WO2022220002A1 - 燃焼装置およびガスタービンシステム - Google Patents

燃焼装置およびガスタービンシステム Download PDF

Info

Publication number
WO2022220002A1
WO2022220002A1 PCT/JP2022/011895 JP2022011895W WO2022220002A1 WO 2022220002 A1 WO2022220002 A1 WO 2022220002A1 JP 2022011895 W JP2022011895 W JP 2022011895W WO 2022220002 A1 WO2022220002 A1 WO 2022220002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ammonia
gas turbine
flow path
autothermal
combustor
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/011895
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慎太朗 伊藤
正宏 内田
Original Assignee
株式会社Ihi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ihi filed Critical 株式会社Ihi
Priority to CN202280028352.0A priority Critical patent/CN117120710A/zh
Priority to KR1020237034726A priority patent/KR102658027B1/ko
Priority to AU2022257414A priority patent/AU2022257414B2/en
Priority to EP22787928.5A priority patent/EP4325034A1/en
Priority to JP2023514530A priority patent/JPWO2022220002A1/ja
Publication of WO2022220002A1 publication Critical patent/WO2022220002A1/ja
Priority to US18/479,992 priority patent/US20240026814A1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/40—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the use of catalytic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/24—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being liquid at standard temperature and pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices

Definitions

  • a gas turbine system that obtains power by burning fuel in a combustor is used.
  • a gas turbine system for example, as disclosed in Patent Document 1, there is a system that uses ammonia as a fuel. Emission of carbon dioxide is suppressed by using ammonia as a fuel.
  • Ammonia is more difficult to burn than other fuels and has flame retardancy. Therefore, combustors in which ammonia is used as fuel may fail to ignite. Also, even if ignition is successful, there is a risk that some fuel will be discharged without being burned.
  • An object of the present disclosure is to provide a combustion apparatus and a gas turbine system capable of improving combustibility in a combustor in which ammonia is used as fuel.
  • the combustion apparatus of the present disclosure includes an ammonia tank, a combustor connected to the ammonia tank, an air supply source, an inlet connected to the ammonia tank and the air supply source, and an outlet connected to the combustor. and an ammonia autothermal decomposition device connected to.
  • It may further include an intake flow path and an exhaust flow path connected to the combustor, and an ammonia decomposition catalyst provided in the intake flow path or the exhaust flow path and connected to the ammonia tank and the combustor.
  • a mixer may be provided in the channel connecting the ammonia autothermal decomposition device and the combustor, and the mixer may be connected to the ammonia tank.
  • a flow path connecting the ammonia autothermal decomposition device and the combustor is provided with a first heat exchanger, and a flow path connecting the ammonia tank and the ammonia autothermal decomposition device passes through the first heat exchanger.
  • a first channel may be included.
  • the flow path connecting the ammonia tank and the ammonia autothermal decomposition device may further include a second flow path that bypasses the first heat exchanger.
  • the first flow path branches into a first branched path and a second branched path on the side of the ammonia autothermal decomposition device from the first heat exchanger, and the first branched path and the second branched path are the ammonia autothermal decomposition device. It may be connected to the inlet of the device respectively.
  • the ammonia tank may be connected to the inlet of the ammonia autothermal cracker via an air supply source.
  • the air supply source may be provided with a second heat exchanger, and the flow path connecting the ammonia tank and the ammonia autothermal decomposition device may pass through the second heat exchanger.
  • the air supply source may be connected to the inlet of the ammonia autothermal cracker via an air tank.
  • the gas turbine system of the present disclosure includes the above combustion device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flow chart showing an example of the flow of processing related to startup of the gas turbine system according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a first modification.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system according to the first modification.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a second modification.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a third modification.
  • FIG. 7 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system according to the third modification.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a fourth modification.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system according to the fourth modification.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a fifth modification.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system according to the fifth modification.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a sixth modification.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to a seventh modification.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system according to an eighth modification.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1 according to this embodiment.
  • the gas turbine system 1 includes a supercharger 11, a generator 12, a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, and an ammonia autothermal decomposition device 17. and a controller 18 .
  • the combustion device 10 includes the combustor 13 , the ammonia tank 14 , the pump 15 , the air supply source 16 , the ammonia autothermal decomposition device 17 , and the control device 18 .
  • the combustion device 10 also includes a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, and an air flow control valve 301, which will be described later.
  • the supercharger 11 has a compressor 11a and a turbine 11b. Compressor 11a and turbine 11b rotate as a unit. Compressor 11a and turbine 11b are connected by a shaft.
  • the compressor 11 a is provided in an intake passage 101 connected to the combustor 13 . Air supplied to the combustor 13 flows through the intake passage 101 . An upstream end of the intake passage 101 is provided with an intake port (not shown) through which air is taken in from the outside. Air taken in from the intake port passes through the compressor 11 a and is sent to the combustor 13 .
  • the compressor 11a compresses air and discharges it downstream.
  • the turbine 11 b is provided in an exhaust flow path 102 connected to the combustor 13 . Exhaust gas discharged from the combustor 13 flows through the exhaust flow path 102 . An exhaust port (not shown) through which the exhaust gas is discharged to the outside is provided at the downstream end of the exhaust passage 102 . Exhaust gas discharged from the combustor 13 passes through the turbine 11b and is sent to the exhaust port. The turbine 11b generates rotational power by being rotated by the exhaust gas.
  • the generator 12 is connected to the turbocharger 11.
  • the generator 12 generates power using the rotational power generated by the supercharger 11 .
  • ammonia is mainly used as fuel for combustion.
  • the cracked gas supplied from the ammonia autothermal decomposition device 17 is also used as fuel when the gas turbine system 1 is started up.
  • the combustor 13 has a combustion chamber (not shown).
  • the combustion chamber of the combustor 13 is supplied with air compressed by the compressor 11 a through an intake passage 101 .
  • Fuel is supplied to the combustion chamber of the combustor 13 .
  • liquid ammonia is supplied as fuel from the ammonia tank 14 to the combustion chamber of the combustor 13 and sprayed.
  • a mixture comprising fuel and air is produced.
  • Exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber of combustor 13 is discharged to exhaust flow path 102 .
  • Liquid ammonia is stored in the ammonia tank 14 .
  • Ammonia tank 14 is connected to combustor 13 and ammonia autothermal decomposition device 17, respectively. Thereby, ammonia can be supplied from the ammonia tank 14 to each of the combustor 13 and the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • a channel 103 is connected to the ammonia tank 14 .
  • a channel 104 and a channel 105 are connected to the downstream end of the channel 103 .
  • Flow path 104 is connected to combustor 13 . That is, the ammonia tank 14 is connected to the combustor 13 via the flow paths 103 and 104 .
  • Liquid ammonia is supplied from the ammonia tank 14 to the combustion chamber of the combustor 13 via the flow paths 103 and 104 .
  • the flow path 105 is connected to the ammonia autothermal decomposition device 17 . That is, the ammonia tank 14 is connected to the ammonia autothermal decomposition device 17 via the flow paths 103 and 105 .
  • Liquid ammonia is supplied from the ammonia tank 14 to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the flow paths 103 and 105 .
  • a pump 15 is provided in the channel 103 .
  • the pump 15 sends ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the downstream side. Ammonia sent by pump 15 passes through channel 103 and is sent to channels 104 and 105 .
  • a first flow control valve 201 is provided in the flow path 104 .
  • the first flow control valve 201 controls the flow rate of ammonia flowing through the flow path 104 . That is, the first flow control valve 201 adjusts the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the combustor 13 . The amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the combustor 13 is adjusted by adjusting the opening degree of the first flow control valve 201 .
  • a second flow control valve 202 is provided in the flow path 105 .
  • a second flow control valve 202 controls the flow rate of ammonia flowing through the flow path 105 . That is, the second flow control valve 202 adjusts the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the ammonia autothermal decomposition device 17 . The amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the ammonia autothermal decomposition device 17 is adjusted by adjusting the degree of opening of the second flow control valve 202 .
  • the air supply source 16 is a supply source that supplies air.
  • the air supply source 16 is, for example, a compressor that compresses and discharges outside air.
  • the air supply source 16 is connected to the ammonia autothermal decomposition device 17 via the flow path 106 . Air is supplied from the air supply source 16 to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the flow path 106 .
  • Air flow control valve 301 is provided in the flow path 106 .
  • Air flow control valve 301 controls the flow rate of air flowing through channel 106 . That is, the air flow control valve 301 adjusts the amount of air supplied from the air supply source 16 to the ammonia autothermal decomposition device 17 . By adjusting the degree of opening of the air flow control valve 301, the amount of air supplied from the air supply source 16 to the ammonia autothermal decomposition device 17 is adjusted.
  • the ammonia autothermal decomposition device 17 burns part of the ammonia and decomposes the remaining ammonia with heat from the combustion.
  • the ammonia autothermal decomposition device 17 is also called an autothermal reactor.
  • the ammonia autothermal decomposition device 17 has a heater 17a and a catalyst 17b.
  • the heater 17 a heats the inside of the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • the catalyst 17b promotes combustion and decomposition of ammonia.
  • the ammonia autothermal decomposition device 17 is provided with a temperature sensor 401 that detects the temperature of the catalyst 17b.
  • An ammonia tank 14 is connected to an inlet 17 c 1 of the ammonia autothermal decomposition device 17 via a flow path 105 .
  • An air supply source 16 is connected through a flow path 106 to an inlet 17c2 of the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • a combustor 13 is connected to an outlet 17 d of the ammonia autothermal decomposition device 17 via a flow path 107 .
  • Ammonia is supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 through an inlet 17c1.
  • the inlet 17c1 is provided with a nozzle for spraying liquid ammonia.
  • Ammonia is sprayed into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the nozzle.
  • Air is supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 through an inlet 17c2.
  • the ammonia and air supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 are heated by the heater 17a.
  • the ammonia is thereby vaporized. Part of the ammonia is then burned in the catalyst 17b.
  • the heat generated at this time decomposes the remaining ammonia into hydrogen and nitrogen.
  • the decomposition gas generated by the decomposition of ammonia contains hydrogen and nitrogen.
  • Cracked gas generated in the ammonia autothermal decomposition device 17 is discharged from an outlet 17 d of the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • the cracked gas discharged from the outlet 17 d is sent to the combustion chamber of the combustor 13 through the flow path 107 .
  • the cracked gas may contain undecomposed ammonia or the like.
  • the control device 18 includes a central processing unit (CPU), a ROM storing programs and the like, a RAM as a work area, and the like, and controls the gas turbine system 1 as a whole. For example, controller 18 controls pump 15 , heater 17 a , first flow control valve 201 , second flow control valve 202 and air flow control valve 301 . Also, the control device 18 acquires the detection result from the temperature sensor 401 .
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the control device 18 acquires the detection result from the temperature sensor 401 .
  • FIG. 2 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system 1.
  • FIG. 2 The processing flow shown in FIG. 2 is performed by the control device 18 .
  • the processing flow shown in FIG. 2 is executed when the conditions for starting the gas turbine system 1 are satisfied.
  • the activation condition is, for example, that the user has performed an input operation to activate the gas turbine system 1 .
  • the control device 18 activates the heater 17a of the ammonia autothermal decomposition device 17 in step S101.
  • step S ⁇ b>102 the control device 18 starts supplying air to the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • the controller 18 opens the closed air flow control valve 301 .
  • step S ⁇ b>103 the control device 18 starts supplying ammonia to the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • the control device 18 drives the pump 15 to open the closed second flow control valve 202 .
  • cracked gas is generated in the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • the generated cracked gas is sent to the combustor 13 .
  • the combustor 13 is ignited by an ignition device (not shown).
  • ignition device not shown.
  • cracked gas is used as fuel for ignition.
  • the hydrogen contained in the cracked gas is easily ignited because it is combustible. Therefore, ignition failure is suppressed, and reliability of ignition is improved.
  • step S104 the control device 18 determines whether or not the amount of heat input to the combustor 13 has exceeded the reference amount of heat.
  • the amount of heat input to the combustor 13 is the amount of heat generated by burning the fuel input to the combustor 13 .
  • the control device 18 can estimate the amount of heat input to the combustor 13 based on the amount of fuel supplied to the combustor 13, for example.
  • the reference amount of heat is set to a value such that even if the supply of ammonia to the combustor 13 is started, the combustibility in the combustor 13 is maintained at a predetermined level or higher.
  • the predetermined level is a level at which the occurrence of a situation in which some ammonia does not burn is suppressed.
  • step S104 When it is determined that the amount of heat input to the combustor 13 exceeds the reference amount of heat (YES in step S104), the control device 18 controls the combustibility of the combustor 13 even if the supply of ammonia to the combustor 13 is started. is maintained at a predetermined level or higher, and the process proceeds to step S105. On the other hand, when it is determined that the amount of heat input to the combustor 13 does not exceed the reference amount of heat (NO in step S104), the control device 18 starts supplying ammonia to the combustor 13. It is determined that the combustibility falls below the predetermined level, and step S104 is repeated.
  • step S105 the control device 18 permits the supply of ammonia from the ammonia tank 14 to the combustor 13, and the processing flow shown in FIG. 2 ends. Specifically, in step S105, the control device 18 starts supplying ammonia from the ammonia tank 14 to the combustor 13 when the required output of the gas turbine system 1 is greater than or equal to the reference output. In this case, the controller 18 opens the closed first flow control valve 201 . Thereby, combustion using ammonia as fuel is started. In addition, when the required output of the gas turbine system 1 is smaller than the reference output, the supply of ammonia from the ammonia tank 14 to the combustor 13 becomes unnecessary.
  • cracked gas is supplied to the combustor 13, and combustion using ammonia as fuel is started in a state where combustibility is maintained at a predetermined level or higher. That is, the cracked gas is used as fuel for auxiliary combustion. This suppresses the occurrence of a situation in which some ammonia does not burn.
  • the control device 18 may continue or stop the supply of cracked gas to the combustor 13 .
  • the control device 18 stops the heater 17 a and stops the supply of air and ammonia to the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • the controller 18 stops the heater 17a when the endothermic reaction and exothermic reaction in the ammonia autothermal decomposition device 17 are balanced and the state in the ammonia autothermal decomposition device 17 reaches a state close to thermal equilibrium.
  • a reaction in which ammonia is decomposed corresponds to an endothermic reaction.
  • a reaction in which ammonia burns corresponds to an exothermic reaction.
  • the control device 18 may determine that the state inside the ammonia autothermal decomposition device 17 has reached a state close to thermal equilibrium, and stop the heater 17a.
  • the inlets 17c1 and 17c2 of the ammonia autothermal cracker 17 are connected to the ammonia tank 14 and the air supply source 16.
  • An outlet 17 d of the ammonia autothermal decomposition device 17 is connected to the combustor 13 . Accordingly, when the gas turbine system 1 is started, ammonia and air are supplied to the ammonia autothermal decomposition device 17 to cause the ammonia autothermal decomposition device 17 to generate cracked gas, and the cracked gas is used to ignite in the combustor 13 . It can be performed. Therefore, failure of ignition can be suppressed, and reliability of ignition can be improved. After ignition, the cracked gas can also be used as a fuel for supporting combustion. Therefore, combustibility in the combustor 13 can be improved.
  • cracked gas is generated using the ammonia autothermal cracker 17, so the gas turbine system 1 can be started up more quickly than when cracked gas is generated by other methods. can be done.
  • another method for example, as will be described later with reference to FIG. 3 or FIG. There is a way. If the cracked gas generated by this method is supplied to the combustor 13 when the gas turbine system 1 is started, it is necessary to heat the ammonia cracking catalyst 19 to a temperature at which ammonia cracks actively. There is As a result, it takes time before the generation of cracked gas starts.
  • ammonia autothermal decomposition device 17 ammonia is decomposed using heat generated by combustion of part of the ammonia. Therefore, it is possible to shorten the time it takes to start generating the cracked gas, so that the gas turbine system 1 can be quickly started.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1A according to a first modified example. As shown in FIG. 3, the gas turbine system 1A according to the first modification differs from the gas turbine system 1 described above in that an ammonia decomposition catalyst 19 is further provided.
  • the gas turbine system 1A includes a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, an ammonia autothermal decomposition device 17, a control device 18, and an ammonia decomposition catalyst. 19, a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10A.
  • a third flow control valve 203 which will be described later, is also included in the combustion device 10A.
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is a catalyst that decomposes ammonia and generates decomposition gas. Ammonia decomposition catalyst 19 decomposes ammonia into hydrogen and nitrogen. That is, the cracked gas contains hydrogen and nitrogen. In addition to hydrogen and nitrogen, the cracked gas may contain ammonia that has not been cracked.
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is connected to the ammonia tank 14 via the flow paths 103 and 108 .
  • the channel 108 is connected to the downstream end of the channel 103 .
  • Liquid ammonia is supplied from the ammonia tank 14 to the ammonia decomposition catalyst 19 through the flow paths 103 and 108 .
  • a third flow control valve 203 is provided in the flow path 108 .
  • the third flow control valve 203 controls the flow rate of ammonia flowing through the channel 108 . That is, the third flow control valve 203 adjusts the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the ammonia decomposition catalyst 19 .
  • the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the ammonia decomposition catalyst 19 is adjusted by adjusting the opening degree of the third flow control valve 203 .
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is connected to the combustor 13 via the flow path 109. Cracked gas generated in the ammonia decomposition catalyst 19 is sent to the combustion chamber of the combustor 13 through the flow path 109 .
  • Decomposition of ammonia by the ammonia decomposition catalyst 19 is actively performed when the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 is equal to or higher than the reference temperature (for example, about 400°C to 500°C). That is, when the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 becomes equal to or higher than the reference temperature, the ammonia decomposition catalyst 19 actively decomposes ammonia.
  • the reference temperature for example, about 400°C to 500°C
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is provided in the intake passage 101 . Specifically, the ammonia decomposition catalyst 19 is provided downstream of the compressor 11 a in the intake passage 101 . Heat can be exchanged between the ammonia decomposition catalyst 19 and the air in the intake passage 101 while the internal space of the ammonia decomposition catalyst 19 and the intake passage 101 are not in communication.
  • the air circulating downstream from the compressor 11a in the intake passage 101 is the air compressed by the compressor 11a, and thus has a high temperature (for example, 400° C. or higher). Therefore, during the operation of the gas turbine system 1A, the ammonia decomposition catalyst 19 is heated by the air flowing through the intake passage 101 to a temperature at which ammonia is actively decomposed.
  • a temperature sensor 402 is provided on the ammonia decomposition catalyst 19 .
  • a temperature sensor 402 detects the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 .
  • FIG. 4 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system 1A.
  • the processing flow shown in FIG. 4 is performed by the control device 18 .
  • the processing flow shown in FIG. 4 is executed, like the processing flow shown in FIG. 2, when the conditions for starting the gas turbine system 1A are satisfied.
  • the processing flow shown in FIG. 4 differs from the processing flow shown in FIG. 2 in that steps S201, S202, S203, S204, and S205 are added after step S103 and before step S104. .
  • step S201 the control device 18 determines whether the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 has reached the reference temperature. If it is determined that the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 has reached the reference temperature (YES in step S201), the process proceeds to step S202. On the other hand, if it is determined that the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 has not reached the reference temperature (NO in step S201), the process proceeds to step S104 without performing steps S202, S203, S204, and S205.
  • step S201 the control device 18 starts supplying ammonia to the ammonia decomposition catalyst 19 in step S202. Specifically, the controller 18 opens the closed third flow control valve 203 . As a result, ammonia is decomposed in the ammonia decomposition catalyst 19 to generate cracked gas. The generated cracked gas is sent to the combustor 13 .
  • step S203 the control device 18 stops the heater 17a of the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • step S ⁇ b>204 the control device 18 stops supplying air to the ammonia autothermal decomposition device 17 . Specifically, the controller 18 closes the air flow control valve 301 .
  • step S ⁇ b>205 the control device 18 stops supplying ammonia to the ammonia autothermal decomposition device 17 . Specifically, the controller 18 closes the second flow control valve 202 .
  • step S104 determines whether or not the amount of heat input to the combustor 13 has exceeded the reference amount of heat. If it is determined YES in step S104, the process proceeds to step S105 as in the processing flow shown in FIG. On the other hand, if NO is determined in step S104, the process returns to step S201.
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is provided in addition to the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • the method of generating the cracked gas supplied to the combustor 13 can be switched from the method using the ammonia autothermal decomposition device 17 to the method using the ammonia decomposition catalyst 19.
  • the ammonia autothermal decomposition device 17 is used to generate cracked gas.
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is used to generate cracked gas.
  • the heat of the air flowing through the intake passage 101 can be effectively used to generate cracked gas. Therefore, the energy consumed for supplying air to the ammonia autothermal decomposition device 17 and the energy consumed for driving the heater 17a can be suppressed.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1B according to a second modified example. As shown in FIG. 2, in the gas turbine system 1B according to the second modification, the arrangement of the ammonia decomposition catalyst 19 is different from that of the gas turbine system 1A described above.
  • the gas turbine system 1B includes a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, an ammonia autothermal decomposition device 17, a control device 18, and an ammonia decomposition catalyst. 19, a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, a third flow control valve 203, and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10B.
  • ammonia decomposition catalyst 19 is connected to the ammonia tank 14 via the flow paths 103 and 108.
  • Ammonia decomposition catalyst 19 is connected to combustor 13 via flow path 109 .
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is provided in the exhaust flow path 102. Specifically, the ammonia decomposition catalyst 19 is provided in the exhaust passage 102 downstream of the turbine 11b. Heat can be exchanged between the ammonia decomposition catalyst 19 and the exhaust gas in the exhaust passage 102 while the internal space of the ammonia decomposition catalyst 19 and the exhaust passage 102 are not in communication.
  • the exhaust gas flowing through the exhaust passage 102 is at a high temperature (for example, 550° C. or higher). Therefore, during the operation of the gas turbine system 1B, the ammonia decomposition catalyst 19 is heated by the exhaust gas flowing through the exhaust passage 102 to a temperature at which ammonia is actively decomposed.
  • the ammonia decomposition catalyst 19 is provided in addition to the ammonia autothermal decomposition device 17, like the gas turbine system 1A described above.
  • the method of generating the cracked gas supplied to the combustor 13 can be switched from the method using the ammonia autothermal decomposition device 17 to the method using the ammonia decomposition catalyst 19. Therefore, after the temperature of the ammonia decomposition catalyst 19 reaches the reference temperature, the heat of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 102 can be effectively used to generate decomposition gas. Therefore, the energy consumed for supplying air to the ammonia autothermal decomposition device 17 and the energy consumed for driving the heater 17a can be suppressed.
  • processing for starting the gas turbine system 1B is the same as the above-described processing for starting the gas turbine system 1A, so a description thereof will be omitted.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1C according to a third modified example. As shown in FIG. 6, the gas turbine system 1C according to the third modification differs from the gas turbine system 1 described above in that a mixer 20 is further provided.
  • the combustor 13, the ammonia tank 14, the pump 15, the air supply source 16, the ammonia autothermal decomposition device 17, the controller 18, and the mixer 20 , a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10C.
  • a fourth flow control valve 204, which will be described later, is also included in the combustion device 10C.
  • Mixer 20 is provided in channel 107 that connects ammonia autothermal decomposition device 17 and combustor 13 .
  • the internal space of mixer 20 communicates with channel 107 .
  • Mixer 20 is connected to ammonia tank 14 via flow path 103 and flow path 110 .
  • the channel 110 is connected to the downstream end of the channel 103 .
  • Liquid ammonia is supplied from the ammonia tank 14 to the mixer 20 via the flow paths 103 and 110 .
  • a fourth flow control valve 204 is provided in the flow path 110 .
  • a fourth flow control valve 204 controls the flow rate of ammonia flowing through the flow path 110 . That is, the fourth flow control valve 204 adjusts the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the mixer 20 . The amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 to the mixer 20 is adjusted by adjusting the opening degree of the fourth flow control valve 204 .
  • Ammonia sent from the ammonia tank 14 to the mixer 20 is sprayed into the mixer 20 . Then, in the mixer 20, the cracked gas flowing through the flow path 107 and the ammonia sprayed in the mixer 20 are mixed.
  • the cracked gas flowing through the flow path 107 is at a high temperature (for example, about 500°C). Therefore, the ammonia sprayed into the mixer 20 is vaporized. Vaporized ammonia is sent to the combustor 13 through the flow path 107 together with the cracked gas.
  • FIG. 7 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system 1C.
  • the processing flow shown in FIG. 7 is performed by the control device 18 .
  • the processing flow shown in FIG. 7 is executed, like the processing flow shown in FIG. 2, when the conditions for starting the gas turbine system 1C are satisfied.
  • the processing flow shown in FIG. 7 differs from the processing flow shown in FIG. 2 in that steps S301 and S302 are added after step S104 and before step S105.
  • step S104 when it is determined in step S104 that the amount of heat supplied to the combustor 13 has exceeded the reference amount of heat (YES in step S104), the process proceeds to step S301.
  • step S ⁇ b>301 the control device 18 permits the supply of ammonia from the ammonia tank 14 to the mixer 20 .
  • step S301 the control device 18 starts supplying ammonia from the ammonia tank 14 to the mixer 20 when the required output of the gas turbine system 1 is greater than or equal to the reference output.
  • the controller 18 opens the closed fourth flow control valve 204 . Ammonia is thereby sent from the mixer 20 to the combustor 13 along with the cracked gas. Therefore, combustion using ammonia as fuel is started.
  • the supply of ammonia from the ammonia tank 14 to the mixer 20 becomes unnecessary.
  • the ammonia sent from the mixer 20 to the combustor 13 is heated by the cracked gas and vaporized. Therefore, evaporation of ammonia in the combustor 13 that occurs when liquid ammonia is directly supplied to the combustor 13 is suppressed, and local temperature drop due to evaporation of ammonia is suppressed. Therefore, emissions of unburned ammonia and nitrous oxide (N 2 O) are suppressed.
  • step S302 the control device 18 determines whether or not the amount of heat input to the combustor 13 has exceeded the heat amount threshold.
  • the calorie threshold is used to determine that the input calorie is large enough to suppress the discharge of unburned ammonia and nitrous oxide (N 2 O) even if the supply of liquid ammonia to the combustor 13 is started. is an indicator of
  • step S302 When it is determined that the amount of heat input to the combustor 13 has exceeded the heat amount threshold (YES in step S302), the control device 18 controls the amount of unburned ammonia, Then, it is determined that the input heat amount is large enough to suppress the discharge of nitrous oxide (N 2 O), and the process proceeds to step S105.
  • step S105 the control device 18 permits the supply of liquid ammonia from the ammonia tank 14 to the combustor 13, and the processing flow shown in FIG. 7 ends.
  • step S302 when it is determined that the amount of heat input to the combustor 13 does not exceed the heat amount threshold (NO in step S302), the control device 18 starts supplying liquid ammonia to the combustor 13, and the unburned It is determined that ammonia and nitrous oxide (N 2 O) will be generated to some extent, and step S302 is repeated.
  • mixer 20 is provided in flow path 107 connecting ammonia autothermal decomposition device 17 and combustor 13 , and mixer 20 is connected to ammonia tank 14 .
  • the liquid ammonia can be heated and vaporized by the cracked gas. Therefore, vaporized ammonia can be sent from the mixer 20 to the combustor 13 before the amount of heat input to the combustor 13 reaches the heat amount threshold. Therefore, the evaporation of ammonia within the combustor 13 is suppressed, and the discharge of unburned ammonia and nitrous oxide (N 2 O) is suppressed.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1D according to a fourth modification. As shown in FIG. 8, a gas turbine system 1D according to the fourth modification differs from the gas turbine system 1 described above in that a first heat exchanger 21 is further provided.
  • the gas turbine system 1D includes a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, an ammonia autothermal decomposition device 17, a controller 18, a first heat An exchanger 21, a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10D.
  • a fifth flow control valve 205 which will be described later, is also included in the combustion device 10D.
  • a flow path 111 is provided in addition to the flow path 105 as a flow path connecting the ammonia tank 14 and the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • channel 111 is connected to the downstream end of channel 103 .
  • the flow path 111 is connected to the inlet 17c3 of the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • ammonia can be supplied from the ammonia tank 14 to the inlet 17 c 3 of the ammonia autothermal decomposition device 17 through the flow paths 103 and 111 .
  • the channel 111 is also called the first channel 111 .
  • the channel 105 is also called a second channel 105 .
  • a fifth flow control valve 205 is provided in the first flow path 111 .
  • the fifth flow control valve 205 controls the flow rate of ammonia flowing through the first flow path 111 . That is, the fifth flow control valve 205 adjusts the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 through the first flow path 111 to the ammonia autothermal decomposition device 17 . By adjusting the opening degree of the fifth flow control valve 205, the amount of ammonia supplied from the ammonia tank 14 through the first flow path 111 to the ammonia autothermal decomposition device 17 is adjusted.
  • the first flow path 111 passes through the first heat exchanger 21 .
  • the downstream side of the fifth flow control valve 205 in the first flow path 111 passes through the first heat exchanger 21 .
  • the first heat exchanger 21 is provided in a flow path 107 that connects the ammonia autothermal decomposition device 17 and the combustor 13 . That is, heat exchange is possible between the ammonia in the first flow path 111 and the cracked gas in the flow path 107 .
  • the liquid ammonia flowing through the first flow path 111 is heated by the cracked gas in the first heat exchanger 21 and vaporized. Then, the vaporized ammonia is sent to the inlet 17c3 of the ammonia autothermal decomposition device 17 through the first flow path 111.
  • the inlet 17c3 is provided with a nozzle for injecting gaseous ammonia. Ammonia is injected into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the nozzle.
  • the second flow path 105 bypasses the first heat exchanger 21 . That is, the second flow path 105 does not pass through the first heat exchanger 21 . Therefore, liquid ammonia is sent to the inlet 17c1 of the ammonia autothermal cracker 17 through the second flow path 105. As shown in FIG.
  • the inlet 17c1 is provided with a nozzle for spraying liquid ammonia as described above. Ammonia is sprayed into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the nozzle.
  • a temperature sensor 403 is provided downstream of the first heat exchanger 21 in the flow path 107 .
  • the temperature sensor 403 detects the temperature of the cracked gas downstream of the first heat exchanger 21 in the flow path 107 .
  • the temperature sensor 403 is arranged near the first heat exchanger 21, for example.
  • FIG. 9 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system 1D.
  • the processing flow shown in FIG. 9 is performed by the control device 18 .
  • the processing flow shown in FIG. 9 is executed, like the processing flow shown in FIG. 2, when the conditions for starting the gas turbine system 1D are satisfied.
  • step S103 is omitted, and steps S401, S402, and S403 are added after step S102 and before step S104. is different.
  • step S401 the control device 18 starts supplying ammonia to the ammonia autothermal decomposition device 17 using the second flow path 105. Specifically, the control device 18 drives the pump 15 to open the closed second flow control valve 202 . Thereby, liquid ammonia is sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the second flow path 105 and supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the inlet 17c1 of the ammonia autothermal decomposition device 17 . Therefore, cracked gas is generated in the ammonia autothermal cracker 17 . The generated cracked gas is sent to the combustor 13 .
  • step S402 the control device 18 determines whether the temperature of the cracked gas passing through the first heat exchanger 21 has exceeded the temperature threshold.
  • the temperature threshold is an index for determining whether the temperature of the cracked gas is high enough to vaporize ammonia in the first heat exchanger 21 .
  • the detection result of the temperature sensor 403 is used as the temperature of the cracked gas passing through the first heat exchanger 21, for example.
  • step S402 When it is determined that the temperature of the cracked gas passing through the first heat exchanger 21 exceeds the temperature threshold (YES in step S402), the controller 18 decomposes ammonia in the first heat exchanger 21 to an extent that it can be vaporized. It is determined that the temperature of the gas is high, and the process proceeds to step S403. On the other hand, if it is determined that the temperature of the cracked gas passing through the first heat exchanger 21 does not exceed the temperature threshold (NO in step S402), the process proceeds to step S104 without performing step S403.
  • step S402 the control device 18 switches the ammonia supply route to the ammonia autothermal decomposition device 17 to the first flow path 111 in step S403. Specifically, the control device 18 closes the second flow control valve 202 and opens the closed fifth flow control valve 205 . As a result, liquid ammonia is sent from the ammonia tank 14 to the first flow path 111 and heated by the cracked gas in the first heat exchanger 21 to be vaporized. Then, the vaporized ammonia is sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the first flow path 111 and supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the inlet 17c3.
  • step S104 the control device 18 determines whether or not the amount of heat input to the combustor 13 has exceeded the reference amount of heat. If it is determined YES in step S104, the process proceeds to step S105 as in the processing flow shown in FIG. On the other hand, if NO is determined in step S104, the process returns to step S402.
  • the first heat exchanger 21 is provided in the flow path 107 connecting the ammonia autothermal decomposition device 17 and the combustor 13, and the first flow path 111 serves as the first heat exchanger. passes through vessel 21; Thereby, in the first heat exchanger 21, the liquid ammonia can be heated and vaporized by the cracked gas. Therefore, after the temperature of the cracked gas passing through the first heat exchanger 21 exceeds the temperature threshold, the vaporized ammonia can be supplied to the ammonia autothermal cracker 17 via the first flow path 111 . Therefore, in the ammonia autothermal decomposition device 17, ammonia can be burned and decomposed without vaporizing the ammonia. Therefore, in the reaction in the ammonia autothermal decomposition device 17, the energy efficiency is improved by the amount that the heat of vaporization of ammonia is unnecessary.
  • the second flow path 105 may be omitted from the configuration of the gas turbine system 1D.
  • there are two situations a situation in which liquid ammonia passes through the inlet 17c3 of the ammonia autothermal decomposition device 17 and a situation in which gaseous ammonia passes. Therefore, both when the inlet 17c3 is provided with a liquid spray nozzle and when the inlet 17c3 is provided with a gas injection nozzle, the pressure loss in the first flow path 111 increases.
  • a second flow path 105 that bypasses the first heat exchanger 21 is further provided.
  • ammonia autothermal decomposition device 17 when liquid ammonia is supplied to the ammonia autothermal decomposition device 17, the ammonia is supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the liquid spray nozzle provided at the inlet 17c1.
  • gaseous ammonia is supplied to the ammonia autothermal decomposition device 17
  • ammonia is supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from a gas injection nozzle provided at the inlet 17c3. Therefore, an increase in pressure loss in the first flow path 111 is suppressed.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1E according to a fifth modified example. As shown in FIG. 10, in the gas turbine system 1E according to the fifth modification, the second flow path 105 is omitted and the first flow path 111 is branched compared to the gas turbine system 1D described above. Points are different.
  • the gas turbine system 1E includes a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, an ammonia autothermal decomposition device 17, a control device 18, a first heat
  • the exchanger 21, the first flow control valve 201, the fifth flow control valve 205, and the air flow control valve 301 are included in the combustion device 10E.
  • a switching valve 22, which will be described later, is also included in the combustion device 10E.
  • the first flow path 111 branches into a first branch 111a and a second branch 111b on the ammonia autothermal decomposition device 17 side of the first heat exchanger 21.
  • the first branch 111 a is connected to the inlet 17 c 1 of the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • the second branch 111 b is connected to the inlet 17 c 3 of the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • Ammonia sent from the ammonia tank 14 to the first flow path 111 is sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the first branched path 111a or the second branched path 111b.
  • the first flow path 111 is provided with a switching valve 22 that switches the ammonia supply path between the first branched path 111a and the second branched path 111b.
  • the switching valve 22 is provided at a branching portion between the first branched passage 111a and the second branched passage 111b.
  • the switching valve 22 is controlled by the controller 18 .
  • a pressure sensor 404 is provided on the upstream side of the switching valve 22 in the first flow path 111 .
  • the pressure sensor 404 detects pressure on the upstream side of the switching valve 22 in the first flow path 111 .
  • a pressure sensor 405 is provided in the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • a pressure sensor 405 detects the pressure inside the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of the flow of processing relating to startup of the gas turbine system 1E.
  • the processing flow shown in FIG. 11 is performed by the control device 18 .
  • the processing flow shown in FIG. 11 is executed, like the processing flow shown in FIG. 2, when the conditions for starting the gas turbine system 1E are satisfied.
  • step S103 is omitted, and steps S501, S502, and S503 are added after step S102 and before step S104. is different.
  • step S501 the control device 18 starts supplying ammonia to the ammonia autothermal decomposition device 17 using the first branch 111a.
  • the control device 18 controls the switching valve 22 so that the ammonia sent to the first flow path 111 passes through the first branched path 111a.
  • the controller 18 drives the pump 15 to open the closed fifth flow control valve 205 . Thereby, liquid ammonia is sent to the first channel 111 .
  • ammonia is not decomposed in the ammonia autothermal decomposition device 17 , so ammonia passing through the first flow path 111 is not heated in the first heat exchanger 21 .
  • ammonia passing through the first flow path 111 in the first heat exchanger 21 is not heated to the extent that it is vaporized within a certain period of time. .
  • the liquid ammonia is sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the first branch passage 111a and supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the inlet 17c1 of the ammonia autothermal decomposition device 17. Therefore, cracked gas is generated in the ammonia autothermal cracker 17 . The generated cracked gas is sent to the combustor 13 .
  • step S502 the control device 18 determines whether or not the pressure loss in the first flow path 111 has exceeded a reference value.
  • the control device 18 estimates the pressure loss in the first flow path 111, for example, based on the difference between the pressure in the first flow path 111 on the upstream side of the switching valve 22 and the pressure in the ammonia autothermal decomposition device 17. be able to. Note that the pressure in the combustor 13 or the like may be used instead of the pressure in the ammonia autothermal decomposition device 17 for estimating the pressure loss in the first flow path 111 .
  • the reference value is an index for determining whether the temperature of the cracked gas is high enough to vaporize ammonia in the first heat exchanger 21 .
  • the control device 18 can determine that the temperature of the cracked gas is high enough to vaporize ammonia in the first heat exchanger 21 .
  • step S502 When it is determined that the pressure loss in the first flow path 111 exceeds the reference value (YES in step S502), the control device 18 determines that the temperature of the cracked gas is high enough to vaporize ammonia in the first heat exchanger 21. It judges that it is high, and progresses to step S503. On the other hand, if it is determined that the pressure loss in the first flow path 111 does not exceed the reference value (NO in step S502), the process proceeds to step S104 without performing step S503.
  • step S503 the control device 18 switches the ammonia supply route to the ammonia autothermal decomposition device 17 to the second branch passage 111b. Specifically, the control device 18 controls the switching valve 22 so that the ammonia sent to the first channel 111 passes through the second branch channel 111b. At this time, the ammonia passing through the first flow path 111 is heated by the cracked gas in the first heat exchanger 21 and vaporized. Then, the vaporized ammonia is sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the second branch passage 111b and supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the inlet 17c3.
  • step S503 the process proceeds to step S104, and the control device 18 determines whether or not the amount of heat input to the combustor 13 has exceeded the reference amount of heat. If it is determined YES in step S104, the process proceeds to step S105 as in the processing flow shown in FIG. On the other hand, if NO is determined in step S104, the process returns to step S502.
  • the first heat exchanger 21 is provided in the passage 107 connecting the ammonia autothermal decomposition device 17 and the combustor 13, and the first passage 111 serves as the first heat exchanger. passes through vessel 21; Accordingly, as in the gas turbine system 1D described above, by supplying vaporized ammonia to the ammonia autothermal decomposition device 17 through the first flow path 111, the reaction in the ammonia autothermal decomposition device 17 causes ammonia to The energy efficiency can be improved by the amount that the heat of vaporization is unnecessary.
  • the first flow path 111 branches into a first branched path 111a and a second branched path 111b. They are connected to inlets 17c1 and 17c3, respectively. Therefore, when liquid ammonia is supplied to the ammonia autothermal decomposition device 17, the ammonia is supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from the liquid spray nozzle provided at the inlet 17c1. When gaseous ammonia is supplied to the ammonia autothermal decomposition device 17, ammonia is supplied into the ammonia autothermal decomposition device 17 from a gas injection nozzle provided at the inlet 17c3. Therefore, an increase in pressure loss in the first flow path 111 is suppressed.
  • switching of the ammonia supply path in the first flow path 111 may be performed by a mechanism other than the switching valve 22 .
  • an on-off valve capable of opening and closing the flow path may be provided in each of the first branched path 111a and the second branched path 111b.
  • the ammonia supply path in the first flow path 111 is switched to the first branch 111a.
  • the ammonia supply path in the first flow path 111 is switched to the second branch 111b.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1F according to a sixth modification. As shown in FIG. 12, in the gas turbine system 1F according to the sixth modification, compared with the gas turbine system 1 described above, the ammonia tank 14, the air supply source 16, and the ammonia autothermal cracking device 17 are provided. Connection relationship is different.
  • the combustor 13 the ammonia tank 14, the pump 15, the air supply source 16, the ammonia autothermal decomposition device 17, the controller 18, the first flow rate A control valve 201 and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10F.
  • the ammonia tank 14 is connected to the inlet 17c2 of the ammonia autothermal cracker 17 via the air supply source 16.
  • ammonia tank 14 is connected to air supply source 16 via flow path 103 and flow path 112 .
  • the channel 112 is connected to the downstream end of the channel 103 .
  • Liquid ammonia is supplied from the ammonia tank 14 to the air supply source 16 via the flow path 103 and the flow path 112 .
  • Ammonia supplied to the air supply source 16 is sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 together with air through the flow path 106 .
  • the ammonia tank 14 is connected via the air supply source 16 to the inlet 17c2 of the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • the air supply 16 is thereby cooled by the ammonia supplied from the ammonia tank 14 .
  • a plurality of compressors arranged in multiple stages may be used as the air supply source 16 .
  • the air sequentially circulates through a plurality of compressors arranged in series. Compression power in each compressor can be reduced by arranging a plurality of compressors in multiple stages.
  • Ammonia supplied from the ammonia tank 14 cools, for example, the intermediate stage compressor. Since the ammonia sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 is heated by the air supply source 16, the heater 17a may be unnecessary.
  • the processing related to starting the gas turbine system 1F is almost the same as the processing related to starting the gas turbine system 1 described above, so the description is omitted.
  • the gas turbine system 1F when the gas turbine system 1F is started, it differs from the gas turbine system 1 described above in that ammonia is supplied to the ammonia autothermal decomposition device 17 by the air flow control valve 301 .
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1G according to a seventh modification. As shown in FIG. 13, the gas turbine system 1G according to the seventh modification differs from the gas turbine system 1 described above in that a second heat exchanger 23 is further provided.
  • the gas turbine system 1G includes a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, an ammonia autothermal decomposition device 17, a control device 18, a second heat An exchanger 23, a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10F.
  • a second heat exchanger 23 is provided in the air supply source 16 .
  • a flow path 105 connecting the ammonia tank 14 and the ammonia autothermal decomposition device 17 passes through the second heat exchanger 23 .
  • Heat can be exchanged between the ammonia in the flow path 105 and the air supply source 16 in a state where the flow path 105 and the internal space of the air supply source 16 are not communicated with each other.
  • the air supply source 16 is cooled by the ammonia flowing through the flow path 105 in the second heat exchanger 23 .
  • the intermediate stage compressor is cooled in the second heat exchanger 23 . Since the ammonia sent to the ammonia autothermal decomposition device 17 is heated by the air supply source 16, the heater 17a may be unnecessary.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of a gas turbine system 1H according to an eighth modified example. As shown in FIG. 14, the gas turbine system 1H according to the eighth modification differs from the gas turbine system 1 described above in that an air tank 24 is further provided.
  • the gas turbine system 1H includes a combustor 13, an ammonia tank 14, a pump 15, an air supply source 16, an ammonia autothermal decomposition device 17, a control device 18, and an air tank 24. , a first flow control valve 201, a second flow control valve 202, and an air flow control valve 301 are included in the combustion device 10H.
  • the air tank 24 stores air.
  • the air tank 24 is provided downstream of the air supply source 16 and upstream of the air flow control valve 301 in the flow path 106 . That is, the air supply source 16 is connected to the inlet 17c2 of the ammonia autothermal decomposition device 17 via the air tank 24.
  • air can be stored in the air tank 24 by driving the air supply source 16 during operation of the gas turbine system 1H. Therefore, when starting up the gas turbine system 1H, even if the power for driving the air supply source 16 is insufficient due to a power failure or the like, the air stored in the air tank 24 is used to power the gas turbine system 1H. 1H can be activated.
  • the rotational power generated by the supercharger 11 is used as energy for driving the generator 12 in the gas turbine systems 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, and 1H. did.
  • the rotational power generated by the supercharger 11 may be used for other purposes (for example, for driving a moving object such as a ship). etc.).
  • combustion devices 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, and 10H are used in the gas turbine system.
  • the combustion devices 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, and 10H are devices other than gas turbine systems (for example, industrial systems that use energy recovered from exhaust heat or the like for combustion in combustors). furnace, etc.).
  • liquid ammonia is supplied to the combustor 13 and the ammonia autothermal cracker 17 in the gas turbine systems 1, 1A, 1B, 1C, 1F, 1G, and 1H has been described above.
  • gaseous ammonia may be supplied to the combustor 13 and the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • a vaporizer may be provided downstream from the pump 15 , and the ammonia may be vaporized by the vaporizer and then supplied to the combustor 13 or the ammonia autothermal decomposition device 17 .
  • an accumulator may be provided downstream of the vaporizer.
  • the vaporizer and the accumulator may be provided in the flow path 103 or may be provided in each flow path connected to the downstream end of the flow path 103 .
  • ammonia decomposition catalyst 19 is additionally provided in the intake passage 101 or the exhaust passage 102 with respect to the gas turbine system 1 have been described above.
  • the ammonia decomposition catalyst 19 may be additionally provided in the intake passage 101 or the exhaust passage 102 for the gas turbine systems 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, and 1H.
  • the gas turbine system 1C in which the mixer 20 connected to the ammonia tank 14 is additionally provided with respect to the gas turbine system 1, has been described.
  • a mixer 20 connected to the ammonia tank 14 may be additionally provided for the gas turbine systems 1A, 1B, 1D, 1E, 1F, 1G, and 1H.
  • the first heat exchanger 21 is additionally provided to the gas turbine system 1, and at least the first flow path 111 is provided as a flow path connecting the ammonia tank 14 and the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • a gas turbine system 1D, 1E has been described.
  • the gas turbine systems 1A, 1B, 1C, 1F, 1G, and 1H are additionally provided with a first heat exchanger 21 as a flow path connecting the ammonia tank 14 and the ammonia autothermal decomposition device 17.
  • At least the first channel 111 may be provided.
  • the gas turbine system 1F in which the ammonia tank 14 is connected to the inlet 17c2 of the ammonia autothermal cracker 17 via the air supply source 16 has been described above. However, for the gas turbine systems 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1H, the ammonia tank 14 may be connected to the inlet 17c2 of the ammonia autothermal decomposition device 17 via the air supply source 16. .
  • the gas turbine system 1 is additionally provided with the second heat exchanger 23 , and the flow path connecting the ammonia tank 14 and the ammonia autothermal decomposition device 17 passes through the second heat exchanger 23 .
  • a gas turbine system 1G has been described.
  • a second heat exchanger 23 is additionally provided for the gas turbine systems 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, and 1H, and a flow path connecting the ammonia tank 14 and the ammonia autothermal decomposition device 17 is provided. It may pass through the second heat exchanger 23 .
  • the gas turbine system 1H in which the air tank 24 is additionally provided to the gas turbine system 1 has been described above.
  • the air tank 24 may be additionally provided for the gas turbine systems 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, and 1G.
  • Gas turbine system 1A Gas turbine system 1B: Gas turbine system 1C: Gas turbine system 1D: Gas turbine system 1E: Gas turbine system 1F: Gas turbine system 1G: Gas turbine system 1H: Gas turbine system 10: Combustion device 10A : Combustion device 10B: Combustion device 10C: Combustion device 10D: Combustion device 10E: Combustion device 10F: Combustion device 10G: Combustion device 10H: Combustion device 13: Combustor 14: Ammonia tank 16: Air supply source 17: Ammonia autothermal decomposition Device 17c1: inlet 17c2: inlet 17c3: inlet 17d: outlet 19: ammonia decomposition catalyst 20: mixer 21: first heat exchanger 23: second heat exchanger 24: air tank 101: intake flow path 102: exhaust flow path 105: second flow path 106: flow path 107: flow path 111: first flow path 111a: first branch path 111b: second branch path

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

燃焼装置１０は、アンモニアタンク１４と、アンモニアタンク１４と接続される燃焼器１３と、空気供給源１６と、入口１７ｃ１、１７ｃ２がアンモニアタンク１４および空気供給源１６と接続され、出口１７ｄが燃焼器１３と接続されるアンモニア自己熱分解装置１７と、を備える。

Description

燃焼装置およびガスタービンシステム
　本開示は、燃焼装置およびガスタービンシステムに関する。本出願は２０２１年４月１４日に提出された日本特許出願第２０２１－０６８６５０号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。
　燃焼器で燃料を燃焼させることによって動力を得るガスタービンシステムが利用されている。ガスタービンシステムとして、例えば、特許文献１に開示されているように、アンモニアを燃料として用いるものがある。アンモニアを燃料として用いることによって、二酸化炭素の排出が抑制される。
特開２０１６－１９１５０７号公報
　アンモニアは、他の燃料と比べると燃焼しにくく、難燃性を有する。ゆえに、アンモニアが燃料として用いられる燃焼器では、点火が失敗する場合があった。また、点火が成功した場合であっても、一部の燃料が燃焼せずに排出されるおそれがあった。
　本開示の目的は、アンモニアが燃料として用いられる燃焼器における燃焼性を向上させることが可能な燃焼装置およびガスタービンシステムを提供することである。
　上記課題を解決するために、本開示の燃焼装置は、アンモニアタンクと、アンモニアタンクと接続される燃焼器と、空気供給源と、入口がアンモニアタンクおよび空気供給源と接続され、出口が燃焼器と接続されるアンモニア自己熱分解装置と、を備える。
　燃焼器と接続される吸気流路および排気流路と、吸気流路または排気流路に設けられ、アンモニアタンクおよび燃焼器と接続されるアンモニア分解触媒と、をさらに備えてもよい。
　アンモニア自己熱分解装置と燃焼器とを接続する流路には、混合器が設けられ、混合器は、アンモニアタンクと接続されてもよい。
　アンモニア自己熱分解装置と燃焼器とを接続する流路には、第１熱交換器が設けられ、アンモニアタンクとアンモニア自己熱分解装置とを接続する流路は、第１熱交換器を通過する第１流路を含んでもよい。
　アンモニアタンクとアンモニア自己熱分解装置とを接続する流路は、第１熱交換器を迂回する第２流路をさらに含んでもよい。
　第１流路は、第１熱交換器よりもアンモニア自己熱分解装置側において、第１分岐路と第２分岐路とに分岐し、第１分岐路および第２分岐路が、アンモニア自己熱分解装置の入口とそれぞれ接続されてもよい。
　アンモニアタンクは、空気供給源を介してアンモニア自己熱分解装置の入口と接続されてもよい。
　空気供給源には、第２熱交換器が設けられ、アンモニアタンクとアンモニア自己熱分解装置とを接続する流路は、第２熱交換器を通過してもよい。
　空気供給源は、空気タンクを介してアンモニア自己熱分解装置の入口と接続されてもよい。
　上記課題を解決するために、本開示のガスタービンシステムは、上記の燃焼装置を備える。
　本開示によれば、アンモニアが燃料として用いられる燃焼器における燃焼性を向上させることができる。
図１は、本開示の実施形態に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図２は、本開示の実施形態に係るガスタービンシステムの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図３は、第１の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図４は、第１の変形例に係るガスタービンシステムの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図５は、第２の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図６は、第３の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図７は、第３の変形例に係るガスタービンシステムの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８は、第４の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図９は、第４の変形例に係るガスタービンシステムの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０は、第５の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図１１は、第５の変形例に係るガスタービンシステムの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１２は、第６の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図１３は、第７の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。 図１４は、第８の変形例に係るガスタービンシステムの構成を示す模式図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、本実施形態に係るガスタービンシステム１の構成を示す模式図である。図１に示すように、ガスタービンシステム１は、過給機１１と、発電機１２と、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８とを備える。
　ガスタービンシステム１のうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８とが、燃焼装置１０に含まれる。なお、後述する第１流量制御弁２０１、第２流量制御弁２０２および空気流量制御弁３０１も燃焼装置１０に含まれる。
　過給機１１は、圧縮機１１ａとタービン１１ｂとを有する。圧縮機１１ａおよびタービン１１ｂは、一体として回転する。圧縮機１１ａとタービン１１ｂとは、シャフトによって連結されている。
　圧縮機１１ａは、燃焼器１３と接続される吸気流路１０１に設けられている。吸気流路１０１には、燃焼器１３に供給される空気が流通する。吸気流路１０１の上流側の端部には、空気が外部から取り込まれる不図示の吸気口が設けられる。吸気口から取り込まれた空気は、圧縮機１１ａを通過して、燃焼器１３に送られる。圧縮機１１ａは、空気を圧縮して下流側に吐出する。
　タービン１１ｂは、燃焼器１３と接続される排気流路１０２に設けられている。排気流路１０２には、燃焼器１３から排出された排気ガスが流通する。排気流路１０２の下流側の端部には、排気ガスが外部に排出される不図示の排気口が設けられる。燃焼器１３から排出された排気ガスは、タービン１１ｂを通過して、排気口に送られる。タービン１１ｂは、排気ガスによって回されることによって、回転動力を生成する。
　発電機１２は、過給機１１と接続される。発電機１２は、過給機１１によって生成された回転動力を用いて発電する。
　燃焼器１３では、主にアンモニアが燃料として用いられ、燃焼が行われる。なお、後述するように、ガスタービンシステム１の起動時等には、アンモニア自己熱分解装置１７から供給される分解ガスも燃料として用いられる。
　燃焼器１３は、図示しない燃焼室を有する。燃焼器１３の燃焼室には、圧縮機１１ａにより圧縮された空気が吸気流路１０１から供給される。燃焼器１３の燃焼室には、燃料が供給される。例えば、燃焼器１３の燃焼室には、液体のアンモニアがアンモニアタンク１４から燃料として供給され、噴霧される。燃焼器１３の燃焼室において、燃料と空気を含む混合気が生成される。燃焼器１３の燃焼室内での燃焼により生じた排気ガスは、排気流路１０２に排出される。
　アンモニアタンク１４には、液体のアンモニアが貯蔵される。アンモニアタンク１４は、燃焼器１３およびアンモニア自己熱分解装置１７とそれぞれ接続される。それにより、アンモニアタンク１４から燃焼器１３およびアンモニア自己熱分解装置１７の各々へアンモニアが供給可能となる。
　アンモニアタンク１４には、流路１０３が接続されている。流路１０３の下流側の端部に、流路１０４および流路１０５がそれぞれ接続されている。流路１０４は、燃焼器１３と接続されている。つまり、アンモニアタンク１４は、流路１０３および流路１０４を介して燃焼器１３と接続される。アンモニアタンク１４から流路１０３および流路１０４を介して燃焼器１３の燃焼室に液体のアンモニアが供給される。流路１０５は、アンモニア自己熱分解装置１７と接続されている。つまり、アンモニアタンク１４は、流路１０３および流路１０５を介してアンモニア自己熱分解装置１７と接続される。アンモニアタンク１４から流路１０３および流路１０５を介してアンモニア自己熱分解装置１７に液体のアンモニアが供給される。
　流路１０３には、ポンプ１５が設けられている。ポンプ１５は、アンモニアタンク１４から供給されるアンモニアを下流側に送出する。ポンプ１５により送出されたアンモニアは、流路１０３を通過して、流路１０４および流路１０５に送られる。
　流路１０４には、第１流量制御弁２０１が設けられている。第１流量制御弁２０１は、流路１０４を流通するアンモニアの流量を制御する。つまり、第１流量制御弁２０１は、アンモニアタンク１４から燃焼器１３へのアンモニアの供給量を調整する。第１流量制御弁２０１の開度が調整されることによって、アンモニアタンク１４から燃焼器１３へのアンモニアの供給量が調整される。
　流路１０５には、第２流量制御弁２０２が設けられている。第２流量制御弁２０２は、流路１０５を流通するアンモニアの流量を制御する。つまり、第２流量制御弁２０２は、アンモニアタンク１４からアンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給量を調整する。第２流量制御弁２０２の開度が調整されることによって、アンモニアタンク１４からアンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給量が調整される。
　空気供給源１６は、空気を供給する供給源である。空気供給源１６は、例えば、外気を圧縮して吐出する圧縮機である。空気供給源１６は、流路１０６を介して、アンモニア自己熱分解装置１７と接続されている。空気供給源１６から流路１０６を介してアンモニア自己熱分解装置１７に空気が供給される。
　流路１０６には、空気流量制御弁３０１が設けられている。空気流量制御弁３０１は、流路１０６を流通する空気の流量を制御する。つまり、空気流量制御弁３０１は、空気供給源１６からアンモニア自己熱分解装置１７への空気の供給量を調整する。空気流量制御弁３０１の開度が調整されることによって、空気供給源１６からアンモニア自己熱分解装置１７への空気の供給量が調整される。
　アンモニア自己熱分解装置１７は、アンモニアの一部を燃焼させ、燃焼による熱によって残りのアンモニアを分解する。アンモニア自己熱分解装置１７は、オートサーマルリアクタとも呼ばれる。アンモニア自己熱分解装置１７は、ヒータ１７ａと、触媒１７ｂとを有する。ヒータ１７ａは、アンモニア自己熱分解装置１７内を加熱する。触媒１７ｂは、アンモニアの燃焼および分解を促進させる。アンモニア自己熱分解装置１７には、触媒１７ｂの温度を検出する温度センサ４０１が設けられている。アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１に、流路１０５を介してアンモニアタンク１４が接続されている。アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ２に、流路１０６を介して空気供給源１６が接続されている。アンモニア自己熱分解装置１７の出口１７ｄに、流路１０７を介して燃焼器１３が接続されている。
　アンモニア自己熱分解装置１７内には、入口１７ｃ１を介してアンモニアが供給される。入口１７ｃ１には、液体のアンモニアを噴霧するノズルが設けられている。当該ノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが噴霧される。アンモニア自己熱分解装置１７内には、入口１７ｃ２を介して空気が供給される。アンモニア自己熱分解装置１７内に供給されたアンモニアおよび空気は、ヒータ１７ａにより加熱される。それにより、アンモニアは気化する。そして、触媒１７ｂ内において、アンモニアの一部が燃焼する。この時に発生する熱によって、残りのアンモニアが水素および窒素に分解される。
　アンモニアの分解により生じる分解ガスは、水素および窒素を含む。アンモニア自己熱分解装置１７内で生じた分解ガスは、アンモニア自己熱分解装置１７の出口１７ｄから排出される。出口１７ｄから排出された分解ガスは、流路１０７を通って、燃焼器１３の燃焼室に送られる。なお、分解ガスには、水素および窒素の他に、分解されなかったアンモニア等が含まれていてもよい。
　制御装置１８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含み、ガスタービンシステム１全体を制御する。例えば、制御装置１８は、ポンプ１５、ヒータ１７ａ、第１流量制御弁２０１、第２流量制御弁２０２および空気流量制御弁３０１を制御する。また、制御装置１８は、温度センサ４０１から検出結果を取得する。
　図２は、ガスタービンシステム１の起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図２に示す処理フローは、制御装置１８によって行われる。図２に示す処理フローは、ガスタービンシステム１の起動条件が満たされた場合に実行される。起動条件は、例えば、ガスタービンシステム１を起動させる入力操作がユーザによって行われたこと等である。
　図２に示す処理フローが開始すると、ステップＳ１０１において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７のヒータ１７ａを起動する。次に、ステップＳ１０２において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７への空気の供給を開始する。具体的には、制御装置１８は、閉じている空気流量制御弁３０１を開弁させる。次に、ステップＳ１０３において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給を開始する。具体的には、制御装置１８は、ポンプ１５を駆動させ、閉じている第２流量制御弁２０２を開弁させる。
　上記のように、アンモニア自己熱分解装置１７にアンモニアおよび空気が供給されることによって、アンモニア自己熱分解装置１７で分解ガスが生成される。そして、生成された分解ガスが燃焼器１３に送られる。燃焼器１３では、図示しない点火装置によって点火が行われる。このように、ガスタービンシステム１の起動時には、燃焼器１３へ分解ガスが供給されている状態で点火が行われる。つまり、分解ガスが点火用の燃料として用いられる。分解ガスに含まれる水素は、アンモニアと異なり、燃焼しやすいので、点火されやすい。ゆえに、点火の失敗が抑制され、点火の確実性が向上される。
　次に、ステップＳ１０４において、制御装置１８は、燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えたか否かを判定する。燃焼器１３への投入熱量は、燃焼器１３に投入される燃料が燃焼することによって生じる熱量である。制御装置１８は、例えば、燃焼器１３への燃料の供給量に基づいて、燃焼器１３への投入熱量を見積もることができる。基準熱量は、燃焼器１３へのアンモニアの供給を開始したとしても燃焼器１３における燃焼性が所定の水準以上に維持される程度の値に設定される。所定の水準は、一部のアンモニアが燃焼しない状況の発生が抑制される程度の水準である。
　燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えたと判定された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳの場合）、制御装置１８は、燃焼器１３へのアンモニアの供給を開始したとしても燃焼器１３における燃焼性が所定の水準以上に維持されると判断し、ステップＳ１０５に進む。一方、燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えていないと判定された場合（ステップＳ１０４でＮＯの場合）、制御装置１８は、燃焼器１３へのアンモニアの供給を開始すると燃焼器１３における燃焼性が所定の水準を下回ってしまうと判断し、ステップＳ１０４が繰り返される。
　ステップＳ１０４でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ１０５において、制御装置１８は、アンモニアタンク１４から燃焼器１３へのアンモニアの供給を許可し、図２に示す処理フローは終了する。ステップＳ１０５では、具体的には、制御装置１８は、ガスタービンシステム１の要求出力が基準出力以上である場合、アンモニアタンク１４から燃焼器１３へのアンモニアの供給を開始する。この場合、制御装置１８は、閉じている第１流量制御弁２０１を開弁させる。それにより、アンモニアを燃料として用いた燃焼が開始される。なお、ガスタービンシステム１の要求出力が基準出力より小さい場合、アンモニアタンク１４から燃焼器１３へのアンモニアの供給は不要となる。
　ガスタービンシステム１では、燃焼器１３に分解ガスが供給されており、燃焼性が所定の水準以上に維持された状態で、アンモニアを燃料として用いた燃焼が開始される。つまり、分解ガスが助燃用の燃料として用いられる。それにより、一部のアンモニアが燃焼しない状況の発生が抑制される。なお、燃焼器１３へのアンモニアの供給の開始後において、制御装置１８は、燃焼器１３への分解ガスの供給を継続してもよく、停止してもよい。燃焼器１３への分解ガスの供給を停止する場合、制御装置１８は、ヒータ１７ａを停止し、アンモニア自己熱分解装置１７への空気およびアンモニアの供給を停止する。
　なお、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７内での吸熱反応と発熱反応のバランスが取れ、アンモニア自己熱分解装置１７内の状態が熱平衡状態に近い状態となったら、ヒータ１７ａを停止してもよい。アンモニアが分解される反応が吸熱反応に相当する。アンモニアが燃焼する反応が発熱反応に相当する。例えば、制御装置１８は、触媒１７ｂの温度が所定温度に達した場合に、アンモニア自己熱分解装置１７内の状態が熱平衡状態に近い状態となったと判断し、ヒータ１７ａを停止してもよい。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１では、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１、１７ｃ２がアンモニアタンク１４および空気供給源１６と接続される。アンモニア自己熱分解装置１７の出口１７ｄが燃焼器１３と接続される。それにより、ガスタービンシステム１の起動時に、アンモニア自己熱分解装置１７にアンモニアおよび空気を供給することによって、アンモニア自己熱分解装置１７に分解ガスを生成させ、燃焼器１３において分解ガスを用いて点火を行うことができる。ゆえに、点火の失敗を抑制し、点火の確実性を向上させることができる。また、点火後において、分解ガスを助燃用の燃料として用いることもできる。よって、燃焼器１３における燃焼性を向上させることができる。
　特に、ガスタービンシステム１では、アンモニア自己熱分解装置１７を利用して分解ガスが生成されるので、他の方法で分解ガスが生成される場合と比べ、ガスタービンシステム１を迅速に起動させることができる。他の方法としては、例えば、図３または図５を参照して後述するように、吸気流路１０１または排気流路１０２に設けられるアンモニア分解触媒１９にアンモニアを供給することによって分解ガスを生成する方法がある。仮に、ガスタービンシステム１の起動時に、この方法により生成される分解ガスを燃焼器１３に供給する場合、アンモニアの分解が活発に行われる状態となる程度の温度までアンモニア分解触媒１９を加熱する必要がある。それにより、分解ガスの生成が開始するまでに時間がかかる。一方、本実施形態では、アンモニア自己熱分解装置１７において、一部のアンモニアの燃焼により生じる熱を利用して、アンモニアの分解が行われる。ゆえに、分解ガスの生成が開始するまでにかかる時間を短縮できるので、ガスタービンシステム１を迅速に起動させることができる。
　以下、図３～図１４を参照して、各変形例に係るガスタービンシステムについて説明する。
　図３は、第１の変形例に係るガスタービンシステム１Ａの構成を示す模式図である。図３に示すように、第１の変形例に係るガスタービンシステム１Ａでは、上述したガスタービンシステム１と比較して、アンモニア分解触媒１９がさらに設けられる点が異なる。
　第１の変形例では、ガスタービンシステム１Ａのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、アンモニア分解触媒１９と、第１流量制御弁２０１と、第２流量制御弁２０２と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ａに含まれる。なお、後述する第３流量制御弁２０３も燃焼装置１０Ａに含まれる。
　アンモニア分解触媒１９は、アンモニアを分解し、分解ガスを生成する触媒である。アンモニア分解触媒１９は、アンモニアを水素および窒素に分解する。つまり、分解ガスは、水素および窒素を含む。なお、分解ガスには、水素および窒素の他に、分解されなかったアンモニアが含まれていてもよい。
　アンモニア分解触媒１９は、流路１０３および流路１０８を介してアンモニアタンク１４と接続されている。流路１０８は、流路１０３の下流側の端部に接続されている。アンモニアタンク１４から流路１０３および流路１０８を介してアンモニア分解触媒１９に液体のアンモニアが供給される。
　流路１０８には、第３流量制御弁２０３が設けられている。第３流量制御弁２０３は、流路１０８を流通するアンモニアの流量を制御する。つまり、第３流量制御弁２０３は、アンモニアタンク１４からアンモニア分解触媒１９へのアンモニアの供給量を調整する。第３流量制御弁２０３の開度が調整されることによって、アンモニアタンク１４からアンモニア分解触媒１９へのアンモニアの供給量が調整される。
　アンモニア分解触媒１９は、流路１０９を介して燃焼器１３と接続されている。アンモニア分解触媒１９において生じた分解ガスは、流路１０９を通って、燃焼器１３の燃焼室に送られる。
　アンモニア分解触媒１９によるアンモニアの分解は、アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度（例えば、４００℃から５００℃程度）以上になっている場合に活発に行われる。つまり、アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度以上になると、アンモニア分解触媒１９においてアンモニアの分解が活発に行われる状態となる。
　アンモニア分解触媒１９は、吸気流路１０１に設けられている。具体的には、アンモニア分解触媒１９は、吸気流路１０１のうち圧縮機１１ａより下流側に設けられている。アンモニア分解触媒１９の内部空間と吸気流路１０１とが連通しない状態で、アンモニア分解触媒１９と吸気流路１０１内の空気とが熱交換可能となっている。吸気流路１０１のうち圧縮機１１ａより下流側を流通する空気は、圧縮機１１ａにより圧縮された空気なので、高温（例えば、４００℃以上）になっている。ゆえに、ガスタービンシステム１Ａの運転中において、アンモニア分解触媒１９は、アンモニアの分解が活発に行われる状態となる程度の温度まで、吸気流路１０１を流通する空気によって加熱される。
　アンモニア分解触媒１９には、温度センサ４０２が設けられている。温度センサ４０２は、アンモニア分解触媒１９の温度を検出する。
　図４は、ガスタービンシステム１Ａの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示す処理フローは、制御装置１８によって行われる。図４に示す処理フローは、図２に示す処理フローと同様に、ガスタービンシステム１Ａの起動条件が満たされた場合に実行される。
　図４に示す処理フローでは、図２に示す処理フローと比較して、ステップＳ１０３の後、かつ、ステップＳ１０４より前に、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５が追加されている点が異なる。
　図４に示す処理フローでは、ステップＳ１０３の次に、ステップＳ２０１において、制御装置１８は、アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達したか否かを判定する。アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達したと判定された場合（ステップＳ２０１でＹＥＳの場合）、ステップＳ２０２に進む。一方、アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達していないと判定された場合（ステップＳ２０１でＮＯの場合）、ステップＳ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５が行われずにステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ２０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ２０２において、制御装置１８は、アンモニア分解触媒１９へのアンモニアの供給を開始する。具体的には、制御装置１８は、閉じている第３流量制御弁２０３を開弁させる。それにより、アンモニア分解触媒１９において、アンモニアが分解されることによって、分解ガスが生成される。そして、生成された分解ガスが燃焼器１３に送られる。
　次に、ステップＳ２０３において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７のヒータ１７ａを停止する。次に、ステップＳ２０４において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７への空気の供給を停止する。具体的には、制御装置１８は、空気流量制御弁３０１を閉弁させる。次に、ステップＳ２０５において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給を停止する。具体的には、制御装置１８は、第２流量制御弁２０２を閉弁させる。
　ステップＳ２０５の次、または、ステップＳ２０１でＮＯと判定された場合に、ステップＳ１０４に進み、制御装置１８は、燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えたか否かを判定する。ステップＳ１０４でＹＥＳと判定された場合、図２に示す処理フローと同様に、ステップＳ１０５に進む。一方、ステップＳ１０４でＮＯと判定された場合、ステップＳ２０１に戻る。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１Ａでは、アンモニア自己熱分解装置１７に加えて、アンモニア分解触媒１９が設けられる。それにより、ガスタービンシステム１Ａの起動時に、燃焼器１３に供給される分解ガスの生成方法を、アンモニア自己熱分解装置１７を利用する方法からアンモニア分解触媒１９を利用する方法に切り替えることができる。アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達する前においては、アンモニア自己熱分解装置１７を利用して分解ガスが生成される。アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達した後においては、アンモニア分解触媒１９を利用して分解ガスが生成される。ゆえに、アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達した後において、吸気流路１０１を流通する空気の熱を有効利用して、分解ガスを生成できる。よって、アンモニア自己熱分解装置１７への空気の供給に消費されるエネルギ、および、ヒータ１７ａの駆動に消費されるエネルギを抑制できる。
　図５は、第２の変形例に係るガスタービンシステム１Ｂの構成を示す模式図である。図２に示すように、第２の変形例に係るガスタービンシステム１Ｂでは、上述したガスタービンシステム１Ａと比較して、アンモニア分解触媒１９の配置が異なる。
　第２の変形例では、ガスタービンシステム１Ｂのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、アンモニア分解触媒１９と、第１流量制御弁２０１と、第２流量制御弁２０２と、第３流量制御弁２０３と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｂに含まれる。
　上述したガスタービンシステム１Ａと同様に、アンモニア分解触媒１９は、流路１０３および流路１０８を介してアンモニアタンク１４と接続されている。アンモニア分解触媒１９は、流路１０９を介して燃焼器１３と接続されている。
　ガスタービンシステム１Ｂでは、上述したガスタービンシステム１Ａと異なり、アンモニア分解触媒１９は、排気流路１０２に設けられている。具体的には、アンモニア分解触媒１９は、排気流路１０２のうちタービン１１ｂより下流側に設けられている。アンモニア分解触媒１９の内部空間と排気流路１０２とが連通しない状態で、アンモニア分解触媒１９と排気流路１０２内の排気ガスとが熱交換可能となっている。排気流路１０２を流通する排気ガスは、高温（例えば、５５０℃以上）になっている。ゆえに、ガスタービンシステム１Ｂの運転中において、アンモニア分解触媒１９は、アンモニアの分解が活発に行われる状態となる程度の温度まで、排気流路１０２を流通する排気ガスによって加熱される。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１Ｂでは、上述したガスタービンシステム１Ａと同様に、アンモニア自己熱分解装置１７に加えて、アンモニア分解触媒１９が設けられる。それにより、ガスタービンシステム１Ｂの起動時に、燃焼器１３に供給される分解ガスの生成方法を、アンモニア自己熱分解装置１７を利用する方法からアンモニア分解触媒１９を利用する方法に切り替えることができる。ゆえに、アンモニア分解触媒１９の温度が基準温度に達した後において、排気流路１０２を流通する排気ガスの熱を有効利用して、分解ガスを生成できる。よって、アンモニア自己熱分解装置１７への空気の供給に消費されるエネルギ、および、ヒータ１７ａの駆動に消費されるエネルギを抑制できる。
　なお、ガスタービンシステム１Ｂの起動に関する処理については、上述したガスタービンシステム１Ａの起動に関する処理と同様なので、説明を省略する。
　図６は、第３の変形例に係るガスタービンシステム１Ｃの構成を示す模式図である。図６に示すように、第３の変形例に係るガスタービンシステム１Ｃでは、上述したガスタービンシステム１と比較して、混合器２０がさらに設けられる点が異なる。
　第３の変形例では、ガスタービンシステム１Ｃのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、混合器２０と、第１流量制御弁２０１と、第２流量制御弁２０２と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｃに含まれる。なお、後述する第４流量制御弁２０４も燃焼装置１０Ｃに含まれる。
　混合器２０内では、後述するように、各種流体が混合される。混合器２０は、アンモニア自己熱分解装置１７と燃焼器１３とを接続する流路１０７に設けられる。混合器２０の内部空間は、流路１０７と連通している。混合器２０は、流路１０３および流路１１０を介してアンモニアタンク１４と接続されている。流路１１０は、流路１０３の下流側の端部に接続されている。アンモニアタンク１４から流路１０３および流路１１０を介して混合器２０に液体のアンモニアが供給される。
　流路１１０には、第４流量制御弁２０４が設けられている。第４流量制御弁２０４は、流路１１０を流通するアンモニアの流量を制御する。つまり、第４流量制御弁２０４は、アンモニアタンク１４から混合器２０へのアンモニアの供給量を調整する。第４流量制御弁２０４の開度が調整されることによって、アンモニアタンク１４から混合器２０へのアンモニアの供給量が調整される。
　アンモニアタンク１４から混合器２０へ送られたアンモニアは、混合器２０内に噴霧される。そして、混合器２０内において、流路１０７を流通する分解ガスと、混合器２０内に噴霧されたアンモニアとが混合される。流路１０７を流通する分解ガスは、高温（例えば、５００℃程度）になっている。ゆえに、混合器２０内に噴霧されたアンモニアは気化する。燃焼器１３には、気化したアンモニアが、分解ガスとともに流路１０７を通って送られる。
　図７は、ガスタービンシステム１Ｃの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示す処理フローは、制御装置１８によって行われる。図７に示す処理フローは、図２に示す処理フローと同様に、ガスタービンシステム１Ｃの起動条件が満たされた場合に実行される。
　図７に示す処理フローでは、図２に示す処理フローと比較して、ステップＳ１０４の後、かつ、ステップＳ１０５より前に、ステップＳ３０１、Ｓ３０２が追加されている点が異なる。
　図７に示す処理フローでは、ステップＳ１０４において、燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えたと判定された場合（ステップＳ１０４でＹＥＳの場合）、ステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１において、制御装置１８は、アンモニアタンク１４から混合器２０へのアンモニアの供給を許可する。ステップＳ３０１では、具体的には、制御装置１８は、ガスタービンシステム１の要求出力が基準出力以上である場合、アンモニアタンク１４から混合器２０へのアンモニアの供給を開始する。この場合、制御装置１８は、閉じている第４流量制御弁２０４を開弁させる。それにより、アンモニアが、混合器２０から燃焼器１３へ分解ガスとともに送られる。ゆえに、アンモニアを燃料として用いた燃焼が開始される。なお、ガスタービンシステム１の要求出力が基準出力より小さい場合、アンモニアタンク１４から混合器２０へのアンモニアの供給は不要となる。
　上述したように、混合器２０から燃焼器１３へ送られるアンモニアは、分解ガスにより加熱されて気化している。ゆえに、燃焼器１３へ液体のアンモニアを直接供給する場合に生じる燃焼器１３内でのアンモニアの蒸発が抑制され、アンモニアの蒸発による局所的な温度低下が抑制される。したがって、未燃のアンモニア、および、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の排出が抑制される。
　次に、ステップＳ３０２において、制御装置１８は、燃焼器１３への投入熱量が熱量閾値を超えたか否かを判定する。熱量閾値は、燃焼器１３へ液体のアンモニアの供給を開始したとしても未燃のアンモニア、および、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の排出が抑制される程度に投入熱量が大きいことを判断するための指標である。
　燃焼器１３への投入熱量が熱量閾値を超えたと判定された場合（ステップＳ３０２でＹＥＳの場合）、制御装置１８は、燃焼器１３へ液体のアンモニアの供給を開始したとしても未燃のアンモニア、および、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の排出が抑制される程度に投入熱量が大きいと判断し、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、制御装置１８は、アンモニアタンク１４から燃焼器１３への液体のアンモニアの供給を許可し、図７に示す処理フローは終了する。一方、燃焼器１３への投入熱量が熱量閾値を超えていないと判定された場合（ステップＳ３０２でＮＯの場合）、制御装置１８は、燃焼器１３へ液体のアンモニアの供給を開始すると未燃のアンモニア、および、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）がある程度発生してしまうと判断し、ステップＳ３０２が繰り返される。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１Ｃでは、アンモニア自己熱分解装置１７と燃焼器１３とを接続する流路１０７に混合器２０が設けられ、混合器２０がアンモニアタンク１４と接続される。それにより、混合器２０において、液体のアンモニアを分解ガスによって加熱して気化することができる。ゆえに、燃焼器１３への投入熱量が熱量閾値に達する前において、気化したアンモニアを混合器２０から燃焼器１３へ送ることができる。よって、燃焼器１３内でのアンモニアの蒸発が抑制され、未燃のアンモニア、および、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の排出が抑制される。
　図８は、第４の変形例に係るガスタービンシステム１Ｄの構成を示す模式図である。図８に示すように、第４の変形例に係るガスタービンシステム１Ｄでは、上述したガスタービンシステム１と比較して、第１熱交換器２１がさらに設けられる点が異なる。
　第４の変形例では、ガスタービンシステム１Ｄのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、第１熱交換器２１と、第１流量制御弁２０１と、第２流量制御弁２０２と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｄに含まれる。なお、後述する第５流量制御弁２０５も燃焼装置１０Ｄに含まれる。
　ガスタービンシステム１Ｄでは、アンモニアタンク１４とアンモニア自己熱分解装置１７とを接続する流路として、流路１０５の他に、流路１１１が設けられる。具体的には、流路１１１は、流路１０３の下流側の端部に接続されている。流路１１１は、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ３に接続されている。ゆえに、アンモニアタンク１４から流路１０３および流路１１１を介してアンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ３にアンモニアが供給可能となっている。以下、流路１１１を第１流路１１１とも呼ぶ。流路１０５を第２流路１０５とも呼ぶ。
　第１流路１１１には、第５流量制御弁２０５が設けられている。第５流量制御弁２０５は、第１流路１１１を流通するアンモニアの流量を制御する。つまり、第５流量制御弁２０５は、アンモニアタンク１４から第１流路１１１を通ってアンモニア自己熱分解装置１７に供給されるアンモニアの供給量を調整する。第５流量制御弁２０５の開度が調整されることによって、アンモニアタンク１４から第１流路１１１を通ってアンモニア自己熱分解装置１７に供給されるアンモニアの供給量が調整される。
　第１流路１１１は、第１熱交換器２１を通過する。具体的には、第１流路１１１のうち第５流量制御弁２０５より下流側が、第１熱交換器２１を通過する。第１熱交換器２１は、アンモニア自己熱分解装置１７と燃焼器１３とを接続する流路１０７に設けられる。つまり、第１流路１１１内のアンモニアと流路１０７内の分解ガスとが熱交換可能となっている。第１流路１１１を流通する液体のアンモニアは、第１熱交換器２１において、分解ガスにより加熱されて気化する。そして、気化したアンモニアが、第１流路１１１を通って、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ３に送られる。入口１７ｃ３には、気体のアンモニアを噴射するノズルが設けられている。当該ノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが噴射される。
　一方、第２流路１０５は、第１熱交換器２１を迂回する。つまり、第２流路１０５は、第１熱交換器２１を通過しない。ゆえに、液体のアンモニアが、第２流路１０５を通って、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１に送られる。入口１７ｃ１には、上述したように、液体のアンモニアを噴霧するノズルが設けられている。当該ノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが噴霧される。
　流路１０７のうち第１熱交換器２１より下流側には、温度センサ４０３が設けられている。温度センサ４０３は、流路１０７のうち第１熱交換器２１より下流側における分解ガスの温度を検出する。温度センサ４０３は、例えば、第１熱交換器２１の近傍に配置される。
　図９は、ガスタービンシステム１Ｄの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示す処理フローは、制御装置１８によって行われる。図９に示す処理フローは、図２に示す処理フローと同様に、ガスタービンシステム１Ｄの起動条件が満たされた場合に実行される。
　図９に示す処理フローでは、図２に示す処理フローと比較して、ステップＳ１０３が省略され、ステップＳ１０２の後、かつ、ステップＳ１０４より前に、ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０３が追加されている点が異なる。
　図９に示す処理フローでは、ステップＳ１０２の次に、ステップＳ４０１において、制御装置１８は、第２流路１０５を用いてアンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給を開始する。具体的には、制御装置１８は、ポンプ１５を駆動させ、閉じている第２流量制御弁２０２を開弁させる。それにより、液体のアンモニアが、第２流路１０５を通ってアンモニア自己熱分解装置１７に送られ、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１からアンモニア自己熱分解装置１７内に供給される。ゆえに、アンモニア自己熱分解装置１７で分解ガスが生成される。そして、生成された分解ガスが燃焼器１３に送られる。
　次に、ステップＳ４０２において、制御装置１８は、第１熱交換器２１を通る分解ガスの温度が温度閾値を超えたか否かを判定する。温度閾値は、第１熱交換器２１においてアンモニアを気化できる程度に分解ガスの温度が高いことを判断するための指標である。第１熱交換器２１を通る分解ガスの温度としては、例えば、温度センサ４０３の検出結果が用いられる。
　第１熱交換器２１を通る分解ガスの温度が温度閾値を超えたと判定された場合（ステップＳ４０２でＹＥＳの場合）、制御装置１８は、第１熱交換器２１においてアンモニアを気化できる程度に分解ガスの温度が高いと判断し、ステップＳ４０３に進む。一方、第１熱交換器２１を通る分解ガスの温度が温度閾値を超えていないと判定された場合（ステップＳ４０２でＮＯの場合）、ステップＳ４０３が行われずにステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ４０２でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ４０３において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給経路を第１流路１１１に切り替える。具体的には、制御装置１８は、第２流量制御弁２０２を閉弁させ、閉じている第５流量制御弁２０５を開弁させる。それにより、液体のアンモニアが、アンモニアタンク１４から第１流路１１１に送られ、第１熱交換器２１において、分解ガスにより加熱されて気化する。そして、気化したアンモニアが、第１流路１１１を通ってアンモニア自己熱分解装置１７に送られ、入口１７ｃ３からアンモニア自己熱分解装置１７内に供給される。
　ステップＳ４０３の次、または、ステップＳ４０２でＮＯと判定された場合に、ステップＳ１０４に進み、制御装置１８は、燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えたか否かを判定する。ステップＳ１０４でＹＥＳと判定された場合、図２に示す処理フローと同様に、ステップＳ１０５に進む。一方、ステップＳ１０４でＮＯと判定された場合、ステップＳ４０２に戻る。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１Ｄでは、アンモニア自己熱分解装置１７と燃焼器１３とを接続する流路１０７に第１熱交換器２１が設けられ、第１流路１１１が第１熱交換器２１を通過する。それにより、第１熱交換器２１において、液体のアンモニアを分解ガスによって加熱して気化することができる。ゆえに、第１熱交換器２１を通る分解ガスの温度が温度閾値を超えた後において、第１流路１１１を介して気化したアンモニアをアンモニア自己熱分解装置１７へ供給することができる。よって、アンモニア自己熱分解装置１７において、アンモニアを気化することなく、アンモニアの燃焼および分解を行うことができる。したがって、アンモニア自己熱分解装置１７内の反応において、アンモニアの気化熱が不要となる分だけエネルギ効率が向上する。
　ガスタービンシステム１Ｄの構成から第２流路１０５が省略されてもよい。ただし、この場合、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ３を液体のアンモニアが通る状況と気体のアンモニアが通る状況の２つの状況が生じる。ゆえに、入口１７ｃ３に液体噴霧用のノズルを設けた場合にも、入口１７ｃ３に気体噴射用のノズルを設けた場合にも、第１流路１１１の圧力損失が高くなる状況が生じる。一方、ガスタービンシステム１Ｄでは、第１熱交換器２１を迂回する第２流路１０５がさらに設けられる。ゆえに、アンモニア自己熱分解装置１７に液体のアンモニアが供給される場合には、入口１７ｃ１に設けられた液体噴霧用のノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが供給される。アンモニア自己熱分解装置１７に気体のアンモニアが供給される場合には、入口１７ｃ３に設けられた気体噴射用のノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが供給される。よって、第１流路１１１の圧力損失が高くなることが抑制される。
　図１０は、第５の変形例に係るガスタービンシステム１Ｅの構成を示す模式図である。図１０に示すように、第５の変形例に係るガスタービンシステム１Ｅでは、上述したガスタービンシステム１Ｄと比較して、第２流路１０５が省略され、第１流路１１１が分岐している点が異なる。
　第５の変形例では、ガスタービンシステム１Ｅのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、第１熱交換器２１と、第１流量制御弁２０１と、第５流量制御弁２０５と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｅに含まれる。なお、後述する切替弁２２も燃焼装置１０Ｅに含まれる。
　ガスタービンシステム１Ｅでは、第１流路１１１は、第１熱交換器２１よりもアンモニア自己熱分解装置１７側において、第１分岐路１１１ａと第２分岐路１１１ｂとに分岐している。第１分岐路１１１ａは、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１と接続される。第２分岐路１１１ｂは、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ３と接続される。アンモニアタンク１４から第１流路１１１に送られたアンモニアは、第１分岐路１１１ａまたは第２分岐路１１１ｂを通って、アンモニア自己熱分解装置１７に送られる。
　第１流路１１１には、アンモニアの供給経路を第１分岐路１１１ａと第２分岐路１１１ｂとの間で切り替える切替弁２２が設けられる。切替弁２２は、第１分岐路１１１ａと第２分岐路１１１ｂとの分岐部に設けられる。切替弁２２は、制御装置１８によって制御される。
　第１流路１１１のうち切替弁２２より上流側には、圧力センサ４０４が設けられている。圧力センサ４０４は、第１流路１１１のうち切替弁２２より上流側における圧力を検出する。アンモニア自己熱分解装置１７内には、圧力センサ４０５が設けられている。圧力センサ４０５は、アンモニア自己熱分解装置１７内の圧力を検出する。
　図１１は、ガスタービンシステム１Ｅの起動に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１に示す処理フローは、制御装置１８によって行われる。図１１に示す処理フローは、図２に示す処理フローと同様に、ガスタービンシステム１Ｅの起動条件が満たされた場合に実行される。
　図１１に示す処理フローでは、図２に示す処理フローと比較して、ステップＳ１０３が省略され、ステップＳ１０２の後、かつ、ステップＳ１０４より前に、ステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３が追加されている点が異なる。
　図１１に示す処理フローでは、ステップＳ１０２の次に、ステップＳ５０１において、制御装置１８は、第１分岐路１１１ａを用いてアンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給を開始する。具体的には、制御装置１８は、第１流路１１１に送られるアンモニアが第１分岐路１１１ａを通るように、切替弁２２を制御する。制御装置１８は、ポンプ１５を駆動させ、閉じている第５流量制御弁２０５を開弁させる。それにより、液体のアンモニアが、第１流路１１１に送られる。この際、アンモニア自己熱分解装置１７ではアンモニアの分解は行われていないので、第１熱交換器２１において、第１流路１１１を通るアンモニアは加熱されない。また、アンモニア自己熱分解装置１７でアンモニアの分解が開始された後にも、ある程度の期間内には、第１熱交換器２１において、第１流路１１１を通るアンモニアは気化する程度には加熱されない。
　そして、液体のアンモニアは、第１分岐路１１１ａを通ってアンモニア自己熱分解装置１７に送られ、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１からアンモニア自己熱分解装置１７内に供給される。ゆえに、アンモニア自己熱分解装置１７で分解ガスが生成される。そして、生成された分解ガスが燃焼器１３に送られる。
　次に、ステップＳ５０２において、制御装置１８は、第１流路１１１の圧力損失が基準値を超えたか否かを判定する。制御装置１８は、例えば、第１流路１１１のうち切替弁２２より上流側における圧力と、アンモニア自己熱分解装置１７内の圧力との差分に基づいて、第１流路１１１の圧力損失を見積もることができる。なお、第１流路１１１の圧力損失の見積りには、アンモニア自己熱分解装置１７内の圧力に換えて、燃焼器１３の圧力等が用いられてもよい。基準値は、第１熱交換器２１においてアンモニアを気化できる程度に分解ガスの温度が高いことを判断するための指標である。第１分岐路１１１ａと接続される入口１７ｃ１には液体噴霧用のノズルが設けられているので、第１熱交換器２１においてアンモニアが分解ガスにより加熱されて気化すると、第１流路１１１の圧力損失が高くなる。ゆえに、制御装置１８は、第１流路１１１の圧力損失が基準値を超えた場合、第１熱交換器２１においてアンモニアを気化できる程度に分解ガスの温度が高いと判断できる。
　第１流路１１１の圧力損失が基準値を超えたと判定された場合（ステップＳ５０２でＹＥＳの場合）、制御装置１８は、第１熱交換器２１においてアンモニアを気化できる程度に分解ガスの温度が高いと判断し、ステップＳ５０３に進む。一方、第１流路１１１の圧力損失が基準値を超えていないと判定された場合（ステップＳ５０２でＮＯの場合）、ステップＳ５０３が行われずにステップＳ１０４に進む。
　ステップＳ５０２でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５０３において、制御装置１８は、アンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給経路を第２分岐路１１１ｂに切り替える。具体的には、制御装置１８は、第１流路１１１に送られたアンモニアが第２分岐路１１１ｂを通るように、切替弁２２を制御する。この際、第１流路１１１を通るアンモニアは、第１熱交換器２１において、分解ガスにより加熱されて気化する。そして、気化したアンモニアが、第２分岐路１１１ｂを通ってアンモニア自己熱分解装置１７に送られ、入口１７ｃ３からアンモニア自己熱分解装置１７内に供給される。
　ステップＳ５０３の次、または、ステップＳ５０２でＮＯと判定された場合に、ステップＳ１０４に進み、制御装置１８は、燃焼器１３への投入熱量が基準熱量を超えたか否かを判定する。ステップＳ１０４でＹＥＳと判定された場合、図２に示す処理フローと同様に、ステップＳ１０５に進む。一方、ステップＳ１０４でＮＯと判定された場合、ステップＳ５０２に戻る。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１Ｅでは、アンモニア自己熱分解装置１７と燃焼器１３とを接続する流路１０７に第１熱交換器２１が設けられ、第１流路１１１が第１熱交換器２１を通過する。それにより、上述したガスタービンシステム１Ｄと同様に、第１流路１１１を介して気化したアンモニアをアンモニア自己熱分解装置１７へ供給することによって、アンモニア自己熱分解装置１７内の反応において、アンモニアの気化熱が不要となる分だけエネルギ効率を向上させることができる。
　特に、ガスタービンシステム１Ｅでは、第１流路１１１が第１分岐路１１１ａと第２分岐路１１１ｂとに分岐し、第１分岐路１１１ａおよび第２分岐路１１１ｂは、アンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ１、１７ｃ３とそれぞれ接続される。ゆえに、アンモニア自己熱分解装置１７に液体のアンモニアが供給される場合には、入口１７ｃ１に設けられた液体噴霧用のノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが供給される。アンモニア自己熱分解装置１７に気体のアンモニアが供給される場合には、入口１７ｃ３に設けられた気体噴射用のノズルからアンモニア自己熱分解装置１７内にアンモニアが供給される。よって、第１流路１１１の圧力損失が高くなることが抑制される。
　上記では、第１流路１１１におけるアンモニアの供給経路の切り替えが切替弁２２によって行われる例を説明した。ただし、第１流路１１１におけるアンモニアの供給経路の切り替えは、切替弁２２以外の機構によって行われてもよい。例えば、第１分岐路１１１ａおよび第２分岐路１１１ｂの各々に流路を開閉可能な開閉弁が設けられてもよい。この場合、第１分岐路１１１ａの開閉弁を開弁させ、第２分岐路１１１ｂの開閉弁を閉弁させることによって、第１流路１１１におけるアンモニアの供給経路は第１分岐路１１１ａに切り替わる。第１分岐路１１１ａの開閉弁を閉弁させ、第２分岐路１１１ｂの開閉弁を開弁させることによって、第１流路１１１におけるアンモニアの供給経路は第２分岐路１１１ｂに切り替わる。
　図１２は、第６の変形例に係るガスタービンシステム１Ｆの構成を示す模式図である。図１２に示すように、第６の変形例に係るガスタービンシステム１Ｆでは、上述したガスタービンシステム１と比較して、アンモニアタンク１４と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７との接続関係が異なる。
　第６の変形例では、ガスタービンシステム１Ｆのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、第１流量制御弁２０１と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｆに含まれる。
　ガスタービンシステム１Ｆでは、アンモニアタンク１４は、空気供給源１６を介してアンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ２と接続される。具体的には、アンモニアタンク１４は、流路１０３および流路１１２を介して空気供給源１６と接続される。流路１１２は、流路１０３の下流側の端部に接続されている。アンモニアタンク１４から流路１０３および流路１１２を介して空気供給源１６に液体のアンモニアが供給される。空気供給源１６に供給されたアンモニアは、流路１０６を通って、空気とともに、アンモニア自己熱分解装置１７に送られる。
　以上説明したように、ガスタービンシステム１Ｆでは、アンモニアタンク１４は、空気供給源１６を介してアンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ２と接続される。それにより、空気供給源１６は、アンモニアタンク１４から供給されるアンモニアによって冷却される。例えば、空気供給源１６として、多段に配置された複数の圧縮機が用いられる場合がある。この場合、空気は、直列に並ぶ複数の圧縮機を順に流通する。複数の圧縮機を多段配置することによって、各圧縮機における圧縮動力を小さくすることができる。アンモニアタンク１４から供給されるアンモニアによって、例えば、中間段の圧縮機が冷却される。なお、アンモニア自己熱分解装置１７に送られるアンモニアは、空気供給源１６により加熱されるので、ヒータ１７ａが不要となる場合もある。
　なお、ガスタービンシステム１Ｆの起動に関する処理については、上述したガスタービンシステム１の起動に関する処理とほぼ同様なので、説明を省略する。ただし、ガスタービンシステム１Ｆの起動では、上述したガスタービンシステム１と比較して、アンモニア自己熱分解装置１７へのアンモニアの供給が空気流量制御弁３０１によって実現される点が異なる。
　図１３は、第７の変形例に係るガスタービンシステム１Ｇの構成を示す模式図である。図１３に示すように、第７の変形例に係るガスタービンシステム１Ｇでは、上述したガスタービンシステム１と比較して、第２熱交換器２３がさらに設けられる点が異なる。
　第７の変形例では、ガスタービンシステム１Ｇのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、第２熱交換器２３と、第１流量制御弁２０１と、第２流量制御弁２０２と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｆに含まれる。
　第２熱交換器２３は、空気供給源１６に設けられる。アンモニアタンク１４とアンモニア自己熱分解装置１７とを接続する流路１０５が、第２熱交換器２３を通過する。流路１０５と空気供給源１６の内部空間とが連通しない状態で、流路１０５内のアンモニアと空気供給源１６とが熱交換可能となっている。それにより、ガスタービンシステム１Ｇでは、空気供給源１６が、第２熱交換器２３において、流路１０５を流通するアンモニアによって冷却される。上述したガスタービンシステム１Ｆと同様に、空気供給源１６として、多段に配置された複数の圧縮機が用いられる場合、例えば、中間段の圧縮機が第２熱交換器２３において冷却される。なお、アンモニア自己熱分解装置１７に送られるアンモニアは、空気供給源１６により加熱されるので、ヒータ１７ａが不要となる場合もある。
　なお、ガスタービンシステム１Ｇの起動に関する処理については、上述したガスタービンシステム１の起動に関する処理と同様なので、説明を省略する。
　図１４は、第８の変形例に係るガスタービンシステム１Ｈの構成を示す模式図である。図１４に示すように、第８の変形例に係るガスタービンシステム１Ｈでは、上述したガスタービンシステム１と比較して、空気タンク２４がさらに設けられる点が異なる。
　第８の変形例では、ガスタービンシステム１Ｈのうち、燃焼器１３と、アンモニアタンク１４と、ポンプ１５と、空気供給源１６と、アンモニア自己熱分解装置１７と、制御装置１８と、空気タンク２４と、第１流量制御弁２０１と、第２流量制御弁２０２と、空気流量制御弁３０１とが、燃焼装置１０Ｈに含まれる。
　空気タンク２４は、空気を貯蔵する。空気タンク２４は、流路１０６のうち空気供給源１６より下流側、かつ、空気流量制御弁３０１より上流側に設けられる。つまり、空気供給源１６は、空気タンク２４を介してアンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ２と接続されている。それにより、ガスタービンシステム１Ｈでは、ガスタービンシステム１Ｈの運転中に、空気供給源１６を駆動することによって、空気タンク２４に空気を貯蔵しておくことができる。ゆえに、ガスタービンシステム１Ｈを起動する際に、停電等に起因して空気供給源１６を駆動する電力が不足する場合であっても、空気タンク２４に貯蔵されている空気を用いてガスタービンシステム１Ｈを起動することができる。
　なお、ガスタービンシステム１Ｈの起動に関する処理については、上述したガスタービンシステム１の起動に関する処理と同様なので、説明を省略する。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　上記では、ガスタービンシステム１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈにおいて、過給機１１によって生成された回転動力が発電機１２を駆動させるエネルギとして利用される例を説明した。ただし、ガスタービンシステム１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈにおいて、過給機１１によって生成された回転動力が他の用途（例えば、船舶等の移動体を駆動させる目的等）に利用されてもよい。
　上記では、燃焼装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈがガスタービンシステムに用いられる例を説明した。ただし、燃焼装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ、１０Ｇ、１０Ｈは、ガスタービンシステム以外の装置（例えば、排熱等から回収されたエネルギを燃焼器での燃焼に利用する工業炉等）に用いられてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈにおいて、燃焼器１３およびアンモニア自己熱分解装置１７に液体のアンモニアが供給される例を説明した。ただし、ガスタービンシステム１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈにおいて、燃焼器１３およびアンモニア自己熱分解装置１７に気体のアンモニアが供給されてもよい。例えば、ポンプ１５より下流側に気化器が設けられ、アンモニアが気化器によって気化された後に、燃焼器１３またはアンモニア自己熱分解装置１７に供給されてもよい。なお、この場合、気化器より下流側にアキュムレータが設けられ得る。気化器およびアキュムレータは、流路１０３に設けられてもよく、流路１０３の下流側の端部に接続される各流路にそれぞれ設けられてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１に対して、吸気流路１０１または排気流路１０２にアンモニア分解触媒１９が追加的に設けられるガスタービンシステム１Ａ、１Ｂを説明した。ただし、ガスタービンシステム１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈに対して、吸気流路１０１または排気流路１０２にアンモニア分解触媒１９が追加的に設けられてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１に対して、アンモニアタンク１４と接続される混合器２０が追加的に設けられるガスタービンシステム１Ｃを説明した。ただし、ガスタービンシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈに対して、アンモニアタンク１４と接続される混合器２０が追加的に設けられてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１に対して、第１熱交換器２１が追加的に設けられ、アンモニアタンク１４とアンモニア自己熱分解装置１７とを接続する流路として少なくとも第１流路１１１が設けられるようにしたガスタービンシステム１Ｄ、１Ｅを説明した。ただし、ガスタービンシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈに対して、第１熱交換器２１が追加的に設けられ、アンモニアタンク１４とアンモニア自己熱分解装置１７とを接続する流路として少なくとも第１流路１１１が設けられるようにしてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１に対して、アンモニアタンク１４が、空気供給源１６を介してアンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ２と接続されるようにしたガスタービンシステム１Ｆを説明した。ただし、ガスタービンシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｈに対して、アンモニアタンク１４が、空気供給源１６を介してアンモニア自己熱分解装置１７の入口１７ｃ２と接続されるようにしてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１に対して、第２熱交換器２３が追加的に設けられ、アンモニアタンク１４とアンモニア自己熱分解装置１７とを接続する流路が第２熱交換器２３を通過するようにしたガスタービンシステム１Ｇを説明した。ただし、ガスタービンシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｈに対して、第２熱交換器２３が追加的に設けられ、アンモニアタンク１４とアンモニア自己熱分解装置１７とを接続する流路が第２熱交換器２３を通過するようにしてもよい。
　上記では、ガスタービンシステム１に対して、空気タンク２４が追加的に設けられるガスタービンシステム１Ｈを説明した。ただし、ガスタービンシステム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇに対して、空気タンク２４が追加的に設けられてもよい。
１：ガスタービンシステム　１Ａ：ガスタービンシステム　１Ｂ：ガスタービンシステム　１Ｃ：ガスタービンシステム　１Ｄ：ガスタービンシステム　１Ｅ：ガスタービンシステム　１Ｆ：ガスタービンシステム　１Ｇ：ガスタービンシステム　１Ｈ：ガスタービンシステム　１０：燃焼装置　１０Ａ：燃焼装置　１０Ｂ：燃焼装置　１０Ｃ：燃焼装置　１０Ｄ：燃焼装置　１０Ｅ：燃焼装置　１０Ｆ：燃焼装置　１０Ｇ：燃焼装置　１０Ｈ：燃焼装置　１３：燃焼器　１４：アンモニアタンク　１６：空気供給源　１７：アンモニア自己熱分解装置　１７ｃ１：入口　１７ｃ２：入口　１７ｃ３：入口　１７ｄ：出口　１９：アンモニア分解触媒　２０：混合器　２１：第１熱交換器　２３：第２熱交換器　２４：空気タンク　１０１：吸気流路　１０２：排気流路　１０５：第２流路　１０６：流路　１０７：流路　１１１：第１流路　１１１ａ：第１分岐路　１１１ｂ：第２分岐路

Claims (10)

  1. 　アンモニアタンクと、
    　前記アンモニアタンクと接続される燃焼器と、
    　空気供給源と、
    　入口が前記アンモニアタンクおよび前記空気供給源と接続され、出口が前記燃焼器と接続されるアンモニア自己熱分解装置と、
    　を備える、
    　燃焼装置。
  2. 　前記燃焼器と接続される吸気流路および排気流路と、
    　前記吸気流路または前記排気流路に設けられ、前記アンモニアタンクおよび前記燃焼器と接続されるアンモニア分解触媒と、
    　をさらに備える、
    　請求項１に記載の燃焼装置。
  3. 　前記アンモニア自己熱分解装置と前記燃焼器とを接続する流路には、混合器が設けられ、
    　前記混合器は、前記アンモニアタンクと接続される、
    　請求項１または２に記載の燃焼装置。
  4. 　前記アンモニア自己熱分解装置と前記燃焼器とを接続する流路には、第１熱交換器が設けられ、
    　前記アンモニアタンクと前記アンモニア自己熱分解装置とを接続する流路は、前記第１熱交換器を通過する第１流路を含む、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼装置。
  5. 　前記アンモニアタンクと前記アンモニア自己熱分解装置とを接続する流路は、前記第１熱交換器を迂回する第２流路をさらに含む、
    　請求項４に記載の燃焼装置。
  6. 　前記第１流路は、前記第１熱交換器よりも前記アンモニア自己熱分解装置側において、第１分岐路と第２分岐路とに分岐し、
    　前記第１分岐路および前記第２分岐路が、前記アンモニア自己熱分解装置の前記入口とそれぞれ接続される、
    　請求項４に記載の燃焼装置。
  7. 　前記アンモニアタンクは、前記空気供給源を介して前記アンモニア自己熱分解装置の前記入口と接続される、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の燃焼装置。
  8. 　前記空気供給源には、第２熱交換器が設けられ、
    　前記アンモニアタンクと前記アンモニア自己熱分解装置とを接続する流路は、前記第２熱交換器を通過する、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の燃焼装置。
  9. 　前記空気供給源は、空気タンクを介して前記アンモニア自己熱分解装置の前記入口と接続される、
    　請求項１から８のいずれか一項に記載の燃焼装置。
  10. 　請求項１から９のいずれか一項に記載の燃焼装置を備える、
    　ガスタービンシステム。
PCT/JP2022/011895 2021-04-14 2022-03-16 燃焼装置およびガスタービンシステム WO2022220002A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280028352.0A CN117120710A (zh) 2021-04-14 2022-03-16 燃烧装置及燃气轮机系统
KR1020237034726A KR102658027B1 (ko) 2021-04-14 2022-03-16 연소 장치 및 가스 터빈 시스템
AU2022257414A AU2022257414B2 (en) 2021-04-14 2022-03-16 Combustion device and gas turbine system
EP22787928.5A EP4325034A1 (en) 2021-04-14 2022-03-16 Combustion device and gas turbine system
JP2023514530A JPWO2022220002A1 (ja) 2021-04-14 2022-03-16
US18/479,992 US20240026814A1 (en) 2021-04-14 2023-10-03 Combustion device and gas turbine system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021068650 2021-04-14
JP2021-068650 2021-04-14

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/479,992 Continuation US20240026814A1 (en) 2021-04-14 2023-10-03 Combustion device and gas turbine system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022220002A1 true WO2022220002A1 (ja) 2022-10-20

Family

ID=83640556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/011895 WO2022220002A1 (ja) 2021-04-14 2022-03-16 燃焼装置およびガスタービンシステム

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240026814A1 (ja)
EP (1) EP4325034A1 (ja)
JP (1) JPWO2022220002A1 (ja)
KR (1) KR102658027B1 (ja)
CN (1) CN117120710A (ja)
AU (1) AU2022257414B2 (ja)
WO (1) WO2022220002A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024132218A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-27 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. A gas turbine auxiliary system for nh3 conditioning

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2608643A (en) * 2021-07-09 2023-01-11 Reaction Engines Ltd Thermally integrated ammonia fuelled engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255420A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Nippon Shokubai Co Ltd ガスタービンシステム
JP2016191507A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 株式会社Ihi 燃焼装置、ガスタービン及び発電装置
CN107100736A (zh) * 2017-06-09 2017-08-29 厦门大学 燃气轮机联合系统
JP2020147478A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 アンモニア分解設備、これを備えるガスタービンプラント、アンモニア分解方法
JP2021068650A (ja) 2019-10-25 2021-04-30 株式会社ニトリホールディングス Ａｃアダプタ装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010082360A1 (ja) * 2009-01-14 2010-07-22 トヨタ自動車株式会社 エンジン
JP6707013B2 (ja) * 2016-11-08 2020-06-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンプラント、及びその運転方法
US12006865B2 (en) * 2020-11-20 2024-06-11 Rtx Corporation Cracking and separation of ammonia fuel
JP2022124156A (ja) * 2021-02-15 2022-08-25 三菱重工業株式会社 ガスタービンプラント、及びその燃料供給方法
AU2022251107A1 (en) * 2021-03-30 2023-09-14 Ihi Corporation Gas turbine system
US20220364505A1 (en) * 2021-05-14 2022-11-17 Amogy Inc. Renewable fuel power systems for vehicular applications

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255420A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Nippon Shokubai Co Ltd ガスタービンシステム
JP2016191507A (ja) 2015-03-31 2016-11-10 株式会社Ihi 燃焼装置、ガスタービン及び発電装置
CN107100736A (zh) * 2017-06-09 2017-08-29 厦门大学 燃气轮机联合系统
JP2020147478A (ja) * 2019-03-15 2020-09-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 アンモニア分解設備、これを備えるガスタービンプラント、アンモニア分解方法
JP2021068650A (ja) 2019-10-25 2021-04-30 株式会社ニトリホールディングス Ａｃアダプタ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024132218A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-27 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. A gas turbine auxiliary system for nh3 conditioning

Also Published As

Publication number Publication date
KR102658027B1 (ko) 2024-04-15
EP4325034A1 (en) 2024-02-21
KR20230149323A (ko) 2023-10-26
AU2022257414A1 (en) 2023-10-26
AU2022257414B2 (en) 2024-08-15
CN117120710A (zh) 2023-11-24
JPWO2022220002A1 (ja) 2022-10-20
US20240026814A1 (en) 2024-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022220002A1 (ja) 燃焼装置およびガスタービンシステム
US8124289B2 (en) Multistage combustor and method for starting a fuel cell system
US8261529B2 (en) Gas turbine combustor and gaseous fuel supply method for gas turbine combustor
WO2020095467A1 (ja) 水素ガス製造装置
WO2022209563A1 (ja) ガスタービンシステム
CN102369624B (zh) 燃料电池系统
WO2022209562A1 (ja) ガスタービンシステム
KR101707353B1 (ko) 발전 시스템 및 발전 시스템의 구동 방법 및 연소기
US11629855B2 (en) Redesigned burner
KR20110092954A (ko) 배기가스 재순환방식에 의한 폐회로 수소연소 시스템 및 방법
WO2023286381A1 (ja) ガスタービンシステム
JPH10110630A (ja) ガスタービン燃焼器の燃料プラント
JP6004913B2 (ja) 発電システム、発電システムの駆動方法及び燃焼器
KR20240019256A (ko) 퍼지된 알코올-기반 연료를 처리하는 장치 및 그 방법
CN114450521A (zh) 氧燃料燃烧过程中的火焰控制

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22787928

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023514530

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202317066429

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: AU2022257414

Country of ref document: AU

Ref document number: 2022257414

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2301006641

Country of ref document: TH

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237034726

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020237034726

Country of ref document: KR

Ref document number: KR1020237034726

Country of ref document: KR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022257414

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20220316

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022787928

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022787928

Country of ref document: EP

Effective date: 20231114

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11202307335V

Country of ref document: SG