KR20230144627A - 가스 터빈 시스템 - Google Patents
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Abstract
가스 터빈 시스템(1)은, 암모니아 탱크(14)와, 암모니아 탱크(14)와 접속되고, 연소실(13a)을 가지는 연소기(13)와, 연소기(13)와 접속되는 흡기 유로(41)와, 흡기 유로(41)에 설치되는 압축기(11a)와, 연소기(13)와 접속되는 분해 가스 저장기(17)와, 압축기(11a)와 접속되는 추기 유로(43), 흡기 유로(41) 중 압축기(11a)와 연소기(13) 사이, 또는, 연소기(13)에 있어서 연소실(13a)과 흡기 유로(41)를 연통하는 공간에 배치되고, 암모니아 탱크(14) 및 분해 가스 저장기(17)와 접속되는 암모니아 분해 촉매(16)를 구비한다.
Description
본 개시는, 가스 터빈 시스템에 관한 것이다. 본 출원은 2021년 3월 30일에 제출된 일본국 특허출원 제2021-057441호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이며, 그 내용은 본 출원에 원용된다.
연소기에서 연료를 연소시킴으로써 동력을 얻는 가스 터빈 시스템이 이용되고 있다. 가스 터빈 시스템으로서, 예를 들면 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 암모니아를 연료로서 사용하는 것이 있다. 암모니아를 연료로서 사용함으로써, 이산화탄소의 배출이 억제된다.
암모니아는 다른 연료와 비교하면 연소하기 어려운 성질(즉, 난연성)을 가진다. 따라서, 암모니아가 연료로서 사용되는 연소기에서는, 점화가 실패하는 경우가 있었다. 또한, 점화가 성공한 경우라도, 일부의 연료가 연소하지 않고 배출될 우려가 있었다.
본 개시의 목적은, 암모니아가 연료로서 사용되는 연소기에서의 연소성을 향상시키는 것이 가능한 가스 터빈 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 가스 터빈 시스템은, 암모니아 탱크와, 암모니아 탱크와 접속되고, 연소실을 가지는 연소기와, 연소기와 접속되는 흡기 유로와, 흡기 유로에 설치되는 압축기와, 연소기와 접속되는 분해 가스 저장기와, 압축기와 접속되는 추기(抽氣) 유로, 흡기 유로 중 압축기와 연소기 사이, 또는, 연소기에 있어서 연소실과 흡기 유로를 연통(連通)하는 공간에 배치되고, 암모니아 탱크 및 분해 가스 저장기와 접속되는 암모니아 분해 촉매를 구비한다.
암모니아 분해 촉매와 분해 가스 저장기를 접속하는 유로에는, 냉각 장치가 설치되어도 된다.
냉각 장치는 암모니아 분해 촉매와 분해 가스 저장기를 접속하는 유로에 설치되는 열교환기이며, 암모니아 탱크와 암모니아 분해 촉매를 접속하는 유로는 열교환기를 통과해도 된다.
암모니아 탱크와 암모니아 분해 촉매를 접속하는 유로에는, 제1 유량 제어 밸브가 설치되고, 가스 터빈 시스템의 운전 중에, 암모니아 탱크로부터 암모니아 분해 촉매에 암모니아가 공급되도록, 제1 유량 제어 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비해도 된다.
분해 가스 저장기와 연소기를 접속하는 유로에는, 제2 유량 제어 밸브가 설치되고, 암모니아 탱크와 연소기를 접속하는 유로에는, 제3 유량 제어 밸브가 설치되고, 제어 장치는, 가스 터빈 시스템의 기동(起動) 시에, 분해 가스 저장기로부터 연소기로의 분해 가스의 공급이 개시된 후에, 암모니아 탱크로부터 연소기로의 암모니아의 공급이 개시되도록, 제2 유량 제어 밸브 및 제3 유량 제어 밸브를 제어해도 된다.
본 개시에 의하면, 암모니아가 연료로서 사용되는 연소기에서의 연소성을 향상시킬 수 있다.
[도 1] 도 1은, 본 개시의 실시형태에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 2] 도 2는, 본 개시의 실시형태에 관련된 제어 장치가 행하는 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트다.
[도 3] 도 3은, 제1 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 4] 도 4는, 제2 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 5] 도 5는, 제3 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 6] 도 6은, 제4 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 2] 도 2는, 본 개시의 실시형태에 관련된 제어 장치가 행하는 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트다.
[도 3] 도 3은, 제1 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 4] 도 4는, 제2 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 5] 도 5는, 제3 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
[도 6] 도 6은, 제4 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템의 구성을 나타내는 모식도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 실시형태에 대하여 설명한다. 실시형태에 나타내는 치수, 재료, 기타 구체적인 수치 등은, 이해를 용이하게 하기 위한 예시에 지나지 않고, 특별히 단서가 있는 경우를 제외하고, 본 개시를 한정하는 것은 아니다. 그리고, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능, 구성을 가지는 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복 설명을 생략하고, 또한 본 개시에 직접 관계가 없는 요소는 도시를 생략한다.
도 1은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 시스템(1)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)은 과급기(11)과, 발전기(12)와, 연소기(13)와, 암모니아 탱크(14)와, 펌프(15)와, 암모니아 분해 촉매(16)와, 분해 가스 저장기(17)와, 제1 유량 제어 밸브(21)와, 제2 유량 제어 밸브(22)와, 제3 유량 제어 밸브(23)와, 추기 밸브(24)와, 제어 장치(31)를 구비한다.
가스 터빈 시스템(1) 중, 연소기(13)와, 암모니아 탱크(14)와, 펌프(15)와, 암모니아 분해 촉매(16)와, 분해 가스 저장기(17)와, 제1 유량 제어 밸브(21)와, 제2 유량 제어 밸브(22)와, 제3 유량 제어 밸브(23)와, 제어 장치(31)가 연소 장치(10)에 포함된다.
과급기(11)는 압축기(11a)와 터빈(11b)을 가진다. 압축기(11a) 및 터빈(11b)은 일체로서 회전한다. 압축기(11a)와 터빈(11b)은 샤프트에 의해 연결되어 있다.
압축기(11a)는 연소기(13)와 접속되는 흡기 유로(41)에 설치되어 있다. 흡기 유로(41)에는, 연소기(13)에 공급되는 공기가 유통된다. 흡기 유로(41)의 상류측의 단부(端部)에는, 공기가 외부로부터 받아들여지는 도시하지 않은 흡기구가 설치된다. 흡기구로부터 받아들여진 공기는 압축기(11a)를 통과하여, 연소기(13)에 보내어진다. 압축기(11a)는 공기를 압축하여 하류측에 토출한다.
터빈(11b)은 연소기(13)와 접속되는 배기 유로(42)에 설치되어 있다. 배기 유로(42)에는, 연소기(13)로부터 배출된 배기 가스가 유통한다. 배기 유로(42)의 하류측의 단부에는, 배기 가스가 외부로 배출되는 도시하지 않은 배기구가 설치된다. 연소기(13)로부터 배출된 배기 가스는 터빈(11b)을 통과하여, 배기구에 보내어진다. 터빈(11b)은 배기 가스에 의해 돌려짐으로써, 회전 동력을 생성한다.
본 실시형태에서는, 압축기(11a)에는, 추기 유로(43)가 접속되어 있다. 추기 유로(43)에는, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기의 일부가 추출되어 유통한다. 추기 유로(43)에는, 추기 밸브(24)가 설치되어 있다. 추기 밸브(24)는 추기 유로(43)를 유통하는 공기(즉, 추기)의 유량을 조정한다. 추기 밸브(24)의 개도(開度)가 조정됨으로써, 추기 유로(43)를 유통하는 추기의 유량이 조정된다. 추기 밸브(24)의 개도는, 예를 들면 요구 부하 등에 기초하여, 제어된다. 다만, 추기 유로(43)에 추기 밸브(24)가 설치되어 있지 않아도 된다.
추기 유로(43)를 유통한 추기는, 예를 들면 도시하지 않은 배출구로부터 외부로 배출된다. 다만, 추기 유로(43)를 유통한 추기는 후술하는 바와 같이, 암모니아 분해 촉매(16)와의 열교환에 의해 냉각되므로, 터빈(11b)에 유입되는 배기 가스, 또는, 터빈(11b) 자체의 냉각에 이용되어도 된다.
발전기(12)는 과급기(11)와 접속된다. 발전기(12)는 과급기(11)에 의해 생성된 회전 동력을 이용하여 발전한다.
연소기(13)에서는, 암모니아가 연료로서 사용되어, 연소가 행해진다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)의 기동 시(즉, 연소 장치(10)의 기동 시) 등에는, 암모니아 이외의 연료(예를 들면, 후술하는 점화용 연료로서의 분해 가스)도 사용된다.
연소기(13)는 연소실(13a)과, 점화 장치(13b)를 가진다. 연소실(13a)에는, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기가 흡기 유로(41)로부터 공급된다. 연소실(13a)에는, 연료가 공급된다. 예를 들면, 연소실(13a)에는, 액체의 암모니아가 암모니아 탱크(14)로부터 연료로서 공급된다(구체적으로는, 분무된다). 연소실(13a)에 있어서, 연료와 공기를 포함하는 혼합기가 생성된다. 점화 장치(13b)는 연소실(13a) 내의 혼합기를 점화한다. 예를 들면, 점화 장치(13b)는 연소실(13a)의 내부에 설치된다. 연소실(13a) 내에서의 연소에 의해 생긴 배기 가스는 배기 유로(42)에 배출된다.
암모니아 탱크(14)에는, 액체의 암모니아가 저장된다. 암모니아 탱크(14)는 연소기(13) 및 암모니아 분해 촉매(16)와 각각 접속된다. 이로써, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13) 및 암모니아 분해 촉매(16)의 각각에 암모니아가 공급 가능하게 된다.
암모니아 탱크(14)에는, 유로(44)가 접속되어 있다. 유로(44)의 하류측의 단부에, 유로(45) 및 유로(46)가 각각 접속되어 있다. 유로(45)는 연소기(13)와 접속되어 있다. 즉, 암모니아 탱크(14)는 유로(44) 및 유로(45)를 통하여 연소기(13)와 접속된다. 암모니아 탱크(14)로부터 유로(44) 및 유로(45)를 통하여 연소기(13){구체적으로는, 연소실(13a)}에 액체의 암모니아가 공급된다. 유로(46)는 암모니아 분해 촉매(16)와 접속되어 있다. 즉, 암모니아 탱크(14)는 유로(44) 및 유로(46)를 통하여 암모니아 분해 촉매(16)와 접속된다. 암모니아 탱크(14)로부터 유로(44) 및 유로(46)를 통하여 암모니아 분해 촉매(16)에 액체의 암모니아가 공급된다.
유로(44)에는, 펌프(15)가 설치되어 있다. 펌프(15)는 암모니아 탱크(14)로부터 공급되는 암모니아를 하류측에 송출한다. 펌프(15)에 의해 송출된 암모니아는 유로(44)를 통과하여, 유로(45) 및 유로(46)에 보내어진다.
유로(45)에는, 제3 유량 제어 밸브(23)가 설치되어 있다. 제3 유량 제어 밸브(23)는 유로(45)를 유통하는 암모니아의 유량을 제어(즉, 조정)한다. 즉, 제3 유량 제어 밸브(23)는 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급량을 조정한다. 제3 유량 제어 밸브(23)의 개도가 조정됨으로써, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급량이 조정된다.
유로(46)에는, 제1 유량 제어 밸브(21)가 설치되어 있다. 제1 유량 제어 밸브(21)는 유로(46)를 유통하는 암모니아의 유량을 제어(즉, 조정)한다. 즉, 제1 유량 제어 밸브(21)는, 암모니아 탱크(14)로부터 암모니아 분해 촉매(16)로의 암모니아의 공급량을 조정한다. 제1 유량 제어 밸브(21)의 개도가 조정됨으로써, 암모니아 탱크(14)로부터 암모니아 분해 촉매(16)로의 암모니아의 공급량이 조정된다.
암모니아 분해 촉매(16)는 암모니아를 분해하고, 분해 가스를 생성하는 촉매이다. 암모니아 분해 촉매(16)는 암모니아를 수소 및 질소로 분해한다. 즉, 분해 가스는 수소 및 질소를 포함한다. 그리고, 분해 가스에는, 수소 및 질소 외에, 분해되지 않았던 암모니아가 포함되어 있어도 된다. 암모니아 분해 촉매(16)에 의한 암모니아의 분해는, 암모니아 분해 촉매(16)의 온도가 기준 온도(예를 들면, 400℃부터 500℃ 정도) 이상으로 되어 있는 경우에 활발하게 행해진다. 즉, 암모니아 분해 촉매(16)의 온도가 기준 온도 이상으로 되면, 암모니아 분해 촉매(16)에 있어서 암모니아의 분해가 활발하게 행해지는 상태로 된다.
본 실시형태에서는, 암모니아 분해 촉매(16)는 추기 유로(43)에 배치되어 있다. 상세하게는, 암모니아 분해 촉매(16)의 내부 공간과 추기 유로(43)가 연통하지 않는 상태에서, 암모니아 분해 촉매(16)와 추기 유로(43) 내의 추기가 열교환 가능하게 되어 있다. 추기 유로(43)를 유통하는 추기는, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기이므로, 고온(예를 들면, 400℃ 이상)으로 되어 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(1)의 운전 중(즉, 연소 장치(10)의 운전 중)에 있어서, 암모니아 분해 촉매(16)는, 암모니아의 분해가 활발하게 행해지는 상태가 될 정도의 온도(즉, 기준 온도 이상의 온도)까지, 추기 유로(43)를 유통하는 추기에 의해 가열된다.
암모니아 분해 촉매(16)에는, 온도 센서(16a)가 설치되어 있다. 온도 센서(16a)는 암모니아 분해 촉매(16)의 온도를 검출한다.
분해 가스 저장기(17)는 분해 가스를 저장한다. 분해 가스 저장기(17)는 유로(47)를 통하여 암모니아 분해 촉매(16)와 접속되어 있다. 암모니아 분해 촉매(16)에 의한 분해에 의해 생긴 분해 가스는, 유로(47)를 통하여 분해 가스 저장기(17)에 보내어진다. 그리고, 유로(47)에는, 분해 가스 저장기(17)로부터 암모니아 분해 촉매(16)로의 분해 가스의 역류를 방지하는 체크 밸브 또는 차단 밸브 등이 설치되어도 된다.
분해 가스 저장기(17)에는, 압력 센서(17a)가 설치되어 있다. 압력 센서(17a)는 분해 가스 저장기(17) 내의 압력을 검출한다.
분해 가스 저장기(17)는 유로(48)를 통하여 연소기(13)와 접속되어 있다. 분해 가스 저장기(17)로부터 유로(48)를 통하여 연소기(13){구체적으로는, 연소실(13a)}에 분해 가스가 공급된다.
유로(48)에는, 제2 유량 제어 밸브(22)가 설치되어 있다. 제2 유량 제어 밸브(22)는 유로(48)를 유통하는 분해 가스의 유량을 제어(즉, 조정)한다. 즉, 제2 유량 제어 밸브(22)는 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급량을 조정한다. 제2 유량 제어 밸브(22)의 개도가 조정됨으로써, 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급량이 조정된다.
제어 장치(31)는 중앙 처리 장치(CPU), 프로그램 등이 저장된 ROM, 워크 에어리어로서의 RAM 등을 포함하고, 가스 터빈 시스템(1) 전체를 제어한다. 예를 들면, 제어 장치(31)는 점화 장치(13b), 펌프(15), 제1 유량 제어 밸브(21), 제2 유량 제어 밸브(22) 및 제3 유량 제어 밸브(23)를 제어한다. 또한, 제어 장치(31)는 온도 센서(16a) 및 압력 센서(17a)로부터 검출 결과를 취득한다.
도 2는, 제어 장치(31)가 행하는 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트다. 도 2에 나타낸 처리 플로는, 예를 들면 가스 터빈 시스템(1)을 기동시키는 입력 조작이 사용자에 의해 행해졌을 때 실행된다. 사용자에 의한 입력 조작은 예를 들면 제어 장치(31)에 의해 접수된다.
도 2에 나타낸 처리 플로가 개시되면, 스텝 S101에 있어서, 제어 장치(31)는, 기동 조건이 성립했는지의 여부를 판정한다. 기동 조건은 가스 터빈 시스템(1)의 기동을 허가하기 위한 조건이다. 예를 들면, 기동 조건은, 가스 터빈 시스템(1)의 각 장치에 이상(異常)이 생기고 있지 않은 것(예를 들면, 각 장치로부터 출력되는 출력값에 이상값이 없는 것, 또는, 각 유로에서 유체(流體)의 누출이 발생하고 있지 않은 것 등)이다.
기동 조건이 성립했다고 판정된 경우(스텝 S101/YES), 스텝 S102로 진행한다. 한편, 기동 조건이 성립하고 있지 않다고 판정된 경우(스텝 S101/NO), 스텝 S111로 진행하고, 후술하는 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)은 정지한다.
스텝 S101에서 YES로 판정된 경우, 스텝 S102에 있어서, 제어 장치(31)는 점화 장치(13b)에 점화를 행하게 한다. 다음으로, 스텝 S103에 있어서, 제어 장치(31)는 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급을 개시시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(31)는, 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급이 개시되도록, 제2 유량 제어 밸브(22)를 제어한다. 즉, 제어 장치(31)는, 닫혀 있는 제2 유량 제어 밸브(22)를 개방시킨다.
그리고, 후술하는 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)에서는, 가스 터빈 시스템(1)의 운전 중에 있어서, 암모니아 분해 촉매(16)에 의해 분해 가스가 생성되고, 생성된 분해 가스가 분해 가스 저장기(17)에 저장된다. 따라서, 도 2에 나타낸 처리 플로의 개시 시점(時点)에 있어서, 분해 가스 저장기(17)에는 분해 가스가 미리 저장되어 있다. 다만, 가스 터빈 시스템(1)의 초회의 기동 시에는, 다른 방법에 의해, 분해 가스 저장기(17)에 분해 가스가 미리 저장된다.
상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 가스 터빈 시스템(1)의 기동 시에는, 연소기(13)에 분해 가스가 공급되고 있는 상태에서 점화가 행해진다. 즉, 분해 가스가 점화용 연료로서 사용된다. 분해 가스에 포함되는 수소는 암모니아와 상이하게, 연소하기 쉬우므로, 점화되기 쉽다. 따라서, 점화의 실패가 억제되고, 점화의 확실성이 향상된다.
다음으로, 스텝 S104에 있어서, 제어 장치(31)는 점화가 성공했는지의 여부를 판정한다. 점화가 성공했다고 판정된 경우(스텝 S104/YES), 스텝 S105로 진행한다. 한편, 점화가 성공하고 있지 않다고 판정된 경우(스텝 S104/NO), 스텝 S111로 진행하고, 후술하는 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)은 정지한다.
스텝 S104에서 YES로 판정된 경우, 스텝 S105에 있어서, 제어 장치(31)는 분해 가스의 공급량을 증가시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(31)는, 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급량이 증가하도록, 제2 유량 제어 밸브(22)를 제어한다. 즉, 제어 장치(31)는 제2 유량 제어 밸브(22)의 개도를 크게 한다. 예를 들면, 제어 장치(31)는, 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급량을, 미리 설정된 추이로 변화하도록 증가시킨다.
다음으로, 스텝 S106에 있어서, 제어 장치(31)는, 분해 가스의 공급량이 기준 공급량에 도달했는지의 여부를 판정한다. 예를 들면, 기준 공급량은, 연소기(13)로의 암모니아의 공급을 개시했다고 해도 연소기(13)에서의 연소성이 소정의 수준 이상으로 유지될 정도(즉, 일부의 암모니아가 연소하지 않는 상황의 발생이 억제되는 정도)의 값으로 설정된다.
분해 가스의 공급량이 기준 공급량에 도달했다고 판정된 경우(스텝 S106/YES), 제어 장치(31)는, 연소기(13)로의 암모니아의 공급을 개시했다고 해도 연소기(13)에서의 연소성이 소정의 수준 이상으로 유지된다고 판단하고, 스텝 S107로 진행한다. 한편, 분해 가스의 공급량이 기준 공급량에 도달하고 있지 않다고 판정된 경우(스텝 S106/NO), 제어 장치(31)는, 연소기(13)로의 암모니아의 공급을 개시하면 연소기(13)에서의 연소성이 소정의 수준을 하회해 버린다고 판단하고, 스텝 S105로 되돌아간다.
스텝 S106에서 YES로 판정된 경우, 스텝 S107에 있어서, 제어 장치(31)는, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급을 허가한다. 즉, 제어 장치(31)는, 가스 터빈 시스템(1)의 요구 출력이 기준 출력 이상인 경우, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급을 개시한다. 이 경우, 제어 장치(31)는 펌프(15)를 구동시켜, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급이 개시되도록, 제3 유량 제어 밸브(23)를 제어한다. 즉, 제어 장치(31)는 닫혀 있는 제3 유량 제어 밸브(23)를 밸브를 개방한다. 이로써, 암모니아를 연료로서 사용한 연소가 개시된다. 그리고, 가스 터빈 시스템(1)의 요구 출력이 기준 출력보다 작은 경우, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급은 불필요해진다.
가스 터빈 시스템(1)에서는, 연소기(13)에 분해 가스가 공급되고 있고, 연소성이 소정의 수준 이상으로 유지된 상태에서, 암모니아를 연료로서 사용한 연소가 개시된다. 즉, 분해 가스가 조연용(助燃用) 연료(즉, 연소를 보조하기 위한 연료)로서 사용된다. 이로써, 일부의 암모니아가 연소하지 않는 상황의 발생이 억제된다. 그리고, 연소기(13)로의 암모니아의 공급의 개시 후에 있어서, 제어 장치(31)는 연소기(13)로의 분해 가스의 공급을 계속해도 되고, 정지해도 된다.
다음으로, 스텝 S108에 있어서, 제어 장치(31)는, 분해 가스 생성 조건이 성립했는지의 여부를 판정한다. 분해 가스 생성 조건은, 암모니아 분해 촉매(16)에 의한 분해 가스의 생성(즉, 암모니아의 분해)를 허가하기 위한 조건이다. 예를 들면, 분해 가스 생성 조건은, 암모니아 분해 촉매(16)의 온도가 기준 온도 이상(즉, 암모니아 분해 촉매(16)에 있어서 암모니아의 분해가 활발하게 행해지는 상태가 될 정도의 온도)로 되어 있는 것이다.
분해 가스 생성 조건이 성립했다고 판정된 경우(스텝 S108/YES), 스텝 S109로 진행한다. 한편, 분해 가스 생성 조건이 성립하고 있지 않다고 판정된 경우(스텝 S108/NO), 스텝 S109는 실행되지 않고, 스텝 S110으로 진행한다.
스텝 S108에서 YES로 판정된 경우, 스텝 S109에 있어서, 제어 장치(31)는, 암모니아 탱크(14)로부터 암모니아 분해 촉매(16)에 암모니아를 공급시킨다. 구체적으로는, 제어 장치(31)는, 암모니아 탱크(14)로부터 암모니아 분해 촉매(16)에 암모니아가 공급되도록, 제1 유량 제어 밸브(21)를 제어한다. 즉, 제어 장치(31)는 닫혀 있는 제1 유량 제어 밸브(21)를 밸브를 개방한다. 이로써, 암모니아 분해 촉매(16)에 있어서, 암모니아가 분해됨으로써, 분해 가스가 생성된다. 그리고, 생성된 분해 가스가 분해 가스 저장기(17)에 보내어지고, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력이 상승한다.
스텝 S109에서는, 제어 장치(31)는, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력이 기준 압력으로 되도록, 암모니아 분해 촉매(16)로의 암모니아의 공급량을 제1 유량 제어 밸브(21)에 의해 제어한다. 이와 같은 암모니아 분해 촉매(16)로의 암모니아의 공급량의 제어(구체적으로는, 제1 유량 제어 밸브(21)의 개도의 제어)는, 구체적으로는 피드백 제어에 의해 실현된다. 기준 압력은, 연소기(13)로의 암모니아의 공급을 개시할 때까지 사용되는 분해 가스의 양으로서 필요한 양(이하, 단지 필요량이라고도 함)의 분해 가스가 분해 가스 저장기(17)에 저장되어 있는지의 여부를 판단하기 위한 지표이다. 예를 들면, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력이 기준 압력보다 낮은 경우에는, 필요량의 분해 가스가 분해 가스 저장기(17)에 저장되어 있지 않은 경우에 해당한다.
다음으로, 스텝 S110에 있어서, 제어 장치(31)는, 정지 조건이 성립했는지의 여부를 판정한다. 정지 조건은 가스 터빈 시스템(1)의 정지를 허가하기 위한 조건이다. 예를 들면, 정지 조건은, 발전의 요구가 없어지고 있고, 또한, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력이 기준 압력 이상으로 되어 있는 것이다.
정지 조건이 성립했다고 판정된 경우(스텝 S110/YES), 스텝 S111로 진행한다. 한편, 정지 조건이 성립하고 있지 않다고 판정된 경우(스텝 S110/NO), 스텝 S108로 되돌아간다.
스텝 S110에서 YES로 판정된 경우, 스텝 S111에 있어서, 제어 장치(31)는 가스 터빈 시스템(1)을 정지시키고, 도 2에 나타낸 처리 플로는 종료된다. 구체적으로는, 제어 장치(31)는 연소기(13)로의 암모니아의 공급, 연소기(13)로의 분해 가스의 공급, 및 암모니아 분해 촉매(16)로의 암모니아의 공급을 정지시킴으로써, 가스 터빈 시스템(1)을 정지시킨다.
상기한 바와 같이, 제어 장치(31)는, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력이 기준 압력보다 낮은 경우에는, 가스 터빈 시스템(1)을 정지시키지 않고, 암모니아 탱크(14)로부터 암모니아 분해 촉매(16)로의 암모니아의 공급을 계속시킨다. 이로써, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력이 기준 압력 이상까지 회복한 후에, 가스 터빈 시스템(1)을 정지시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)는 추기 유로(43)에 배치되어 있다. 이로써, 암모니아 분해 촉매(16)는, 암모니아의 분해가 활발하게 행해지는 상태가 될 정도의 온도(즉, 기준 온도 이상의 온도)까지, 추기 유로(43)를 유통하는 추기에 의해 가열된다. 이와 같이, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기의 열을 유효하게 이용함으로써, 암모니아 분해 촉매(16)의 가열이 실현된다. 따라서, 전용의 히터를 사용하지 않고, 암모니아 분해 촉매(16)의 가열이 실현된다.
또한, 가스 터빈 시스템(1)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)가 분해 가스 저장기(17)를 통하여 연소기(13)와 접속되어 있다. 이로써, 가스 터빈 시스템(1)의 운전 중에 있어서, 암모니아 분해 촉매(16)에 암모니아를 분해시키고 분해 가스를 생성시킴으로써, 분해 가스를 분해 가스 저장기(17)에 저장해 놓을 수 있다. 그리고, 차회의 가스 터빈 시스템(1)의 기동 시에, 분해 가스 저장기(17)에 저장되어 있는 분해 가스를 사용하여 점화를 행함으로써, 점화의 실패를 억제하고, 점화의 확실성을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1)에 의하면, 연소기(13)에서의 연소성을 향상시킬 수 있다.
특히, 제어 장치(31)는, 가스 터빈 시스템(1)의 운전 중(즉, 연소 장치(10)의 운전 중)에, 암모니아 탱크(14)로부터 암모니아 분해 촉매(16)로 암모니아가 공급되도록, 제1 유량 제어 밸브(21)를 제어한다. 이로써, 가스 터빈 시스템(1)의 운전 중에, 암모니아 분해 촉매(16)에 분해 가스를 생성시키고, 분해 가스를 분해 가스 저장기(17)에 저장하는 것이 적절하게 실현된다.
특히, 제어 장치(31)는, 가스 터빈 시스템(1)의 기동 시(즉, 연소 장치(10)의 기동 시)에, 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로의 분해 가스의 공급이 개시된 후에, 암모니아 탱크(14)로부터 연소기(13)로의 암모니아의 공급이 개시되도록, 제2 유량 제어 밸브(22) 및 제3 유량 제어 밸브(23)를 제어한다. 이로써, 가스 터빈 시스템(1)의 기동 시에, 분해 가스가 점화용 연료로서 사용되어, 연소기(13)에서의 점화의 실패를 억제하고, 점화의 확실성을 향상시키는 것이 적절하게 실현된다.
이하, 도 3∼도 6을 참조하여, 각 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템에 대하여 설명한다. 그리고, 이하에서 설명하는 각 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템에서는, 제어 장치(31)가 행하는 처리에 대해서는, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 3은, 제1 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1A)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1A)에서는, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 비교하여, 유로(47)에 열교환기(51)가 설치되고, 유로(46)가 열교환기(51)를 통과하는 점이 상이하다.
제1 변형예에서는, 가스 터빈 시스템(1A) 중, 연소기(13)와, 암모니아 탱크(14)와, 펌프(15)와, 암모니아 분해 촉매(16)와, 분해 가스 저장기(17)와, 제1 유량 제어 밸브(21)와, 제2 유량 제어 밸브(22)와, 제3 유량 제어 밸브(23)와, 제어 장치(31)와, 열교환기(51)가 연소 장치(10A)에 포함된다.
유로(47)는 전술한 바와 같이, 암모니아 분해 촉매(16)와 분해 가스 저장기(17)를 접속한다. 이와 같은 유로(47)에 열교환기(51)가 설치된다. 유로(46)는 전술한 바와 같이, 암모니아 탱크(14)와 암모니아 분해 촉매(16)를 접속한다. 이와 같은 유로(46)가 열교환기(51)를 통과한다.
열교환기(51)에서는, 유로(47)를 유통하는 분해 가스와, 유로(46)를 유통하는 암모니아 사이에서 열교환이 행해진다. 유로(47)를 유통하는 분해 가스의 온도는, 유로(46)를 유통하는 암모니아의 온도보다 높다. 따라서, 열교환기(51)에서는, 유로(47)를 유통하는 분해 가스로부터 유로(46)를 유통하는 암모니아에 열이 이동한다. 따라서, 유로(47)를 유통하는 분해 가스는 냉각된다. 이와 같은, 열교환기(51)는, 유로(47)를 유통하는 분해 가스를 냉각시키는 냉각 장치에 상당한다.
분해 가스 저장기(17)에 보내어지는 분해 가스의 온도는, 고온(예를 들면, 400℃ 정도)이다. 그러나, 분해 가스 저장기(17) 내의 분해 가스의 온도는, 가스 터빈 시스템(1)의 정지 시부터 차회의 기동 시까지의 사이에 저하된다. 분해 가스 저장기(17) 내의 분해 가스의 온도의 저하량이 클수록, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력은 크게 저하된다.
가스 터빈 시스템(1A)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)와 분해 가스 저장기(17)를 접속하는 유로(47)에, 냉각 장치{구체적으로는, 열교환기(51)}가 설치된다. 이로써, 분해 가스 저장기(17)에 보내어지는 분해 가스의 온도를 저하시킬 수 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(1)의 정지 시부터 차회의 기동 시까지의 사이에 있어서, 분해 가스 저장기(17) 내의 분해 가스의 온도의 저하량을 작게 할 수 있으므로, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력의 저하를 억제할 수 있다. 이로써, 분해 가스 저장기(17) 내의 압력을 연소실(13a) 내의 압력에 대하여 보다 높게 할 수 있으므로, 분해 가스 저장기(17)로부터 연소기(13)로 분해 가스를 적절하게 공급시킬 수 있다.
상기에서는, 유로(46)가 통과하는 열교환기(51)가 냉각 장치로서 유로(47)에 설치되는 예를 설명했다. 다만, 유로(47)에 설치되는 냉각 장치는 열교환기(51)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 유로(47)를 유통하는 분해 가스를 냉각수 또는 공기에 의해 냉각시키는 장치가 냉각 장치로서 유로(47)에 설치되어도 된다.
도 4는, 제2 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1B)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1B)에서는, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 비교하여, 배기 유로(42)에 열교환기(52) 및 열교환기(53)가 설치되고, 유로(49)가 열교환기(52) 및 열교환기(53)를 통과하는 점이 상이하다.
제2 변형예에서는, 가스 터빈 시스템(1B) 중, 연소기(13)와, 암모니아 탱크(14)와, 펌프(15)와, 암모니아 분해 촉매(16)와, 분해 가스 저장기(17)와, 제1 유량 제어 밸브(21)와, 제2 유량 제어 밸브(22)와, 제3 유량 제어 밸브(23)와, 제어 장치(31)가 연소 장치(10B)에 포함된다.
유로(49)에는, 물이 유통한다. 도 4에서는, 유로(49)가 간략화하여 나타내어져 있지만, 유로(49)는 폐회로로 되어 있다. 즉, 유로(49) 내를 물이 순환하고 있다. 유로(49)에는, 도시하지 않은 터빈이 형성되어 있고, 물(구체적으로는, 수증기)의 흐름을 이용하여 해당 터빈에 의해 동력이 얻어지도록 되어 있다. 유로(49)와, 열교환기(52)와, 열교환기(53)와, 도시하지 않은 터빈은, 가스 터빈 시스템(1B)과는 별도의 시스템에 포함된다.
열교환기(52)는 배기 유로(42) 중 열교환기(53)보다 하류측에 설치된다. 열교환기(52)는 유로(49) 중 열교환기(53)보다 상류측에 설치된다. 열교환기(52)에 있어서, 유로(49)를 유통하는 액체의 물은, 배기 유로(42)를 유통하는 배기 가스에 의해 가열된다. 그리고, 가열된 액체의 물은, 열교환기(53)에 있어서, 배기 유로(42)를 유통하는 배기 가스에 의해 재차 가열되고, 기화하여 기체(즉, 수증기)가 된다. 그리고, 수증기에 의해 도시하지 않은 터빈이 돌려지고, 회전 동력이 생성된다.
상기한 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1B)은 별도의 시스템과 일부를 공유한다. 그리고, 가스 터빈 시스템(1B)과 일부가 공유되는 별도의 시스템의 구성 및 용도는 상기의 예에 한정되지 않는다. 이와 같은 경우에 있어서도, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 동일한 효과가 나타난다.
도 5는, 제3 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1C)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제3 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1C)에서는, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 비교하여, 추기 유로(43)가 설치되지 않고, 암모니아 분해 촉매(16)의 설치 위치가 상이하다.
제3 변형예에서는, 가스 터빈 시스템(1C) 중, 연소기(13)와, 암모니아 탱크(14)와, 펌프(15)와, 암모니아 분해 촉매(16)와, 분해 가스 저장기(17)와, 제1 유량 제어 밸브(21)와, 제2 유량 제어 밸브(22)와, 제3 유량 제어 밸브(23)와, 제어 장치(31)가 연소 장치(10C)에 포함된다.
가스 터빈 시스템(1C)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)는 흡기 유로(41) 중 압축기(11a)와 연소기(13) 사이에 배치되어 있다. 상세하게는, 암모니아 분해 촉매(16)의 내부 공간과 흡기 유로(41)가 연통하지 않는 상태에서, 암모니아 분해 촉매(16)와 흡기 유로(41) 내의 공기가 열교환 가능하게 되어 있다. 흡기 유로(41) 중 압축기(11a)보다 하류측을 유통하는 공기는, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기이므로, 고온(예를 들면, 400℃ 이상)으로 되어 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(1C)의 운전 중(즉, 연소 장치(10C)의 운전 중)에 있어서, 암모니아 분해 촉매(16)는, 암모니아의 분해가 활발하게 행해지는 상태가 될 정도의 온도(즉, 기준 온도 이상의 온도)까지, 흡기 유로(41)를 유통하는 공기에 의해 가열된다.
상기한 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1C)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)는 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 상이하고, 흡기 유로(41) 중 압축기(11a)와 연소기(13) 사이에 배치되어 있다. 이와 같은 경우에 있어서도, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 마찬가지로, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기의 열을 유효하게 이용함으로써, 암모니아 분해 촉매(16)의 가열이 실현된다. 따라서, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 동일한 효과가 나타난다.
압축기(11a)로부터 연소기(13)에 공급되는 공기는, 연소기(13) 중 연소실(13a)을 형성하는 부재(구체적으로는, 후술하는 도 6 중의 라이너(13d) 등)의 냉각에 이용된다. 가스 터빈 시스템(1C)의 연소 장치(10C)에서는, 압축기(11a)로부터 연소기(13)에 공급되는 공기와 암모니아 분해 촉매(16) 사이에서 열교환이 행해짐으로써, 해당 공기의 온도는 저하된다. 따라서, 연소기(13) 중 연소실(13a)을 형성하는 부재에 도달하는 공기의 온도도 저하된다. 따라서, 연소기(13) 중 연소실(13a)을 형성하는 부재를 효과적으로 냉각할 수 있다.
도 6은, 제4 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1D)의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제4 변형예에 관련된 가스 터빈 시스템(1D)에서는, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 비교하여, 암모니아 분해 촉매(16)의 설치 위치가 상이하다.
그리고, 도 6에서는, 가스 터빈 시스템(1D)에서의 연소기(13) 및 그 주변의 구성 요소만이 도시되어 있다. 다만, 가스 터빈 시스템(1D)의 구성 요소는, 암모니아 분해 촉매(16)의 설치 위치가 상이한 점 이외에 관해서는, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 동일하다.
제4 변형예에서는, 가스 터빈 시스템(1D) 중, 연소기(13)와, 암모니아 탱크(14)와, 펌프(15)와, 암모니아 분해 촉매(16)와, 분해 가스 저장기(17)와, 제1 유량 제어 밸브(21)와, 제2 유량 제어 밸브(22)와, 제3 유량 제어 밸브(23)와, 제어 장치(31)가 연소 장치(10D)에 포함된다.
가스 터빈 시스템(1D)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)는, 연소기(13)에 있어서 연소실(13a)과 흡기 유로(41)를 연통하는 공간(S)에 배치되어 있다. 상세하게는, 암모니아 분해 촉매(16)의 내부 공간과 공간(S)이 연통하지 않는 상태에서, 암모니아 분해 촉매(16)와 공간(S) 내의 공기가 열교환 가능하게 되어 있다. 연소기(13)는, 전술한 연소실(13a) 및 점화 장치(13b) 이외에, 케이싱(13c)과, 라이너(13d)와, 버너(13e)를 가진다.
케이싱(13c)은 대략 원통 형상을 가진다. 케이싱(13c)의 내부에, 라이너(13d)가 설치된다. 라이너(13d)는 대략 원통 형상을 가진다. 라이너(13d)는 케이싱(13c)과 동축 상에 배치된다. 라이너(13d)의 내부에는, 연소실(13a)이 형성되어 있다. 즉, 라이너(13d)의 내부 공간이 연소실(13a)에 상당한다. 연소실(13a)에는, 배기 유로(42)가 접속되어 있다. 라이너(13d)의 내주부(內周部)에, 점화 장치(13b)가 설치된다. 라이너(13d)의 단부(도 6 중의 좌측의 단부)에는, 개구가 형성된다. 라이너(13d)의 단부의 개구에, 버너(13e)가 삽통(揷通)되어 있다. 버너(13e)에는, 유로(45) 및 유로(48)가 접속되어 있다. 버너(13e)에는, 유로(45)를 통하여, 암모니아가 보내어진다. 버너(13e)에는, 유로(48)를 통하여, 분해 가스가 보내어진다. 버너(13e)는 연소실(13a)에 면하고 있다. 버너(13e)로부터 연소실(13a)에, 암모니아 및 분해 가스가 분사된다.
케이싱(13c)의 내면과 라이너(13d)의 외면 사이에는, 공간(S)이 형성되어 있다. 공간(S)에는, 흡기 유로(41)가 접속되어 있다. 공간(S)에는, 흡기 유로(41)를 통하여 압축기(11a)로부터 공기가 보내어진다. 공간(S)은 라이너(13d)의 단부의 개구와 연통하고 있다. 도 6 중에서 일점 쇄선 화살표에 의해 나타낸 바와 같이, 공간(S)에 보내어진 공기는 공간(S)을 통과한 후, 라이너(13d)의 단부의 개구를 통하여 연소실(13a)에 보내어진다.
공간(S)을 유통하는 공기는 압축기(11a)에 의해 압축된 공기이므로, 고온(예를 들면, 400℃ 이상)으로 되어 있다. 따라서, 가스 터빈 시스템(1D)의 운전 중 (즉, 연소 장치(10D)의 운전 중)에 있어서, 암모니아 분해 촉매(16)는, 암모니아의 분해가 활발하게 행해지는 상태가 될 정도의 온도(즉, 기준 온도 이상의 온도)까지, 공간(S)을 유통하는 공기에 의해 가열된다.
상기한 바와 같이, 가스 터빈 시스템(1D)에서는, 암모니아 분해 촉매(16)는 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 상이하고, 연소기(13)에 있어서 연소실(13a)과 흡기 유로(41)를 연통하는 공간(S)에 배치되어 있다. 이와 같은 경우에도, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 마찬가지로, 압축기(11a)에 의해 압축된 공기의 열을 유효하게 이용함으로써, 암모니아 분해 촉매(16)의 가열이 실현된다. 따라서, 전술한 가스 터빈 시스템(1)과 동일한 효과가 나타난다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 개시는 관한 실시형태에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 범주에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도 당연히 본 개시의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
상기에서는, 가스 터빈 시스템(1), 가스 터빈 시스템(1A), 가스 터빈 시스템(1B), 가스 터빈 시스템(1C) 및 가스 터빈 시스템(1D)에 있어서, 과급기(11)에 의해 생성된 회전 동력이 발전기(12)를 구동시키는 에너지로서 이용되는 예를 설명했다. 다만, 가스 터빈 시스템(1), 가스 터빈 시스템(1A), 가스 터빈 시스템(1B), 가스 터빈 시스템(1C) 및 가스 터빈 시스템(1D)에 있어서, 과급기(11)에 의해 생성된 회전 동력이 다른 용도(예를 들면, 선박 등의 이동체를 구동시키는 목적 등)로 이용되어도 된다.
상기에서는, 가스 터빈 시스템(1), 가스 터빈 시스템(1A), 가스 터빈 시스템(1B), 가스 터빈 시스템(1C) 및 가스 터빈 시스템(1D)에 있어서, 연소기(13) 및 암모니아 분해 촉매(16)에 액체의 암모니아가 공급되는 예를 설명했다. 다만, 가스 터빈 시스템(1), 가스 터빈 시스템(1A), 가스 터빈 시스템(1B), 가스 터빈 시스템(1C) 및 가스 터빈 시스템(1D)에 있어서, 연소기(13) 및 암모니아 분해 촉매(16)에 기체의 암모니아가 공급되어도 된다. 예를 들면, 펌프(15)보다 하류측에 기화기가 설치되고, 암모니아가 기화기에 의해 기화된 후에, 연소기(13) 또는 암모니아 분해 촉매(16)에 공급되어도 된다. 그리고, 이 경우, 기화기보다 하류측에 어큐물레이터가 설치될 수 있다. 기화기 및 어큐물레이터는 유로(44)에 설치되어도 되고, 유로(45) 및 유로(46)에 각각 설치되어도 된다.
상기에서는, 가스 터빈 시스템(1)에 대하여, 유로(47)에 냉각 장치{구체적으로는, 열교환기(51)}가 추가적으로 설치되는 가스 터빈 시스템(1A)을 설명했다. 다만, 가스 터빈 시스템(1B), 가스 터빈 시스템(1C) 및 가스 터빈 시스템(1D)에 대하여, 유로(47)에 냉각 장치{구체적으로는, 열교환기(51)}가 추가적으로 설치되어도 된다.
상기에서는, 가스 터빈 시스템(1)에 대하여, 유로(49), 열교환기(52) 및 열교환기(53)를 포함하는 시스템이 추가적으로 설치되는 가스 터빈 시스템(1B)을 설명했다. 다만, 가스 터빈 시스템(1A), 가스 터빈 시스템(1C) 및 가스 터빈 시스템(1D)에 대하여, 유로(49), 열교환기(52) 및 열교환기(53)를 포함하는 시스템이 추가적으로 설치되어도 된다.
1: 가스 터빈 시스템, 1A: 가스 터빈 시스템, 1B: 가스 터빈 시스템, 1C: 가스 터빈 시스템, 1D: 가스 터빈 시스템, 11a: 압축기, 13: 연소기, 13a: 연소실, 14: 암모니아 탱크, 16: 암모니아 분해 촉매, 17: 분해 가스 저장기, 21: 제1 유량 제어 밸브, 22: 제2 유량 제어 밸브, 23: 제3 유량 제어 밸브, 31: 제어 장치, 41: 흡기 유로, 43: 추기 유로, 44: 유로, 45: 유로, 46: 유로, 47: 유로, 48: 유로, 49: 유로, 51: 열교환기(냉각 장치), S: 공간
Claims (5)
- 암모니아 탱크;
상기 암모니아 탱크와 접속되고, 연소실을 가지는 연소기;
상기 연소기와 접속되는 흡기 유로;
상기 흡기 유로에 설치되는 압축기;
상기 연소기와 접속되는 분해 가스 저장기; 및
상기 압축기와 접속되는 추기(抽氣) 유로, 상기 흡기 유로 중 상기 압축기와 상기 연소기 사이, 또는, 상기 연소기에 있어서 상기 연소실과 상기 흡기 유로를 연통(連通)하는 공간에 배치되고, 상기 암모니아 탱크 및 상기 분해 가스 저장기와 접속되는 암모니아 분해 촉매;
를 구비하는 가스 터빈 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 암모니아 분해 촉매와 상기 분해 가스 저장기를 접속하는 유로에는, 냉각 장치가 설치되는, 가스 터빈 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 냉각 장치는, 상기 암모니아 분해 촉매와 상기 분해 가스 저장기를 접속하는 유로에 설치되는 열교환기이며,
상기 암모니아 탱크와 상기 암모니아 분해 촉매를 접속하는 유로는, 상기 열교환기를 통과하는, 가스 터빈 시스템. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 암모니아 탱크와 상기 암모니아 분해 촉매를 접속하는 유로에는, 제1 유량 제어 밸브가 설치되고,
상기 가스 터빈 시스템의 운전 중에, 상기 암모니아 탱크로부터 상기 암모니아 분해 촉매에 암모니아가 공급되도록, 상기 제1 유량 제어 밸브를 제어하는 제어 장치를 구비하는, 가스 터빈 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 분해 가스 저장기와 상기 연소기를 접속하는 유로에는, 제2 유량 제어 밸브가 설치되고,
상기 암모니아 탱크와 상기 연소기를 접속하는 유로에는, 제3 유량 제어 밸브가 설치되고,
상기 제어 장치는, 상기 가스 터빈 시스템의 기동(起動) 시에, 상기 분해 가스 저장기로부터 상기 연소기로의 분해 가스의 공급이 개시된 후에, 상기 암모니아 탱크로부터 상기 연소기로의 상기 암모니아의 공급이 개시되도록, 상기 제2 유량 제어 밸브 및 상기 제3 유량 제어 밸브를 제어하는, 가스 터빈 시스템.
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