의 여부를 판정하는 처리는, 제 2 내지 제 4 실시형태에서도 마찬가지로 실행할 수 있다.

이상과 같이, 상기 실시형태 및 변형예에서 설명한 바와 같이, 가스 터빈 설비는, 연료 공급 설비에 접속되는 연료 배관과, 연소기에 접속되는 연료 공급 배관과, 연료 처리 장치에 접속되는 연료 처리 배관을 접속하는 삼방 밸브를 구비하고 있다. 이 구성에 의하면, 가스 터빈(GT)을 긴급 정지시킬 때에 삼방 밸브를 연료 공급 배관의 차단 밸브와 함께 동작시켜, 삼방 밸브에 의해 연료 배관과 연료 처리 배관을 연통하는 것에 의해, 연료 공급 배관 내에 잔류하는 미연 연료(암모니아 가스, 수소 가스, 액체 암모니아 등)를 연료 처리 장치에 공급할 수 있다. 이와 같은 가스 터빈 설비에 의하면, 가스 터빈의 긴급 정지시에 미연 연료에 기인하는 문제점을 방지할 수 있다.

1: 압축기 2: 터빈
2N: 회전 속도 센서 3, 3D: 연소기
3s, 3Ds: 차실 4: 발전기
5: 압축 공기 5a: 연소 공기
5b: 2차 연소 공기 5c: 희석 공기
6: 연소 가스 8: 굴뚝
9: 기동용 모터 11, 102: 부 연료 배관
12, 18, 24, 54, 73, 104, 113: 유량 조절 밸브
13, 19, 25, 57, 59, 74, 82, 105, 114, 119: 차단 밸브
14, 20, 26, 29, 30, 34, 36, 56, 75, 78, 83, 106, 115: 개폐 밸브
15: 주 연료 공급 배관(연료 공급 배관)
16, 71: 주 연료 공급 설비(연료 공급 설비)
17, 72, 117: 주 연료 배관(연료 배관)
17Pa: 입구압 센서 17Pb: 출구압 센서
17T: 연료 온도 센서 23: 질소 가스 배관
31: 삼방 밸브 31i: 입구 포트
31oa: 제 1 출구 포트 31ob: 제 2 출구 포트
32, 77: 연료 처리 장치 32T: 물탱크
33, 76: 연료 처리 배관 37: 제어 장치
38: 입력 장치 40: 내통
41, 41D: 버너 41a: 연료 노즐
41b: 선회기 41Da: 액체 연료 노즐
42: 점화 마개 43: 외통
44: 엔드 커버 45: 내통캡
46: 분출 구멍 47: 분출 구멍
48: 트랜지션 피스 49, 49s: 분무 노즐
50: 물 매니폴드 51, 51s: 물 공급 배관
52: 물 펌프 53: 압력 조절 밸브
55, 55s: 차단 밸브(물 차단 밸브) 58: 제 2 분기관
80: 드레인 구멍 81: 드레인 배관
98, 99: 분무 구멍, 101: 인클로저
118: 제 1 분기관 140: 암모니아 농도 센서
150: 매니폴드 Fag: 암모니아 가스의 연료 유량
Fb1: 제 1 분기수 유량 Fb2: 제 2 분기수 유량
Fk: 등유의 연료 유량 Fla: 액체 암모니아의 연료 유량
Fng: 천연 가스의 연료 유량 Fw: 분무수 유량
GT: 가스 터빈 S1, S1B, S1D: 주 연료 공급 시스템
S2, S2D: 부 연료 공급 시스템 S3, S3B, S3C: 연료 처리 시스템
S4: 질소 가스 공급 시스템 S5, S5D: 물 공급 시스템

Claims (13)

1. 연료 공급 설비에 접속되는 연료 배관과,
   가스 터빈의 연소기에 접속되는 연료 공급 배관과,
   연료를 처리하는 연료 처리 장치에 접속되는 연료 처리 배관과,
   상기 연료 배관에 접속되는 입구 포트, 상기 연료 공급 배관에 접속되는 제 1 출구 포트, 및 상기 연료 처리 배관에 접속되는 제 2 출구 포트를 갖는 삼방 밸브를 구비하는
   가스 터빈 설비.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연료 배관에 마련되며, 상기 연소기에 공급되는 연료의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 구비하고,
   상기 삼방 밸브는 상기 유량 조절 밸브와 상기 연소기 사이에 마련되는
   가스 터빈 설비.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 삼방 밸브는 상기 가스 터빈을 수용하는 인클로저의 내측에 배치되어 있는
   가스 터빈 설비.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 연료 배관에 있어서의 상기 연료 공급 설비와 상기 유량 조절 밸브 사이에 마련되며, 상기 연료 공급 설비로부터 상기 연소기에 연료를 공급하는 공급 위치와, 상기 연료 공급 설비로부터 상기 연소기로의 연료의 공급을 차단하는 차단 위치를 갖는 차단 밸브와,
   상기 차단 밸브 및 상기 삼방 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는, 상기 차단 밸브를 상기 공급 위치로부터 상기 차단 위치로 전환하는 동시에, 상기 삼방 밸브를 상기 연료 배관과 상기 연료 공급 배관을 연통하는 제 1 위치로부터 상기 연료 배관과 상기 연료 처리 배관을 연통하는 제 2 위치로 전환하는
   가스 터빈 설비.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 연료 공급 설비로부터 상기 삼방 밸브를 통하여 상기 연소기에 공급되는 상기 연료는 암모니아 가스이며,
   상기 연료 처리 장치는 상기 연료 처리 배관을 통하여 인도되는 암모니아 가스를 처리하기 위한 물이 저장된 물탱크를 갖는
   가스 터빈 설비.
6. 제 5 항에 있어서,
   암모니아 가스를 연료로서 공급하는 상기 연료 공급 설비인 주 연료 공급 설비를 포함하는 주 연료 공급 시스템과,
   천연 가스를 연료로서 공급하는 부 연료 공급 설비를 포함하는 부 연료 공급 시스템을 구비하고,
   상기 제어 장치는 복수의 운전 모드로 상기 가스 터빈을 운전하고,
   상기 복수의 운전 모드에는,
   상기 주 연료 공급 시스템 및 상기 부 연료 공급 시스템 중 상기 주 연료 공급 시스템으로부터의 연료를 상기 연소기에서 연소시키는 암모니아 가스 전소(專燒) 모드와,
   상기 주 연료 공급 시스템 및 상기 부 연료 공급 시스템 중 상기 부 연료 공급 시스템으로부터의 연료를 상기 연소기에서 연소시키는 천연 가스 전소 모드와,
   상기 주 연료 공급 시스템 및 상기 부 연료 공급 시스템의 쌍방으로부터의 연료를 상기 연소기에서 연소시키는 혼소(混燒) 모드가 포함되며,
   상기 제어 장치는, 상기 암모니아 가스 전소 모드 또는 상기 혼소 모드로의 운전 중에, 미리 정해진 긴급 정지 조건이 성립된 경우, 상기 차단 밸브를 상기 공급 위치로부터 상기 차단 위치로 전환하는 동시에, 상기 삼방 밸브를 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 전환하는
   가스 터빈 설비.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 주 연료 공급 시스템 및 상기 부 연료 공급 시스템에 질소 가스를 공급하는 질소 가스 공급 시스템을 구비하는
   가스 터빈 설비.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 연료 처리 장치의 상기 물탱크 내의 암모니아 수를 상기 연소기에 공급하는 물 공급 배관과, 상기 물 공급 배관으로부터 공급된 암모니아 수를 상기 연소기 내에 분무하는 분무 노즐을 갖는 물 공급 시스템을 구비하는
   가스 터빈 설비.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 물 공급 시스템은, 상기 물 공급 배관에 마련되며 상기 제어 장치에 의해 제어되는 물 차단 밸브를 가지며,
   상기 물 차단 밸브는, 상기 물탱크로부터 상기 연소기에 암모니아 수를 공급하는 공급 위치와, 상기 물탱크로부터 상기 연소기로의 암모니아 수의 공급을 차단하는 차단 위치를 가지며,
   상기 제어 장치는, 상기 암모니아 가스 전소 모드 또는 상기 혼소 모드로의 운전 중에 상기 긴급 정지 조건이 성립되고 나서 일정 시간, 상기 물탱크 내의 암모니아 수를 상기 물 차단 밸브를 통하여 상기 분무 노즐에 공급하는
   가스 터빈 설비.
10. 제 4 항에 있어서,
    상기 연료 공급 설비로부터 상기 삼방 밸브를 통하여 상기 연소기에 공급되는 상기 연료는 수소 가스인
    가스 터빈 설비.
11. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스 터빈에 접속되며, 상기 가스 터빈을 기동시키는 기동용 모터를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 차단 밸브를 상기 공급 위치로부터 상기 차단 위치로 전환하는 동시에, 상기 삼방 밸브를 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 전환할 때, 상기 기동용 모터에 의해 상기 가스 터빈을 회전시켜, 상기 가스 터빈의 압축기에 의해 공기를 상기 연소기에 공급하는
    가스 터빈 설비.
12. 제 4 항에 있어서,
    상기 연료 공급 설비로부터 상기 삼방 밸브를 통하여 상기 연소기에 공급되는 상기 연료는 액체 암모니아이며,
    상기 연료 처리 장치는, 상기 연료 처리 배관을 통하여 인도되는 액체 암모니아를 처리하기 위한 물이 저장된 물탱크를 갖는
    가스 터빈 설비.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼방 밸브는, 연료를 복수의 상기 연소기로 분기하여 공급하는 매니폴드의 상류측 또는 하류측에 배치되어 있는
    가스 터빈 설비.

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