(57)【要約】【課題】アンモニアを少なくとも燃料の一部としつつも、ＮＯｘ濃度の低減を図る。【解決手段】ガスタービンプラントは、ガスタービン１０と、加熱装置６０と、分解ガスライン７０と、分解ガス圧縮機８５と、を備える。加熱装置６０は、アンモニアを加熱し、アンモニアを熱分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスＰＧにする。分解ガスライン７０は、加熱装置６０からの分解ガスＰＧをガスタービン１０に送る。分解ガス圧縮機８５は、分解ガスＰＧをガスタービン１０に投入可能な投入圧力以上に昇圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させ、前記燃料の燃焼で生成される燃焼ガスで駆動し、前記燃焼ガスを排気ガスとして排気するガスタービンと、
アンモニアを加熱し、前記アンモニアを熱分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスにする加熱装置と、
前記加熱装置からの前記分解ガスを前記ガスタービンに送る分解ガスラインと、
前記分解ガスラインに設けられ、前記加熱装置からの前記分解ガスを、前記ガスタービンに投入可能な投入圧力以上に昇圧する分解ガス圧縮機と、
を備えるガスタービンプラント。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記分解ガスライン中であって、前記分解ガス圧縮機よりも前記加熱装置側に設けられ、前記加熱装置からの前記分解ガスを冷却する冷却器を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記分解ガス圧縮機で昇圧中の前記分解ガスを冷却する昇圧中冷却器を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記加熱装置は、アンモニアガスを加熱して熱分解し、前記分解ガスを生成する反応器を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項５】
請求項４に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記反応器は、前記アンモニアガスと接して前記アンモニアガスの熱分解を促進する触媒を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記加熱装置は、液体アンモニアを加熱して気化させ、前記アンモニアガスにする蒸発器を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項７】
請求項６に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記加熱装置は、前記蒸発器で加熱される前の前記液体アンモニアを加熱する予熱器を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記加熱装置内の前記アンモニアは、前記投入圧力未満で且つ０．３ＭＰａ以上である、
ガスタービンプラント。
【請求項９】
請求項１から５のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記アンモニアの圧力を減圧してから、前記アンモニアを前記加熱装置に送る減圧器を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項１０】
請求項９のガスタービンプラントにおいて、
前記減圧器で減圧された前記アンモニアを外部媒体と熱交換させて、前記アンモニアを加熱してからアンモニアガスとして前記加熱装置に送る予熱器を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記燃料の少なくとも一部として、天然ガスを前記ガスタービンに送る天然ガスラインと、
前記ガスタービンに供給される前記天然ガスと前記分解ガスとを合せた全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を調節する調節器と、
を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項１２】
請求項１１に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関して、前記加熱装置内の前記アンモニアの圧力に応じて予め定められた値を前記調節器に指示する制御装置を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項１３】
請求項１２に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関する前記予め定められた値は、前記加熱装置内の前記アンモニアの圧力が高くなるに連れて小さくなる、
ガスタービンプラント。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記ガスタービンからの前記排気ガスが流れる排気ガスラインを備え、
前記加熱装置は、前記排気ガスラインに設けられ、熱媒体としての前記排気ガスと前記アンモニアとを熱交換させて、前記アンモニアを加熱する熱交換器を有する、
ガスタービンプラント。
【請求項１５】
請求項１４に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記排気ガスラインに設けられ、水と前記排気ガスとを熱交換させて、前記水を加熱して蒸気にするボイラーを備え、
前記排気ガスラインは、第一排気ガスラインと第二排気ガスラインとを有し、
前記ボイラーは、前記第一排気ガスラインに設けられ、
前記熱交換器は、前記第二排気ガスラインに設けられている、
ガスタービンプラント。
【請求項１６】
請求項１５に記載のガスタービンプラントにおいて、
前記第一排気ガスラインと前記第二排気ガスラインとのうち、前記第一排気ガスラインのみに前記排気ガスが流れる第一状態と、少なくとも前記第二排気ガスラインに前記排気ガスが流れる第二状態との間で、前記排気ガスの流れを変える切替器を備える、
ガスタービンプラント。
【請求項１７】
燃料を燃焼させ、前記燃料の燃焼で生成される燃焼ガスで駆動し、前記燃焼ガスを排気ガスとして排気するガスタービンを備えるガスタービンプラントの運転方法において、
アンモニアを加熱し、前記アンモニアを熱分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスにする加熱工程と、
前記分解ガスを前記ガスタービンに投入可能な投入圧力以上に昇圧する昇圧工程と、
前記昇圧工程で昇圧された前記分解ガスを、少なくとも前記燃料の一部として前記ガスタービンに供給する分解ガス供給工程と、
を実行するガスタービンプラントの運転方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のガスタービンプラントの運転方法において、
前記昇圧工程で昇圧される前の前記分解ガスを冷却して、冷却後の前記分解ガスを前記昇圧工程で昇圧させる冷却工程を実行する、
ガスタービンプラントの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼させて駆動するガスタービンを備え、アンモニアを少なくとも燃料の一部とするガスタービンプラント、及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンプラントとしては、例えば、以下の特許文献１に記載されているプラントがある。このプラントは、ガスタービンと、アンモニアタンク内の液体アンモニアをガスタービンに投入可能な圧力にまで昇圧する加圧ポンプと、加圧ポンプで加圧された液体アンモニアを水素ガスと窒素ガスとに分解するアンモニア分解装置と、を備える。アンモニア分解装置は、加圧ポンプで加圧された液体アンモニアをガスタービンからの排気ガスと熱交換させて、この液体アンモニアを加熱して、水素ガスと窒素ガスとに分解する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９４８３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスタービンプラントでは、このガスタービンプラントから排気される排気ガスのＮＯｘ濃度の低減が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、アンモニアを少なくとも燃料の一部としつつも、ＮＯｘ濃度の低減を図ることができるガスタービンプラント、及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンプラントは、
燃料を燃焼させ、前記燃料の燃焼で生成される燃焼ガスで駆動し、前記燃焼ガスを排気ガスとして排気するガスタービンと、アンモニアを加熱し、前記アンモニアを熱分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスにする加熱装置と、前記加熱装置からの前記分解ガスを前記ガスタービンに送る分解ガスラインと、前記分解ガスラインに設けられ、前記加熱装置からの前記分解ガスを、前記ガスタービンに投入可能な投入圧力以上に昇圧する分解ガス圧縮機と、を備える。
【０００７】
当該ガスタービンプラントでは、投入圧力未満の低圧力のアンモニアを加熱装置で熱分解してから、熱分解で生成された分解ガスを分解ガス圧縮機で投入圧力以上に昇圧する。このため、当該ガスタービンプラントとでは、加熱装置でのアンモニアの熱分解が促進され、分解ガス中に含まれる残存アンモニアガスを少なくすることができる。よって、当該ガスタービンプラントでは、分解ガスの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量を抑えることができる。
【０００８】
ここで、前記ガスタービンプラントにおいて、前記分解ガスライン中であって、前記分解ガス圧縮機よりも前記加熱装置側に設けられ、前記加熱装置からの前記分解ガスを冷却する冷却器を備えてもよい。
【０００９】
当該ガスタービンプラントでは、加熱装置から流出した分解ガスを冷却器で直ちに冷却するので、この分解ガス中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されて、アンモニアガスになるのを抑制することができる。
【００１０】
また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記冷却器は、前記分解ガスを１００℃以下に冷却する能力を有してもよい。
【００１１】
当該ガスタービンプラントでは、分解ガスを冷却器で１００℃以下に冷却できるので、この分解ガス中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されて、アンモニアガスになるのをさらに抑制することができる。
【００１２】
また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記分解ガス圧縮機で昇圧中の前記分解ガスを冷却する昇圧中冷却器を備えてもよい。
【００１３】
当該ガスタービンプラントでは、昇圧中の分解ガスが昇圧中冷却器で冷却されるので、分解ガス圧縮機での昇圧効率を高めることができる。このため、当該ガスタービンプラントでは、分解ガス圧縮機を駆動するためのエネルギーを抑えることができる。また、分解ガスの温度上昇が抑えられるため、分解ガス中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されるのを抑制することができる。
【００１４】
前記昇圧中冷却器を備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記分解ガス圧縮機は、直列接続されて、前記分解ガスを順次昇圧する複数の部分昇圧機を備え、前記昇圧中冷却器は、複数の部分昇圧機のうち、互いに隣接する二つの部分昇圧機の間に配置されてもよい。
【００１５】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置は、前記アンモニアを５００℃以上に加熱する能力を有してもよい。
【００１６】
当該ガスタービンプラントでは、アンモニアが５００℃以上に加熱されるので、分解ガス中に含まれる残存アンモニアガスの濃度を抑えることができる。
【００１７】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置は、アンモニアガスを加熱して熱分解し、前記分解ガスを生成する反応器を有してもよい。
【００１８】
前記反応器を有する前記ガスタービンプラントにおいて、前記反応器は、前記アンモニアガスと接して前記アンモニアガスの熱分解を促進する触媒を有してもよい。
【００１９】
前記反応器を有する、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置は、液体アンモニアを加熱して気化させ、前記アンモニアガスにする蒸発器を有してもよい。
【００２０】
前記蒸発器を有する前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置は、前記蒸発器で加熱される前の前記液体アンモニアを加熱する予熱器を有してもよい。
【００２１】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置内の前記アンモニアは、前記投入圧力未満で且つ０．３ＭＰａ以上であってもよい。
【００２２】
当該ガスタービンプラントでは、液体アンモニアの輸送に必要な圧力である０．３ＭＰａ以上のアンモニアを、そのまま、加熱装置に流入させることになるため、後述のガスタービンプラントにおける減圧器が不要になる。また、当該ガスタービンプラントでは、加熱装置から流出した分解ガスの圧力が減圧器を備える後述のガスタービンプラントよりも高いため、この後述のガスタービンプラントよりも低い昇圧能力の分解ガス圧縮機でたりる。よって、当該ガスタービンプラントでは、設備コストの面で、後述のガスタービンプラントよりも有利である。また、当該ガスタービンプラントの分解ガス圧縮機は、後述のガスタービンプラントよりも圧力が高いガスを後述のガスタービンプラントと同じ投入圧力まで高めればよいため、この分解ガス圧縮機の駆動に必要なエネルギーが後述のガスタービンプラントよりも小さくなる。よって、当該ガスタービンプラントでは、発電効率の面で後述のガスタービンプラントよりも有利である。
【００２３】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記アンモニアの圧力を減圧してから、前記アンモニアを前記加熱装置に送る減圧器を備えてもよい。
【００２４】
当該ガスタービンプラントでは、加熱装置内の圧力が低くなるため、加熱装置内で生成される分解ガス中に含まれる残存ガスアンモニアの濃度を低くすることができる。よって、当該ガスタービンプラントでは、分解ガスの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量をより抑えることができる。
【００２５】
前記減圧器を備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記減圧器は、前記アンモニアの圧力を０.３ＭＰａ未満に減圧する能力を有してもよい。
【００２６】
当該ガスタービンプラントでは、常温環境下で、液体アンモニアが減圧器を通過した場合、アンモニアの減圧により、液体アンモニアを気化させ、ガスアンモニアにすることができる。このため、液体アンモニアを気化させる蒸発器を省略することができる。
【００２７】
前記減圧器を備える、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記減圧器で減圧された前記アンモニアを外部媒体と熱交換させて、前記アンモニアを加熱してからアンモニアガスとして前記加熱装置に送る予熱器を有してもよい。
【００２８】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記燃料の少なくとも一部として、天然ガスを前記ガスタービンに送る天然ガスラインと、前記ガスタービンに供給される前記天然ガスと前記分解ガスとを合せた全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を調節する調節器と、を備えてもよい。
【００２９】
当該ガスタービンプラントでは、全燃料ガスの流量に対する分解ガスの流量比を調節することで、ガスタービンの排気ガス中に含まれるＮＯｘの濃度を調節することができる。
【００３０】
前記調節器を備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関して、前記加熱装置内の前記アンモニアの圧力に応じて予め定められた値を前記調節器に指示する制御装置を備えてもよい。
【００３１】
前記制御装置を備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関する前記予め定められた値は、前記加熱装置内の前記アンモニアの圧力が高くなるに連れて小さくなってもよい。
【００３２】
加熱装置内のアンモニアの圧力が高くなるに連れて、分解ガス中に含まれる残存アンモニアガスの濃度が高くなる。このため、加熱装置内のアンモニアの圧力が高くなるに連れて、分解ガスの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量が増加する。よって、当該ガスタービンプラントのように、加熱装置内の前記アンモニアの圧力が高くなるに連れて、全燃料ガスの流量に対する分解ガスの流量の比に関する予め定められた値を小さくすることで、燃焼ガス中に含まれるＮＯｘの量を抑えることができる。
【００３３】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置は、前記ガスタービンからの前記排気ガスの熱を前記アンモニアを加熱するための熱源としてもよい。
【００３４】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記ガスタービンからの前記排気ガスが流れる排気ガスラインを備え、前記加熱装置は、前記排気ガスラインに設けられ、熱媒体としての前記排気ガスと前記アンモニアとを熱交換させて、前記アンモニアを加熱する熱交換器を有してもよい。
【００３５】
前記排気ガスラインを備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記排気ガスラインに設けられ、水と前記排気ガスとを熱交換させて、前記水を加熱して蒸気にするボイラーを備え、前記排気ガスラインは、第一排気ガスラインと第二排気ガスラインとを有し、前記ボイラーは、前記第一排気ガスラインに設けられ、前記熱交換器は、前記第二排気ガスラインに設けられてもよい。
【００３６】
さらに、ガスタービンとボイラーとを備える一般的な既存のガスタービンプラントから、容易に、当該ガスタービンプラントに変更することができる。また、当該ガスタービンプラントでは、排気ガスの温度が、ガスタービンの起動時等でアンモニアの分解に必要な温度に至らない場合でも、この排気ガスの熱を排熱回収ボイラーで有効利用することができる。
【００３７】
前記第一排気ガスライン及び前記第二排気ガスラインを有する前記ガスタービンプラントにおいて、前記第一排気ガスラインと前記第二排気ガスラインとのうち、前記第一排気ガスラインのみに前記排気ガスが流れる第一状態と、少なくとも前記第二排気ガスラインに前記排気ガスが流れる第二状態との間で、前記排気ガスの流れを変える切替器を備えてもよい。
【００３８】
前記切替器を備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置に流入する前の前記排気ガスの温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度が、前記加熱装置で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、前記加熱装置に前記アンモニアを供給するアンモニア供給源に対してアンモニア供給を指示すると共に、前記切替器に前記第一状態から前記第二状態への切替えを指示する制御装置と、を備えてもよい。
【００３９】
当該ガスタービンプラントでは、排気ガスの温度が予め定められた温度以上になってから、加熱装置への排気ガスの流入が開始され、且つアンモニア供給源から加熱装置へのアンモニアの供給が開始される。このため、当該ガスタービンプラントでは、アンモニア供給源から熱交換器へのアンモニアの供給開始から、このアンモニアを高温に加熱し、残存アンモニアガスの少ない分解ガスを生成することができる。よって、当該ガスタービンプラントでは、アンモニア供給源から熱交換器へのアンモニアの供給開始から、分解ガスの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量を少なくすることができる。
【００４０】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記加熱装置は、熱媒体と前記アンモニアとを熱交換させて、前記アンモニアを加熱する熱交換器を有し、前記熱交換器に流入する前の前記熱媒体の温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度が、前記熱交換器で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、前記熱交換器に前記アンモニアを供給するアンモニア供給源に対してアンモニア供給を指示する制御装置と、を備えてもよい。
【００４１】
上記目的を達成するための発明に係る一態様としてのガスタービンプラントの運転方法は、
燃料を燃焼させ、前記燃料の燃焼で生成される燃焼ガスで駆動し、前記燃焼ガスを排気ガスとして排気するガスタービンを備えるガスタービンプラントの運転方法において、アンモニアを加熱し、前記アンモニアを熱分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスにする加熱工程と、前記分解ガスを前記ガスタービンに投入可能な投入圧力以上に昇圧する昇圧工程と、前記昇圧工程で昇圧された前記分解ガスを、少なくとも前記燃料の一部として前記ガスタービンに供給する分解ガス供給工程と、を実行する。
【００４２】
ここで、前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記昇圧工程で昇圧される前の前記分解ガスを冷却して、冷却後の前記分解ガスを前記昇圧工程で昇圧させる冷却工程を実行してもよい。
【００４３】
また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記冷却工程では、前記分解ガスＰＧを１００℃以下に冷却してもよい。
【００４４】
また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記昇圧工程での昇圧中の前記分解ガスを冷却する昇圧中冷却工程を実行してもよい。
【００４５】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程では、前記アンモニアを５００℃以上に加熱してもよい。
【００４６】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程は、アンモニアガスを加熱して熱分解し、前記分解ガスを生成する反応工程を含んでもよい。
【００４７】
前記反応工程を含む前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記反応工程では、触媒により前記アンモニアガスの熱分解を促進してもよい。
【００４８】
前記反応工程を含む、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記熱交換工程は、液体アンモニアを加熱して気化させ、前記アンモニアガスにする蒸発工程を含んでもよい。
【００４９】
前記蒸発工程を含む前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程は、前記蒸発工程で加熱される前の前記液体アンモニアを加熱する予熱工程を含んでもよい。
【００５０】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程では、前記投入圧力未満で且つ０．３ＭＰａ以上のアンモニアを受け入れるてもよい。
【００５１】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程の前に前記アンモニアの圧力を減圧する減圧工程を実行してもよい。
【００５２】
前記減圧工程を実行する前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記減圧工程では、前記アンモニアの圧力を０.３ＭＰａ未満に減圧してもよい。
【００５３】
前記減圧工程を実行する、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程前に、前記減圧工程で減圧された前記アンモニアを外部媒体熱交換させて、前記アンモニアを加熱する予熱工程を実行してもよい。
【００５４】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記燃料の少なくとも一部として、天然ガスを前記ガスタービンに供給する天然ガス供給工程と、前記ガスタービンに供給される前記天然ガスと前記分解ガスとを合せた全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を調節する調節工程と、を実行してもよい。
【００５５】
前記調節工程を実行する前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記調節工程では、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を、前記加熱工程中の前記アンモニアの圧力に応じて予め定められた値にしてもよい。
【００５６】
前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関する前記予め定められた値は、前記加熱工程中の前記アンモニアの圧力が高くなるに連れて小さくなってもよい。
【００５７】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程では、前記ガスタービンからの前記排気ガスの熱を前記アンモニアを加熱するための熱源としてもよい。
【００５８】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程は、前記ガスタービンからの前記排気ガスを熱媒体として、前記アンモニアと熱交換させて、前記アンモニアを加熱する熱交換工程を含んでもよい。
【００５９】
前記排気ガスを前記熱媒体とする前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記ガスタービンからの前記排気ガスと水とを熱交換させて、前記水を加熱して蒸気にする蒸気発生工程と、前記ガスタービンからの前記排気ガスを第一排気ガスと第二排気ガスとに分流する分流工程と、を実行し、前記蒸気発生工程では、前記第一排気ガスと前記水とを熱交換させ、前記熱交換工程では、前記第二排気ガスと前記アンモニアとを熱交換させてもよい。
【００６０】
前記分流工程を実行する前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記第一排気ガスと前記第二排気ガスとのうち、前記第一排気ガスのみが流れる第一状態と、少なくとも前記第二排気ガスが流れる第二状態との間で、前記排気ガスの流れを変える切替工程を実行してもよい。
【００６１】
前記切替工程を実行する前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記熱交換工程で熱交換させる前の前記排気ガスの温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度が、前記熱交換工程で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、アンモニア供給源からのアンモニアに対して前記熱交換工程を実行させるアンモニア供給工程と、を実行すると共に、前記切替工程では、前記温度検知工程で検知された温度が、前記熱交換工程で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、前記第一状態から前記第二状態に切り替えてもよい。
【００６２】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記加熱工程は、熱媒体と前記アンモニアとを熱交換させて、前記アンモニアを加熱する熱交換工程を含み、前記熱交換工程で熱交換される前の前記熱媒体の温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度が、前記熱交換工程で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、アンモニア供給源からのアンモニアに対して前記熱交換工程を実行させるアンモニア供給工程と、を実行してもよい。
【００６３】
また、本発明に係る他の態様としてのガスタービンプラントは、
燃料を燃焼させ、前記燃料の燃焼で生成される燃焼ガスで駆動し、前記燃焼ガスを排気ガスとして排気するガスタービンと、前記ガスタービンからの前記排気ガスが流れる第一排気ガスライン及び第二排気ガスラインと、前記第一排気ガスラインに設けられ、水と前記排気ガスとを熱交換させて、前記水を加熱して蒸気にするボイラーと、前記第二排気ガスラインに設けられ、アンモニアと前記排気ガスとを熱交換させて、前記アンモニアを前記熱媒体の熱で分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスにする熱交換器と、前記熱交換器からの前記分解ガスを、少なくとも前記燃料の一部として前記ガスタービンに送る分解ガスラインと、前記第一排気ガスラインと前記第二排気ガスラインとのうち、前記第一排気ガスラインのみに前記排気ガスが流れる第一状態と、少なくとも前記第二排気ガスラインに前記排気ガスが流れる第二状態との間で、前記排気ガスの流れを変える切替器と、を備える。
【００６４】
当該ガスタービンプラントでは、熱交換器でアンモニアを熱分解する条件を満たしたときに、この熱交換器に排気ガスを送ることができる。また、ガスタービンと排熱回収ボイラーとを備える一般的な既存のガスタービンプラントから、容易に、当該ガスタービンプラントに変更することができる。また、当該ガスタービンプラントでは、排気ガスの温度が、ガスタービンの起動時等でアンモニアの分解に必要な温度に至らない場合でも、この排気ガスの熱を排熱回収ボイラーで有効利用することができる。
【００６５】
ここで、前記ガスタービンプラントにおいて、前記熱交換器に流入する前の前記排気ガスの温度を検知する温度計と、前記温度計で検知された温度が、前記熱交換器で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、前記熱交換器に前記アンモニアを供給するアンモニア供給源に対してアンモニア供給を指示すると共に、前記切替器に前記第一状態から前記第二状態への切替えを指示する制御装置と、を備えてもよい。
【００６６】
当該ガスタービンプラントでは、排気ガスの温度が予め定められた温度以上になってから、熱交換器への排気ガスの流入が開始され、且つアンモニア供給源から熱交換器へのアンモニアの供給が開始される。このため、当該ガスタービンプラントでは、アンモニア供給源から熱交換器へのアンモニアの供給開始から、このアンモニアを高温に加熱し、残存アンモニアガスの少ない分解ガスを生成することができる。よって、当該ガスタービンプラントでは、アンモニア供給源から熱交換器へのアンモニアの供給開始から、分解ガスの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量を少なくすることができる。
【００６７】
以上のいずれかの前記ガスタービンプラントにおいて、前記燃料の少なくとも一部として、天然ガスを前記ガスタービンに送る天然ガスラインを備えてもよい。
【００６８】
前記天然ガスラインを備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記ガスタービンに供給される前記天然ガスと前記分解ガスとを合せた全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を調節する調節器を備えてもよい。
【００６９】
前記調節器を備える前記ガスタービンプラントにおいて、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関して、前記熱交換器内の前記アンモニアの圧力に応じて予め定められた値を前記調節器に指示する制御装置を備えてもよい。
【００７０】
また、本発明に係る他の態様としてのガスタービンプラントの運転方法は、
燃料を燃焼させ、前記燃料の燃焼で生成される燃焼ガスで駆動し、前記燃焼ガスを排気ガスとして排気するガスタービンを備えるガスタービンプラントの運転方法において、前記ガスタービンからの前記排気ガスを第一排気ガスと第二排気ガスとに分流する分流工程と、水と前記第一排気ガスとを熱交換させて、前記水を加熱して蒸気にする蒸気発生工程と、アンモニアと前記第二排気ガスとを熱交換させて、前記アンモニアを前記熱媒体の熱で分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスにする熱交換工程と、前記分解ガスを、少なくとも前記燃料の一部として前記ガスタービンに送る分解ガス供給工程と、前記第一排気ガスと前記第二排気ガスとのうち、前記第一排気ガスのみが流れる第一状態と、少なくとも前記第二排気ガスが流れる第二状態との間で、前記排気ガスの流れを変える切替工程と、を実行する。
【００７１】
ここで、前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記熱交換工程で熱交換させる前の前記排気ガスの温度を検知する温度検知工程と、前記温度検知工程で検知された温度が、前記熱交換工程で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、アンモニア供給源からのアンモニアに対して前記熱交換工程を実行させるアンモニア供給工程と、を実行すると共に、前記切替工程では、前記温度検知工程で検知された温度が、前記熱交換工程で前記アンモニアが熱分解し得る温度よりも高くることを少なくとも条件として、前記第一状態から前記第二状態に切り替えてもよい。
【００７２】
また、以上のいずれかの前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記燃料の少なくとも一部として、天然ガスを前記ガスタービンに供給する天然ガス供給工程を実行してもよい。
【００７３】
前記天然ガス供給工程を実行する前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記ガスタービンに供給される前記天然ガスと前記分解ガスとを合せた全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を調節する調節工程を実行してもよい。
【００７４】
前記調節工程を実行する前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記調節工程では、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比を、前記熱交換工程中の前記アンモニアの圧力に応じて予め定められた値にしてもよい。
【００７５】
前記ガスタービンプラントの運転方法において、前記全燃料ガスの流量に対する前記分解ガスの流量の比に関する前記予め定められた値は、前記熱交換工程中の前記アンモニアの圧力が高くなるに連れて小さくなってもよい。
【発明の効果】
【００７６】
本発明の一態様によれば、アンモニアを少なくとも燃料の一部としつつも、ＮＯｘ濃度の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態例における反応器の部分断面図である。
【図３】１ＭＰａ環境下でのアンモニアガスと水素ガスと窒素ガスとのモル分率と温度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンプラントの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図６】０．１ＭＰａ環境下でのアンモニアガスと水素ガスと窒素ガスとのモル分率と温度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係る第二実施形態におけるガスタービンプラントの動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る第三実施形態におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図９】５ＭＰａ環境下でのアンモニアガスと水素ガスと窒素ガスとのモル分率と温度との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る第三実施形態におけるガスタービンプラントの動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第一変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図１２】本発明に係る第二変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図１３】本発明に係る第三変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図１４】本発明に係る第四変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【図１５】本発明に係る第五変形例におけるガスタービンプラントの系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
以下、ガスタービンプラントの各種実施形態及び各種変形例について、図面を用いて説明する。
【００７９】
「第一実施形態」
図１〜図４を参照して、ガスタービンプラントの第一実施形態について説明する。
【００８０】
本実施形態のガスタービンプラントは、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０の駆動で発電する発電機１９と、排気ガスライン２０と、排熱回収ボイラー３０と、蒸気タービン４０と、蒸気タービン４０の駆動で発電する発電機４９と、復水器４１と、アンモニアを分解して水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスＰＧをガスタービン１０に供給する分解ガス供給設備５０と、これらを制御する制御装置９９と、を備える。
【００８１】
ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する空気圧縮機１１と、空気圧縮機１１で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器１４と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン１５と、を備える。空気圧縮機１１は、軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１２と、この圧縮機ロータ１２を覆う圧縮機ケーシング１３と、を有する。タービン１５は、軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ１６と、このタービンロータ１６を覆うタービンケーシング１７と、を有する。圧縮機ロータ１２とタービンロータ１６とは、同一の軸線Ａｒ上に位置して、相互に連結されて、ガスタービンロータを成している。発電機１９のロータは、このガスタービンロータに連結されている。ガスタービン１０は、さらに、圧縮機ケーシング１３とタービンケーシング１７との間に位置して、両者を接続する中間ケーシング１８を備える。燃焼器１４は、この中間ケーシング１８に取り付けられている。圧縮機ケーシング１３、中間ケーシング１８、タービンケーシング１７は、相互に接続されてガスタービンケーシングを成している。燃焼器１４は、中間ケーシング１８に取り付けられている。この燃焼器１４には、燃料ライン７５が接続されている。この燃料ライン７５には、この燃料ライン７５を流れる燃料の流量を検知する燃料流量計７６と、この燃料ライン７５を流れる燃料の流量を調節する燃料調節弁７７と、が設けられている。この燃料ライン７５には、燃料の一部である天然ガスＮＧが流れる天然ガスライン７９が接続されている。
【００８２】
排気ガスライン２０には、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧが流れる。この排気ガスライン２０は、主排気ガスライン２１と、第一排気ガスライン２２と、第二排気ガスライン２３と、を有する。主排気ガスライン２１の第一端は、タービン１５の排気口に接続されている。主排気ガスライン２１の第二端には、第一排気ガスライン２２及び第二排気ガスライン２３が接続されている。すなわち、この排気ガスライン２０は、主排気ガスライン２１の第二端で第一排気ガスライン２２と第二ガスラインとに分岐している。
【００８３】
排熱回収ボイラー３０は、排気ガスＥＧが内部を流れるボイラー外枠３１と、節炭器３２と、蒸発器３３と、過熱器３４と、を有する。ボイラー外枠３１は、第一排気ガスライン２２に接続されている。よって、ボイラー外枠３１内には、第一排気ガスライン２２を流れてきた第一排気ガスＥＧ１が流入する。このため、ボイラー外枠３１は、第一排気ガスライン２２の一部を構成しているとも言える。節炭器３２は、ボイラー外枠３１内に配置され、水と排気ガスＥＧとを熱交換させて水を加熱する。蒸発器３３は、その一部がボイラー外枠３１内に配置され、節炭器３２で加熱された水と排気ガスＥＧとを熱交換させて、水を加熱して蒸気にする。過熱器３４は、ボイラー外枠３１内に配置され、蒸気と排気ガスＥＧとを熱交換させて、蒸気を過熱する。
【００８４】
蒸気タービン４０は、排熱回収ボイラー３０で発生した蒸気で駆動する。このため、蒸気タービン４０の蒸気入口と排熱回収ボイラー３０の過熱器３４とは、蒸気ライン４２で接続されている。発電機４９は、この蒸気タービン４０に接続されている。蒸気タービン４０の蒸気排気口には、復水器４１が接続されている。この復水器４１は、蒸気タービン４０から排気された蒸気を水に戻す。復水器４１で生成された水は、排熱回収ボイラー３０に戻される。このため、復水器４１と排熱回収ボイラー３０の節炭器３２とは、給水ライン４３で接続されている。
【００８５】
なお、図１では、排熱回収ボイラー３０を一種類の圧力の蒸気のみを発生するボイラーとして描いているが、この排熱回収ボイラー３０は、互いに圧力の異なる複数種類の蒸気を発生するボイラーであってもよい。この場合、複数種類の蒸気毎に蒸気タービンを設けてもよい。
【００８６】
分解ガス供給設備５０は、アンモニアライン５１と、加熱装置としての熱交換器６０と、分解ガスライン７０と、冷却器８０と、分解ガス圧縮機８５と、主排気ガスライン２１と、第二排気ガスライン２３と、切替器２４と、温度計２５と、を備える。
【００８７】
アンモニアライン５１は、アンモニア供給源９０からの液体アンモニアが流れ、この液体アンモニアを熱交換器６０に送る。アンモニア供給源９０は、例えば、液体アンモニアが蓄えられるアンモニアタンク９２と、アンモニアタンク９２内の液体アンモニアを分解ガス供給設備５０に圧送するアンモニアポンプ９３と、アンモニアポンプ９３の吐出側に設けられているアンモニア遮断弁９４と、を有する。
【００８８】
加熱装置としての熱交換器６０は、アンモニアと排気ガスＥＧとを熱交換させて、アンモニアを排気ガスＥＧの熱で分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスＰＧにする。この熱交換器６０は、排気ガスＥＧが内部を流れる熱交換器枠６１と、予熱器６４と、蒸発器６５と、反応器６６と、を有する。熱交換器枠６１は、第二排気ガスライン２３に接続されている。よって、熱交換器枠６１内には、第二排気ガスライン２３を流れてきた第二排気ガスＥＧ２が流入する。このため、熱交換器枠６１は、第二排気ガスライン２３の一部を構成しているとも言える。予熱器６４は、アンモニアライン５１と接続されている。この予熱器６４は、熱交換器枠６１内に配置され、アンモニアライン５１からの液体アンモニアと排気ガスＥＧとを熱交換させて、液体アンモニアを加熱する。蒸発器６５は、その一部が熱交換器枠６１内に配置され、予熱器６４で加熱された液体アンモニアと排気ガスＥＧとを熱交換させて、液体アンモニアをさらに加熱して気化させ、アンモニアガスにする。反応器６６は、熱交換器枠６１内に配置され、アンモニアガスと排気ガスＥＧとを熱交換させて、アンモニアガスを排気ガスＥＧの熱で分解して、水素ガスと窒素ガスとを含む分解ガスＰＧにする。熱交換器枠６１には、排気ガス入口６２と排気ガス出口６３とが設けられている。熱交換器枠６１には、排気ガス出口６３から排気ガス入口６２側に向って、予熱器６４、蒸発器６５、反応器６６の順で配置されている。
【００８９】
反応器６６は、図２に示すように、排気ガスＥＧが流れる熱交換器枠６１内にアンモニアガス及び分解ガスＰＧが流れる流路を形成する流路形成部材６７と、流路形成部材６７が形成する流路中に配置された触媒６８と、を有する。流路形成部材６７は、例えば、伝熱管や、複数のプレートを組み合わせたもので構成される。触媒６８としては、例えば、Ｃｏ−ＣｅＺｒＯｘ、４ｗｔ%Ｃｓ／Ｃｏ−ＣｅＺｒＯｘ、１ｗｔ%Ｋ／Ｃｏ−ＣｅＺｒＯｘ、１０ｗｔ%Ｂａ／Ｃｏ−ＣｅＺｒＯｘ、Ｃｓ２Ｏ／Ｒｕ／Ｍｇ−Ａｌ等である。これの触媒は、いずれも、４５０℃〜７００℃のときに、アンモニアガスを水素ガス及び窒素ガスに変換する転換率の高い触媒である。
【００９０】
反応器６６には、分解ガスライン７０の第一端が接続されている。分解ガスライン７０の第二端は、燃料ライン７５に接続されている。よって、燃焼器１４には、天然ガスライン７９から燃料ライン７５に流入した天然ガスＮＧと、分解ガスライン７０から燃料ライン７５に流入した分解ガスＰＧとが、それぞれ、燃料として供給可能である。
【００９１】
冷却器８０は、分解ガスライン７０に設けられている。この冷却器８０は、例えば、熱交換器で、冷媒と分解ガスＰＧとを熱交換させて、分解ガスＰＧを冷却する。
【００９２】
分解ガス圧縮機８５は、分解ガスライン７０中であって、冷却器８０よりも燃焼器側に設けられている。この分解ガス圧縮機８５は、冷却器８０で冷却された分解ガスＰＧを、燃焼器１４に投入可能な投入圧力まで昇圧する。本実施形態の分解ガス圧縮機８５は、直列接続されて、分解ガスＰＧを順次昇圧する複数の部分昇圧機８６を備える。複数の部分昇圧機８６のロータは、互いに連結されて、分解ガス圧縮機ロータとして一体回転する。複数の部分昇圧機８６で、互いに隣接する二つの部分昇圧機８６の間には、昇圧中冷却器８７が設けられている。昇圧中冷却器８７は、互いに隣接する二つの部分昇圧機８６のうち、上流側の部分昇圧機８６で昇圧された分解ガスＰＧを冷却して、分解ガスＰＧの体積を小さくすることで、下流側の部分昇圧機８６での昇圧効率を高める役割を果たす。さらに、昇圧中冷却器８７は、分解ガスＧＰの温度上昇を抑えて、分解ガスＧＰ中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されるのを抑制する役割も果たす。なお、昇圧中冷却器８７は、必須のものではなく、これを省いてもよい。また、本実施形態における複数の部分昇圧機８６のロータは、互いに連結されているが、複数の部分昇圧機８６の各ロータは、互いに独立していてもよい。また、本実施形態の分解ガス圧縮機８５は、複数の部分昇圧機８６を有するが、分解ガスＰＧを投入圧力以上に昇圧することができれば、分解ガス圧縮機８５は一の昇圧機のみで構成されてもよい。
【００９３】
分解ガスライン７０には、さらに、分解ガス圧縮機８５よりも燃焼器側の位置に、この分解ガスライン７０を流れる分解ガスＰＧの流量を検知する分解ガス流量計７３と、この分解ガスライン７０を流れる分解ガスＰＧの流量を調節する分解ガス調節弁７２と、が設けられている。
【００９４】
ここで、燃焼器１４に投入可能な分解ガスＰＧの圧力である投入圧力を、一例として、５ＭＰａとする。このため、分解ガス圧縮機８５は、投入圧力である５ＭＰａ未満の分解ガスＰＧを受け入れて、この分解ガスＰＧを５ＭＰａ以上に昇圧する。また、アンモニアポンプ９３は、アンモニアタンク９２からの液体アンモニアを昇圧して、この液体アンモニアを熱交換器６０に送る。熱交換器６０にアンモニアを送るためには、アンモニアポンプ９３により、液体アンモニアを少なくとも０．３ＭＰａ以上に昇圧することが好ましい。このため、アンモニアポンプ９３の吐出圧は、０．３ＭＰａ以上で投入圧力（例えば、５ＭＰａ）未満である。ここでは、このアンモニアポンプ９３の吐出圧を、一例として、１ＭＰａとする。よって、熱交換器６０内のアンモニアの圧力は、０．３ＭＰａ以上で投入圧力（例えば、５ＭＰａ）未満で、例えば、１ＭＰａになる。なお、本実施形態では、熱交換器６０内のアンモニアの圧力、言い換えると、熱交換器６０が受け入れるアンモニアの圧力が０．３ＭＰａ以上であるが、１ＭＰａ以上であることがより好ましい。熱交換器６０が受け入れるアンモニアの圧力が１ＭＰａ以上であると、アンモニア供給源９０からの液体アンモニアを熱交換器６０に送る過程で、この液体アンモニアが気化してガスアンモニアになることを抑制することができる。このため、熱交換器６０が受け入れるアンモニアの圧力が１ＭＰａ以上であると、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へ、アンモニアを容易に供給することができる。
【００９５】
切替器２４は、第二排気ガスライン２３に設けられている。この切替器２４は、第一排気ガスライン２２のみに排気ガスＥＧ（第一排気ガスＥＧ１）が流れる第一状態と、少なくとも第二排気ガスライン２３に排気ガスＥＧ（第二排気ガスＥＧ２）が流れる第二状態との間で、排気ガスＥＧの流れを変える。なお、本実施形態の第二状態では、第二排気ガスライン２３のみならず、第一排気ガスライン２２にも排気ガスＥＧが流れる。この切替器２４は、例えば、第二排気ガスライン２３に設けられたダンパ弁と、このダンパ弁を駆動する弁アクチュエータと、を有する。なお、切替器２４は、例えば、主排気ガスライン２１の第二端の位置、つまり主排気ガスライン２１から第一排気ガスライン２２と第二ガスラインとが分岐する位置に設けてもよい。温度計２５は、主排気ガスライン２１に設けられ、この主排気ガスライン２１を流れる排気ガスＥＧを温度を検知する。
【００９６】
制御装置９９は、外部からの各種指令や、主排気ガスライン２１に設けられている温度計２５で検知された温度、燃料ライン７５に設けられている燃料流量計７６で検知された流量、分解ガスライン７０に設けられている分解ガス流量計７３で検知された流量等に応じて、切替器２４、燃料調節弁７７、分解ガス調節弁７２等を制御する。本実施形態において、ガスタービン１０に供給される天然ガスＮＧと分解ガスＰＧとを合せた全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比を調節する調節器７１は、燃料調節弁７７と分解ガス調節弁７２とを有して構成される。
【００９７】
次に、図４に示すフローチャートに従って、本実施形態におけるガスタービンプラントの動作について説明する。
【００９８】
ガスタービン１０の起動前、分解ガス調節弁７２、アンモニア遮断弁９４は、閉状態である。また、切替器２４は、第一排気ガスライン２２のみに排気ガスＥＧ（第一排気ガスＥＧ１）が流れる第一状態である。ガスタービン１０の起動時、ガスタービン１０の燃料のうち、天然ガスＮＧのみを燃焼器１４に供給する。このため、ガスタービン１０の起動時、分解ガス調節弁７２は前述したように閉じている。ガスタービン１０を起動させる場合、制御装置９９は、まず、外部からの負荷指令が示す負荷に応じた出力が得られる燃料の発熱量を求める。制御装置９９は、次に、この燃料の発熱量が得られる天然ガスＮＧの流量に対応する燃料調節弁７７の開度を定め、この開度を燃料調節弁７７に指示する。この結果、天然ガスＮＧが、天然ガスライン７９及び燃料ライン７５を介して、ガスタービン１０の燃焼器１４に供給される（Ｓ１：天然ガス供給工程）。
【００９９】
燃焼器１４には、空気圧縮機１１で圧縮された空気が流入する。燃焼器１４内では、圧縮された空気中で燃料が燃焼して、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、タービンケーシング１７内に送られ、タービンロータ１６を回転させる。このタービンロータ１６の回転で、ガスタービン１０に接続されている発電機１９は発電する。
【０１００】
タービンロータ１６を回転させた燃焼ガスは、排気ガスＥＧとしてガスタービン１０から排気され、主排気ガスライン２１、第一排気ガスライン２２を経て、排熱回収ボイラー３０内に流入する。排熱回収ボイラー３０は、排気ガスＥＧが排熱回収ボイラー３０内を通る過程で、この排気ガスＥＧに含まれている熱を利用して水を蒸気にする（Ｓ２：蒸気発生工程）。具体的には、排熱回収ボイラー３０の節炭器３２で、水と排気ガスＥＧとが熱交換させれて、この水が加熱される。この水は、排熱回収ボイラー３０の蒸発器３３で排気ガスＥＧによりさらに加熱されて、蒸気になる。この蒸気は、排熱回収ボイラー３０の過熱器３４で排気ガスＥＧによりさらに過熱されて過熱蒸気になる。この過熱蒸気は、蒸気ライン４２を介して、蒸気タービン４０に送られ、蒸気タービン４０を駆動する。この結果、蒸気タービン４０に接続されている発電機４９が発電する。蒸気タービン４０から排気された蒸気は、復水器４１で冷却されて、水になる。この水は、給水ライン４３を介して、排熱回収ボイラー３０の節炭器３２に戻される。
【０１０１】
制御装置９９は、ガスタービン１０の起動後、ガスタービン１０の停止条件が満たされたか否かを判断する（Ｓ３：ＧＴ停止条件判断工程）。このガスタービン１０の停止条件には、例えば、外部からの負荷指令が示す負荷が０になることや、ガスタービン１０から緊急停止指令等を受けること等が含まれる。制御装置９９は、この停止条件が満たされていないと判断すると、この停止条件が満たされるまで、この判断を繰り返す。この間、ガスタービン１０には、燃料が供給され、排熱回収ボイラー３０は蒸気を発生し続ける。制御装置９９は、この停止条件が満たされたと判断すると、燃焼器１４への燃料供給を停止させる（Ｓ４：燃料供給停止工程）。この燃料供給停止工程（Ｓ４）で、制御装置９９は、燃料調節弁７７に対して閉指示を出力する。この結果、燃料調節弁７７が閉状態になり、燃焼器１４への燃料供給が停止する。
【０１０２】
ガスタービン１０の起動後、温度計２５は、主排気ガスライン２１を流れる排気ガスＥＧを温度を検知する（Ｓ５：排気ガスの温度検知工程）。制御装置９９は、分解ガスＰＧの供給条件が満たされたか否かを判断する（Ｓ６：ＰＧ供給条件判断工程）。この分解ガスＰＧの供給条件には、アンモニア供給源９０が分解ガス供給設備５０にアンモニアを供給可能な状態であることや、排気ガスＥＧの温度が予め定められた温度以上であること等が含まれる。アンモニア供給源９０が分解ガス供給設備５０にアンモニアを供給可能な状態であるとは、例えば、アンモニアタンク９２内に所定量以上のアンモニアが蓄えられている状態である。制御装置９９は、アンモニア供給源９０がアンモニアを供給可能な状態であるか否かについて、アンモニア供給源９０の制御装置からの状態信号を受け、この状態信号が示す内容に応じて判断する。また、制御装置９９は、排気ガスＥＧの温度が予め定められた温度以上であるか否かについて、温度計２５で検知された温度に基づいて判断する。ガスタービン１０の起動過程では、燃焼器１４に供給される天然ガスＮＧの流量が次第に増加する。このため、ガスタービン１０から排気される排気ガスＥＧの流量が次第に増加すると共に、この排気ガスＥＧの温度が次第に高まる。ガスタービン１０が定常運転状態になると、この実施形態では、排気ガスＥＧの温度が例えば６５０℃以上になる。本実施形態では、ガスタービン１０が定常運転状態になった時の排気ガスＥＧの最低温度である６５０℃を予め定められた温度とする。この温度は、熱交換器６０でアンモニアが熱分解し得る温度よりも高い温度である。制御装置９９は、アンモニア供給源９０がアンモニア供給可能な状態であり、且つ温度計２５で検知された温度が予め定められた温度（例えば、６５０℃）以上になると、分解ガスＰＧの供給条件が満たされたと判断する。
【０１０３】
制御装置９９は、分解ガスＰＧの供給条件が満たされたと判断すると、切替器２４に対して第二状態になるよう指示する。この結果、切替器２４は、第一状態から第二状態に切り替わり、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧは、分流して、第一排気ガスライン２２に排気ガスＥＧ（第一排気ガスＥＧ１）が流れている状態を維持しつつ、第二排気ガスライン２３に排気ガスＥＧ（第二排気ガスＥＧ２）が流れるようになる（Ｓ７：切替・分流工程）。制御装置９９は、切替器２４に対して状態切替の指示を出力した後、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給を指示する。具体的には、アンモニア遮断弁９４に対して開指示、アンモニアポンプ９３に対して駆動指示を与える。なお、これらの指示は、ガスタービンプラントの制御装置９９からアンモニア供給源９０の制御装置９９を介して、アンモニアポンプ９３及びアンモニア遮断弁９４に送られる。この結果、アンモニア供給源９０からのアンモニアが熱交換器６０に供給され始める（Ｓ８：アンモニア供給工程）。
【０１０４】
アンモニアが熱交換器６０に供給されると、アンモニアと６５０℃以上の排気ガスＥＧとの熱交換により、アンモニアの加熱が開始される（Ｓ１１：加熱工程（熱交換工程））。この加熱工程（Ｓ１１）では、まず、予熱器６４で、アンモニア供給源９０からの液体アンモニアと排気ガスＥＧとを熱交換させて、この液体アンモニアを加熱する（Ｓ１２：予熱工程）。例えば、アンモニア供給源９０からの液体アンモニアの温度が１５℃で、この液体アンモニアの圧力が１ＭＰａであるとする。１ＭＰａの液体アンモニアは２５℃で蒸発する。予熱工程（Ｓ１２）では、１５℃の液体アンモニアを加熱してほぼ２５℃程度の液体アンモニアにする。次に、蒸発器６５で、ほぼ２５℃の液体アンモニアと排気ガスＥＧとを熱交換させて、この液体アンモニアを加熱して気化させ、２５℃のアンモニアガスにする（Ｓ１３：蒸発工程）。次に、反応器６６で、２５℃のアンモニアガスと排気ガスＥＧとを熱交換させ、このアンモニアガスを加熱して熱分解し、水素ガスと窒素ガスとに分解し、ほぼ６００℃の分解ガスＰＧにする（Ｓ１４：反応工程）。この反応工程（Ｓ１４）では、反応器６６内の触媒６８により、アンモニアガスの熱分解が促進される。
【０１０５】
ここで、アンモニアガスの熱分解反応について、簡単に説明する。アンモニアは、以下の式に示すように、温度が高まると、熱分解が進み、水素ガスと窒素ガスになる。一方、圧力が高まると、アンモニアの熱分解が抑制される。
ＮＨ３⇔3/2Ｈ２＋1/2Ｎ２
よって、アンモニアガスの分解には、低圧下でアンモニアを高温にすることが好ましい。
【０１０６】
１ＭＰａで、触媒６８として（酸化セシウム＋ルテニウム）系触媒（例えば、前述のＣｓ２Ｏ／Ｒｕ／Ｍｇ−Ａｌ）を用いた環境下での、アンモニアガス、水素ガス、窒素ガスのモル分率は、図３に示すようになる。すなわち、アンモニアガスは、１００℃を超えたあたりから分解し始め、このアンモニアガスのモル分率が次第に低下する。一方、水素ガス及び窒素ガスのモル分率は逆に次第に高まる。よって、この環境下で、アンモニアガスの運動エネルギーを活性エネルギー以上にするためには、このアンモニアガスを１００℃より高くする必要がある。アンモニアガスのモル分率は、２００℃を超えたあたりから急激に少なくなり、４００℃を超えると、０．０５以下になる。そして、アンモニアガスのモル分率は、６００℃になると、ほぼ０になる。本実施形態では、反応器６６から流出するガス温度を６００℃にしているため、アンモニアガスのモル分率がほぼ０になり、アンモニアガスのほとんどが水素ガスと窒素ガスになる。但し、反応器６６から流出するガス温度が６００℃の場合でも、反応器６６から流出したガス中には、アンモニアガスが僅かに残存する。具体的には、０．４９mol％のアンモニアガスが残存する。よって、反応器６６から流出するガス、つまり分解ガスＰＧ中には、水素ガスと、窒素ガスと、わずかなアンモニアガスとが含まれる。
【０１０７】
加熱工程（Ｓ１１）は、この反応工程（Ｓ１４）で終了する。熱交換器６０から流入した６００℃の分解ガスＰＧは、冷却器８０で冷却される（Ｓ１５：冷却工程）。この冷却工程（Ｓ１５）では、６００℃の分解ガスＰＧと冷媒とを熱交換させ、分解ガスＰＧを冷却して１００℃未満にする。具体的には、この冷却器８０で、６００℃の分解ガスＰＧを例えば４０℃の分解ガスＰＧにする。このように、分解ガスＰＧを１００℃未満に冷却することで、この分解ガスＰＧ中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されて、アンモニアガスになるのを抑制することができる。
【０１０８】
冷却器８０で冷却された分解ガスＰＧは、分解ガス圧縮機８５を構成する複数の部分昇圧機８６で投入圧力（例えば、５ＭＰａ）以上に昇圧されつつ、昇圧中冷却器８７で冷却される（Ｓ１６：昇圧・昇圧中冷却工程）。このように、昇圧中冷却器８７で、昇圧中の分解ガスＰＧを冷却することで、複数の昇圧機による昇圧効率を高めることができ、複数の部分昇圧機８６を駆動するためのエネルギーを抑えることができる。さらに、分解ガスＰＧの温度上昇が抑えられるため、分解ガスＰＧ中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されるのを抑制することができる。
【０１０９】
分解ガス圧縮機８５で昇圧された分解ガスＰＧは、分解ガス調節弁７２でその流量が調節された後、燃料ライン７５に流入する。この燃料ライン７５には、天然ガスライン７９からの天然ガスＮＧも流入している。この燃料ライン７５に流入し分解ガスＰＧ及び天然ガスＮＧは、燃料調節弁７７でその流量が調節される。よって、分解ガス調節弁７２と燃料調節弁７７とを有して構成される調節器７１により、天然ガスＮＧと分解ガスＰＧとを合せた全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比が調節される（Ｓ１７：流量比の調節工程）。
【０１１０】
制御装置９９には、全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比に関する予め定めれた値が記憶されている。予め定められた値は、例えば、排気ガスＥＧ中のＮＯｘ濃度が環境基準未満になるように定められた値である。ガスタービン１０から排気される排気ガスＥＧ中のＮＯｘ濃度は、分解ガスＰＧ中の残存アンモニアガスの増加に伴って増加する。前述したように、分解反応環境下での圧力が高くなるほど、アンモニアガスの分解が抑制され、残存アンモニアガスの量が増える。このため、前述の予め定められた値は、分解反応環境下での圧力、つまり熱交換器６０内の圧力が高くなるほど、排気ガスＥＧ中のＮＯｘ濃度を抑えるために、小さくなる。
【０１１１】
制御装置９９は、前述したように、負荷指令が示す負荷に応じた出力が得られる燃料の発熱量を求める。制御装置９９は、この燃料の発熱量に基づいて、前述の流量の比を予め定められた値にしたときの全燃料ガス流量及び分解ガス流量を求める。そして、制御装置９９は、この分解ガス流量に対応した分解ガス調節弁７２の開度を定め、この開度を分解ガス調節弁７２に指示する。さらに、制御装置９９は、この全燃料ガス流量に対応した燃料調節弁７７の開度を求め、この開度を燃料調節弁７７に指示する。
【０１１２】
燃料ライン７５に流入した分解ガスＰＧ及び天然ガスＮＧは、前述したように、燃料調節弁７７を経た後、燃焼器１４に供給される（Ｓ１８：分解ガス供給工程）。燃焼器１４内では、燃料としての分解ガスＰＧ及び天然ガスＮＧが空気圧縮機１１で圧縮された空気中で燃焼する。この結果、高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスは、タービンケーシング１７内に送られ、タービンロータ１６を回転させた後、ガスタービン１０から排気される。ガスタービン１０から排気された排気ガスＥＧの一部は、第一排気ガスＥＧ１として、排熱回収ボイラー３０で水の加熱に利用される。また、この排気ガスＥＧの残りである第二排気ガスＥＧ２は、熱交換器６０でアンモニアの加熱に利用される。
【０１１３】
制御装置９９は、分解ガス調節弁７２の弁開度を指示し、燃料調節弁７７の弁開度を指示した後、分解ガスＰＧの供給条件が満たされているか否かを判断する（Ｓ１９：ＰＧ供給条件判断工程）。分解ガスＰＧの供給条件が満たされている場合、以上で説明した加熱工程（Ｓ１１）からＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）までの各工程が繰り返し実行される。一方、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）で、制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされていないと判断すると、この制御装置９９は、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給停止を指示する。具体的に、制御装置９９は、アンモニアポンプ９３に対して停止指示、アンモニア遮断弁９４に対して閉指示を与える。この結果、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給が停止する（Ｓ２０：アンモニア供給停止工程）。
【０１１４】
制御装置９９は、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給停止を指示した後、切替器２４に対して、第二状態から第一状態に戻るよう指示する（Ｓ２１：切替工程）。この結果、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧは、第二排気ガスライン２３に流れなくなり、第一排気ガスライン２２のみに流れるようになる。このため、分解ガスＰＧの供給条件が満たされなくなった後も、第一排気ガスライン２２から排熱回収ボイラー３０に第一排気ガスＥＧ１が供給され、この排熱回収ボイラー３０での蒸気発生は継続する。
【０１１５】
この切替工程（Ｓ２１）が実行されると、再び、温度検知工程（Ｓ５）に戻る。その後、温度検知工程（Ｓ５）で検知された温度が分解ガスＰＧの供給条件を満たすと、以上で説明したように、アンモニア供給源９０からのアンモニアの供給が開始され（Ｓ８）、燃焼器１４への分解ガスＰＧの供給が開始される（Ｓ１８）。
【０１１６】
前述したように、制御装置９９は、ガスタービン１０の停止条件が満たされたと判断すると（Ｓ３）、燃料調節弁７７に対して閉指示を出力し、燃焼器１４への燃料供給を停止させる（Ｓ４）。この燃料供給停止工程（Ｓ４）では、燃焼器１４に供給される燃料流量が次第に少なくなるため、排気ガスＥＧの温度が次第に低下する。このため、燃焼器１４に供給される燃料流量が０になる前に、分解ガスＰＧ供給条件が満たされなくなり、アンモニア供給源９０からのアンモニア供給が停止される（Ｓ２０）。
【０１１７】
以上のように、本実施形態では、投入圧力未満の低圧力のアンモニアを受け入れ、この低圧のアンモニアを熱交換器６０で熱分解してから、熱分解で生成された分解ガスＰＧを分解ガス圧縮機８５で投入圧力以上に昇圧している。このため、熱交換器６０でのアンモニアの熱分解が促進され、分解ガスＰＧ中に含まれる残存アンモニアガスを少なくすることができる。しかも、熱交換器６０から流出した分解ガスＰＧを、触媒を有さない冷却器８０で直ちに冷却しているので、この分解ガスＰＧ中の水素ガスと窒素ガスとが再合成されて、アンモニアガスになるのを抑制することができる。よって、本実施形態では、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量を抑えることができる。
【０１１８】
さらに、本実施形態では、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量を抑えることができるので、全燃料流量に対する分解ガスＰＧの流量比を高めることができる。
【０１１９】
本実施形態のガスタービンプラントは、ガスタービン１０と排熱回収ボイラー３０とを備える一般的なガスタービンプラントに、分解ガス供給設備５０を追加したプラントである。このため、本実施形態では、一般的な既存ガスタービンプラントからの変更が容易である。さらに、本実施形態のガスタービンプラントでは、排気ガスＥＧの温度が、ガスタービン１０の起動時等でアンモニアの分解に必要な温度に至らない場合でも、この排気ガスＥＧの熱を排熱回収ボイラー３０で有効利用することができる。
【０１２０】
さらに、本実施形態では、排気ガスＥＧの温度が予め定められた温度以上になってから、熱交換器６０への排気ガスＥＧの流入が開始され（Ｓ７）、且つアンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給が開始される（Ｓ８）。このため、本実施形態では、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給開始から、このアンモニアを高温に加熱し、残存アンモニアガスの少ない分解ガスＰＧを生成することができる。よって、本実施形態では、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給開始から、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量を少なくすることができる。
【０１２１】
「第二実施形態」
図５〜図７を参照して、ガスタービンプラントの第二実施形態について説明する。
【０１２２】
本実施形態のガスタービンプラントは、図５に示すように、第一実施形態のガスタービンプラントにおける予熱器６４と蒸発器６５に替えて、減圧器５２と予熱器５３と設けたものである。これら減圧器５２及び予熱器５３は、いずれも、本実施形態の分解ガス供給設備５０ａの構成要素である。
【０１２３】
減圧器５２は、アンモニア供給源９０から延びるアンモニアライン５１に設けられている。この減圧器５２は、アンモニアライン５１を流れる液体アンモニアの圧力を０．３ＭＰａ未満に減圧する。０．３ＭＰａの液体アンモニアは、ほぼ０℃で気化してアンモニアガスになる。このため、減圧器５２が配置されている環境が０℃より高ければ、液体アンモニアがこの減圧器５２を通過することで、この液体アンモニアが熱交換器６０で加熱される前に、この液体アンモニアを気化させ、アンモニアガスにすることができる。本実施形態におけるアンモニアポンプ９３の吐出圧は、第一実施形態で例示したように、例えば、１ＭＰａである。本実施形態の減圧器５２は、例えば、アンモニアポンプ９３からの液体アンモニアを０．１ＭＰａ、つまりほぼ大気圧に減圧する。０．１ＭＰａの液体アンモニアは、ほぼ−３０℃で気化してアンモニアガスになる。減圧器５２は、基本的に、−３０℃よりも高い環境下に配置される。このため、液体アンモニアがこの減圧器５２を通過することで、この液体アンモニアが熱交換器６０で加熱される前に、この液体アンモニアをほぼ確実に気化させ、アンモニアガスにすることができる。
【０１２４】
予熱器５３は、アンモニアライン５１中で、減圧器５２よりも熱交換器６０側に設けられている。この予熱器５３は、河川水や海水、大気等を外部媒体とし、この外部媒体とアンモニアとを熱交換させて、このアンモニアを加熱する。アンモニアは、この予熱器５３を通過することで、外部媒体の温度等にもよるが、１５℃〜２５℃程度までに加熱される。よって、仮に、減圧器５２でほぼ０．３ＭＰａ（但し、０．３ＭＰａ未満）に減圧した場合でも、この予熱器５３を通過することで、液体アンモニアをほぼ確実にアンモニアガスにすることができる。
【０１２５】
以上のように、本実施形態では、液体アンモニアが加熱装置としての熱交換器６０ａに流入する前に、この液体アンモニアがほぼ確実にアンモニアガスになる。このため、本実施形態の熱交換器６０ａは、反応器６６ａと熱交換器枠６１ａとを有し、第一実施形態における熱交換器６０の予熱器６４及び蒸発器６５が無い。反応器６６ａは、第一実施形態の反応器６６と同様に、アンモニアガスの熱分解を促進する触媒を有する。この反応器６６ａは、１５℃〜２５℃程度のアンモニアガスを排気ガスＥＧの熱を利用して加熱して熱分解し、水素ガスと窒素ガスとに分解し、第一実施形態と同様に、ほぼ６００℃の分解ガスＰＧにする。
【０１２６】
以上のように、本実施形態の熱交換器６０ａは、予熱器６４及び蒸発器６５が無く、反応器６６ａのみを有する。一方、第一実施形態の熱交換器６０は、予熱器６４、蒸発器６５及び反応器６６を有する。本実施形態の熱交換器６０ａに流入するアンモニアの温度と第一実施形態の熱交換器６０に流入するアンモニアの温度とはほぼ同じである。また、本実施形態の熱交換器６０ａから流出する分解ガスＰＧの温度と第一実施形態の熱交換器６０から流出する分解ガスＰＧの温度は同じである。このため、本実施形態の熱交換器６０ａの伝熱面積と、第一実施形態の熱交換器６０の伝熱面積とはほぼ同じである。
【０１２７】
熱交換器６０ａからの分解ガスＰＧは、第一実施形態と同様に、分解ガスライン７０及び燃料ライン７５を経て、燃焼器１４に導かれる。分解ガスＰＧは、この分解ガスライン７０を通る過程で、第一実施形態と同様に、冷却器８０で冷却され、その後、分解ガス圧縮機８５で投入圧力（例えば、５ＭＰａ）以上に昇圧される。そして、分解ガス調節弁７２及び燃料調節弁７７により、全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比が調節されてから、燃焼器１４に供給される。
【０１２８】
本実施形態において、ガスタービン１０、排気ガスライン２０、排熱回収ボイラー３０、蒸気タービン４０、復水器４１等の構成は、第一実施形態と同じである。
【０１２９】
０.１ＭＰａで、触媒として（酸化セシウム＋ルテニウム）系触媒（例えば、前述のＣｓ２Ｏ／Ｒｕ／Ｍｇ−Ａｌ）を用いた環境下での、アンモニアガス、水素ガス、窒素ガスのモル分率は、図６に示すようになる。すなわち、アンモニアガスは、１ＭＰａの場合と同様に、１００℃を超えたあたりから分解し始め、このアンモニアガスのモル分率が次第に低下する。一方、水素ガス及び窒素ガスのモル分率は逆に次第に高まる。アンモニアガスのモル分率は、２００℃を超えたあたりから急激に少なくなり、３５０℃を超えると、０．０１以下になる。そして、アンモニアガスのモル分率は、６００℃になると、ほぼ０になる。本実施形態でも、反応器６６ａから流出するガス温度を６００℃にしているため、アンモニアガスのモル分率がほぼ０になり、アンモニアガスのほとんどが水素ガスと窒素ガスになる。但し、反応器６６ａから流出するガス温度が６００℃の場合でも、反応器６６ａから流出したガス中には、アンモニアガスが極めて僅かに残存する。具体的には、０．０５mol％のアンモニアガスが残存する。本実施形態における分解ガスＰＧ中の残存アンモニアガスの濃度（０．０５mol％）は、第一実施形態における分解ガスＰＧ中の残存アンモニアガスの濃度（０．４９mol％）よりも低い。これは、アンモニアガスの分解反応環境下での圧力、つまり熱交換器６０ａ内の圧力が第一実施形態よりも低いからである。
【０１３０】
次に、本実施形態のガスタービンプラントの動作について、図７に示すフローチャートに従って簡単に説明する。
【０１３１】
本実施形態のガスタービンプラントも、第一実施形態のガスタービンプラントと同様に、Ｓ１〜Ｓ８が実行される。
【０１３２】
アンモニア供給工程（Ｓ８）が開始されると、本実施形態では、アンモニア供給源９０からの液体アンモニアを減圧器５２で減圧する（Ｓ９：減圧工程）。減圧器５２で減圧されたアンモニアは、熱交換器６０ａ外の予熱器５３で加熱される（Ｓ１０：予熱工程）。この予熱工程（Ｓ１０）では、前述したように、河川水や海水、大気等を外部媒体とし、この外部媒体とアンモニアとを熱交換させて、このアンモニアを１５℃〜２５℃程度までに加熱する。この結果、予熱器５３を通過したアンモニアは、前述したように、ほぼ確実にアンモニアガスになる。
【０１３３】
予熱器５３からのアンモニアガスは、加熱装置としての熱交換器６０ａに流入し、この熱交換器６０ａで排気ガスＥＧと熱交換され、加熱される（Ｓ１１ａ：加熱工程（熱交換工程））。この加熱工程（Ｓ１１ａ）では、熱交換器６０ａの反応器６６ａにより、アンモニアガスと排気ガスＥＧとを熱交換させ、アンモニアガスを加熱して、熱分解し、分解ガスＰＧにする（Ｓ１４ａ：反応工程）。
【０１３４】
熱交換器６０ａから流出した分解ガスＰＧは、第一実施形態と同様に、冷却器８０での冷却工程（Ｓ１５）、分解ガス圧縮機８５での昇圧及び昇圧中冷却器８７による昇圧中冷却工程（Ｓ１６）、調節器７１での調節工程（Ｓ１７）を経て、燃焼器１４に供給される（Ｓ１８）。
【０１３５】
本実施形態では、熱交換器６０ａ内の圧力が第一実施形態よりも低くなるため、この熱交換器６０ａ内でガスアンモニアの熱分解で生成される分解ガスＰＧ中に含まれる残存ガスアンモニアの濃度が第一実施形態よりもさらに低くなる。このため、本実施形態の調節工程（Ｓ１７）での全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比、つまり、制御装置９９が記憶しているこの比に関する予め定められた値は、第一実施形態よりも大きくなる。よって、本実施形態では、燃焼器１４への分解ガスＰＧの供給量が第一実施形態よりも多くなる。
【０１３６】
そして、制御装置９９は、第一実施形態と同様に、分解ガスＰＧの供給条件が満たされているか否かを判断する（Ｓ１９：ＰＧ供給条件判断工程）。分解ガスＰＧの供給条件が満たされている場合、減圧工程（Ｓ９）からＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）までの各工程が繰り返し実行される。一方、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）で、制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされていないと判断すると、第一実施形態と同様に、この制御装置９９が、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給停止を指示する。この結果、アンモニア供給源９０から熱交換器６０ａへのアンモニアの供給が停止する（Ｓ２０：アンモニア供給停止工程）。
【０１３７】
制御装置９９は、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給停止を指示した後、第一実施形態と同様に、切替器２４に対して、第二状態から第一状態に戻るよう指示する（Ｓ２１：切替工程）。この結果、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧは、第二排気ガスライン２３に流れなくなり、第一排気ガスライン２２のみに流れるようになる。そして、温度検知工程（Ｓ５）に戻る。
【０１３８】
以上のように、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、投入圧力未満の低圧力のアンモニアを受け入れ、この低圧のアンモニアを熱交換器６０ａで熱分解してから、熱分解で生成された分解ガスＰＧを分解ガス圧縮機８５で投入圧力以上に昇圧している。このため、本実施形態でも、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量を抑えることができ、全燃料流量に対する分解ガスＰＧの流量比を高めることができる。なお、本実施形態及び第一実施形態において、投入圧力（例えば、５ＭＰａ）未満の低圧力のアンモニアを熱交換器６０，６０ａで加熱するにあたり、この熱交換器６０，６０ａで低圧力のアンモニアを５００℃以上に加熱すれば、残存アンモニアガスのモル分率を０．１未満にすることができる。このため、熱交換器６０，６０ａでは、低圧のアンモニアを５００℃以上に加熱することが好ましく、６００℃以上に加熱することがより好ましい。投入圧力（例えば、５ＭＰａ）での残存アンモニアガスのモル分率については、第三実施形態の説明で用いる図９に示されている。
【０１３９】
さらに、本実施形態でも、第一実施形態で説明した同じ理由で、既設の一般的なガスタービンプラントを容易に、本実施形態のガスタービンプラントに変更することができる。また、本実施形態でも、アンモニア供給源９０から熱交換器６０ａへのアンモニアの供給開始から、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量を少なくすることができる。
【０１４０】
但し、本実施形態では、前述したように、熱交換器６０ａ内の圧力が第一実施形態よりも低くなるため、この熱交換器６０ａ内でガスアンモニアの熱分解で生成される分解ガスＰＧ中に含まれる残存ガスアンモニアの濃度を第一実施形態よりもさらに低くすることができる。このため、本実施形態では、第一実施形態よりも、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量を抑えることができ、全燃料流量に対する分解ガスＰＧの流量比を高めることができる。
【０１４１】
このように、本実施形態は、第一実施形態と比べて、分解ガスＰＧ中に含まれる残存ガスアンモニアの濃度を低くすることができる、全燃料流量に対する分解ガスＰＧの流量比を高めることができる、という有利な点がある。しかしながら、本実施形態では、設備コスト、発電効率の面からは、第一実施形態よりも不利である。本実施形態では、第一実施形態のガスタービンプラントに減圧器５２を追加している。さらに、本実施形態では、熱交換器６０ａから流出した分解ガスＰＧの圧力が第一実施形態よりも低いにも変わらず、このガスの圧力を分解ガス圧縮機８５で第一実施形態と同じ投入圧力以上にまで高める必要があるため、第一実施形態よりも高い昇圧能力の分解ガス圧縮機８５が必要になる。よって、本実施形態は、設備コストの面で第一実施形態よりも不利である。また、本実施形態の分解ガス圧縮機８５は、第一実施形態よりも圧力が低いガスを第一実施形態と同じ投入圧力以上まで高める必要があるため、この分解ガス圧縮機８５の駆動に必要なエネルギーが第一実施形態よりも大きくなる。よって、本実施形態では、発電効率の面で第一実施形態よりも不利である。
【０１４２】
言い換えると、第一実施形態では、液体アンモニアの輸送に必要な０．３ＭＰａ以上の液体アンモニアを、そのまま、熱交換器６０に流入させているため、減圧器５２が不要になる。また、第一実施形態では、熱交換器６０から流出した分解ガスＰＧの圧力が第二実施形態よりも高いため、第二実施形態よりも低い昇圧能力の分解ガス圧縮機８５でたりる。よって、第一実施形態は、設備コストの面で第二実施形態よりも有利である。また、第一実施形態の分解ガス圧縮機８５は、第二実施形態よりも圧力が高いガスを第二実施形態と同じ投入圧力以上にまで高めればよいため、この分解ガス圧縮機８５の駆動に必要なエネルギーが第二実施形態よりも小さくなる。よって、第一実施形態では、発電効率の面で第二実施形態よりも有利である。
【０１４３】
以上のように、第一実施形態と第二実施形態とには、それぞれ、一方の実施形態に対して有利な点、不利な点がある。このため、第一実施形態と第二実施形態とのうち、いずれを選択するかは、第二実施形態が有利な点と、第二実施形態が不利な点、言い換えると、第一実施形態が有利な点とを比較考量して決めることが好ましい。
【０１４４】
なお、本実施形態において、熱交換器６０ａ外の予熱器５３を省き、熱交換器６０ａの一部として予熱器を設けてもよい。この場合、この予熱器は、アンモニアガスと排気ガスＥＧとを熱交換させて、このアンモニアガスを加熱する。また、減圧器５２により、アンモニアポンプ９３からの液体アンモニアを０．１ＭＰａに減圧する場合には、この減圧器５２により液体アンモニアをほぼ確実にアンモニアガスにすることができるので、熱交換器６０ａの一部としての予熱器を設けることなく、熱交換器６０ａ外の予熱器５３を省いていもよい。
【０１４５】
第一実施形態及び本実施形態では、全燃料流量に対する分解ガスＰＧ流量の比が大きい場合、燃焼器１４に供給される水素ガスの流量が多くなる。このため、第一実施形態及び本実施形態で、全燃料流量に対する分解ガスＰＧ流量の比が大きい場合、燃焼器１４として、水素ガスの燃焼に適した燃焼器１４を用いることが好ましい。特に、本実施形態では、第一実施形態よりも、全燃料流量に対する分解ガスＰＧ流量の比を大きくすることができるため、燃焼器１４として、水素ガスの燃焼に適した燃焼器１４を用いることが好ましい。
【０１４６】
「第三実施形態」
図８〜図１０を参照して、ガスタービンプラントの第三実施形態について説明する。
【０１４７】
図８に示すように、本実施形態のアンモニア供給源９０ｂは、本実施形態のガスタービンプラントにおける加熱装置としての熱交換器６０に、投入圧力（例えば、５ＭＰａ）以上のアンモニアを供給する。すなわち、本実施形態のアンモニア供給源９０ｂのアンモニアポンプ９３ｂは、アンモニアタンク９２からの液体アンモニアを投入圧力（例えば、５ＭＰａ）以上に昇圧して、この液体アンモニアを熱交換器６０に送る。
【０１４８】
本実施形態のガスタービンプラントにおける熱交換器６０は、第一実施形態の熱交換器６０と同様、予熱器６４と蒸発器６５と反応器６６とを有する。反応器６６と燃料ライン７５とは、第一実施形態と同様に、分解ガスライン７０で接続されている。この分解ガスライン７０には、第一実施形態と同様に、分解ガス流量計７３及び分解ガス調節弁７２が設けられている。但し、この分解ガスライン７０には、第一実施形態における冷却器８０、分解ガス圧縮機８５、昇圧中冷却器８７は設けられていない。すなわち、本実施形態の分解ガス供給設備５０ｂは、第一実施形態の分解ガス供給設備５０から冷却器８０、分解ガス圧縮機８５、昇圧中冷却器８７を省いた設備である。
【０１４９】
本実施形態において、ガスタービン１０、排気ガスライン２０、排熱回収ボイラー３０、蒸気タービン４０、復水器４１等の構成は、第一実施形態と同じである。
【０１５０】
５ＭＰａで、触媒として（酸化セシウム＋ルテニウム）系触媒（例えば、前述のＣｓ２Ｏ／Ｒｕ／Ｍｇ−Ａｌ）を用いた環境下での、アンモニアガス、水素ガス、窒素ガスのモル分率は、図９に示すようになる。すなわち、アンモニアガスは、１ＭＰａや０．１ＭＰａの場合と同様に、１００℃を超えたあたりから分解し始め、このアンモニアガスのモル分率が次第に低下する。一方、水素ガス及び窒素ガスのモル分率は逆に次第に高まる。アンモニアガスのモル分率は、２００℃を超えたあたりから急激に少なくなるり、５００℃を超えると、０．０５程度になる。５ＭＰａでは、アンモニアガスが温度が６００℃になっても、アンモニアガスのモル分率は、０近くなるものの、ほぼ０にはならない。よって、本実施形態では、反応器６６から流出するガス温度が６００℃の場合でも、反応器６６から流出したガス中には、アンモニアガスが残存する。具体的には、２．３mol％のアンモニアガスが残存する。本実施形態における分解ガスＰＧ中の残存アンモニアガスの濃度（２．３mol％）は、第一実施形態における分解ガスＰＧ中の残存アンモニアガスの濃度（０．４９mol％）よりも高い。これは、アンモニアガスの分解反応環境下での圧力、つまり熱交換器６０内の圧力が第一実施形態よりも高いからである。
【０１５１】
次に、本実施形態のガスタービンプラントの動作について、図１０に示すフローチャートに従って簡単に説明する。
【０１５２】
本実施形態のガスタービンプラントも、第一実施形態のガスタービンプラントと同様に、Ｓ１〜Ｓ８が実行される。
【０１５３】
アンモニア供給工程（Ｓ８）が開始されると、本実施形態でも、第一実施形態と同様、熱交換器６０による加熱工程（Ｓ１１）が実行される。この加熱工程（Ｓ１１）でも、第一実施形態と同様、予熱器６４による予熱工程（Ｓ１２）、蒸発器６５による蒸発工程（Ｓ１３）、反応器６６による反応工程（Ｓ１４）が実行される。
【０１５４】
熱交換器６０から流出した分解ガスＰＧは、第一実施形態と異なり、冷却工程（Ｓ１５）、昇圧及び昇圧中冷却工程（Ｓ１６）を経ることなく、調節器７１で、全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比が調節されてから（Ｓ１７：調節工程）、燃焼器１４に供給される（Ｓ１８）。
【０１５５】
本実施形態では、熱交換器６０内の圧力が第一実施形態よりも高くなるため、この熱交換器６０内でガスアンモニアの熱分解で生成される分解ガスＰＧ中に含まれる残存ガスアンモニアの濃度が第一実施形態よりも高くなる。このため、本実施形態の調節工程（Ｓ１７）での全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比、つまり、制御装置９９が記憶しているこの比に関する予め定められた値は、第一実施形態よりも小さくなる。よって、本実施形態では、燃焼器１４への分解ガスＰＧの供給量が第一実施形態よりも少なくなる。
【０１５６】
そして、制御装置９９は、第一実施形態と同様に、分解ガスＰＧの供給条件が満たされているか否かを判断する（Ｓ１９：ＰＧ供給条件判断工程）。分解ガスＰＧの供給条件が満たされている場合、加熱工程（Ｓ１１）からＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）までの各工程が繰り返し実行される。一方、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）で、制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされていないと判断した場合、第一実施形態と同様に、この制御装置９９が、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給停止を指示する。この結果、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給が停止する（Ｓ２０：アンモニア供給停止工程）。
【０１５７】
制御装置９９は、アンモニア供給源９０に対してアンモニア供給停止を指示した後、第一実施形態と同様に、切替器２４に対して、第二状態から第一状態に戻るよう指示する（Ｓ２１：切替工程）。この結果、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧは、第二排気ガスライン２３に流れなくなり、第一排気ガスライン２２のみに流れるようになる。そして、温度検知工程（Ｓ５）に戻る。
【０１５８】
以上のように、本実施形態でも、第一実施形態で説明した同じ理由で、既設の一般的なガスタービンプラントを容易に、本実施形態のガスタービンプラントに変更することができる。さらに、本実施形態のガスタービンプラントでも、排気ガスＥＧの温度が、ガスタービン１０の起動時等でアンモニアの分解に必要な温度に至らない場合でも、この排気ガスＥＧの熱を排熱回収ボイラー３０で有効利用することができる。
【０１５９】
また、本実施形態でも、排気ガスＥＧの温度が予め定められた温度以上になってから、熱交換器６０への排気ガスＥＧの流入が開始され（Ｓ７）、且つアンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給が開始される（Ｓ８）。このため、本実施形態でも、第一実施形態と同様に、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給開始から、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量を少なくすることができる。
【０１６０】
本実施形態では、前述したように、熱交換器６０内の圧力が第一実施形態よりも高くなるため、この熱交換器６０内でガスアンモニアの熱分解で生成される分解ガスＰＧ中に含まれる残存ガスアンモニアの濃度を第一実施形態よりも高くなる。このため、本実施形態では、第一実施形態よりも、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘの量が増加し、全燃料流量に対する分解ガスＰＧの流量比が低くなる。
【０１６１】
しかしながら、本実施形態では、分解ガスＰＧを燃焼ガスの燃料の一部にしつつも、第一実施形態における冷却器８０、分解ガス圧縮機８５、昇圧中冷却器８７が設けられていないため、設備コストを大幅に抑えることができる。さらに、本実施形態では、分解ガス圧縮機８５がなく、この分解ガス圧縮機８５の駆動に必要なエネルギーが不要であるため、発電効率の面で第一実施形態よりも有利である。
【０１６２】
「第一変形例」
図１１を参照して、第一実施形態のガスタービンプラントの第一変形例について説明する。
【０１６３】
本変形例のガスタービンプラントは、第一実施形態のガスタービンプラントから、排熱回収ボイラー３０、蒸気タービン４０、復水器４１、第一排気ガスライン２２、及び切替器２４を省いたプラントである。このため、本変形例のガスタービンプラントでは、排気ガスライン２０ｃが分岐せずに、この排気ガスライン２０ｃを加熱装置としての熱交換器６０に接続している。
【０１６４】
本変形例のガスタービンプラントは、前述したように、排熱回収ボイラー３０を備えていないため、このガスタービンプラントでは、第一実施形態のガスタービンプラントにおける蒸気発生工程（Ｓ３）が実行されない。また、本変形例のガスタービンプラントは、排気ガスライン２０ｃが分岐しておらず、切替器２４を備えていないため、このガスタービンプラントでは、第一実施形態のガスタービンプラントにおける切替・分岐工程（Ｓ７）や切替工程（Ｓ２０）が実行されない。よって、本変形例では、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ８）で、制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされたと判断すると、切替・分岐工程（Ｓ７）が実行されずに、直ちに、アンモニア供給工程（Ｓ８）が実行される。このように、本変形例では、分解ガスＰＧの供給条件が満たされた後、アンモニア供給源９０からのアンモニアが熱交換器６０に供給され始めるため、アンモニア供給源９０から熱交換器６０へのアンモニアの供給開始から、分解ガスＰＧの燃焼で生成される燃焼ガスに含まれるＮＯｘ量を少なくすることができる。また、本変形例では、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）で、制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされていないと判断して、アンモニア供給停止工程（Ｓ２０）が実行された後、切替工程（Ｓ２１）が実行されずに、直ちに、温度検知工程（Ｓ５）に戻る。
【０１６５】
なお、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、第二実施形態も本変形例と同様に変形してもよい。すなわち、第二実施形態のガスタービンプラントから、排熱回収ボイラー３０、蒸気タービン４０、復水器４１、第一排気ガスライン２２、及び切替器２４を省いてもよい。
【０１６６】
「第二変形例」
図１２を参照して、第一実施形態のガスタービンプラントの第二変形例について説明する。
【０１６７】
本変形例のガスタービンプラントは、加熱装置としての熱交換器６０ｄにおけるアンモニアとの熱交換対象（熱媒体）を蒸気にしたプラントである。よって、本変形例の熱交換器６０ｄにおける蒸気が内部を流れる熱交換器枠６１ｄと、この熱交換器枠６１ｄの内部に配置されている予熱器６４ｄと、この熱交換器枠６１の内部に一部が配置されている蒸発器６５ｄと、この熱交換器枠６１ｄの内部に配置されている反応器６６ｄと、を有する。熱交換器枠６１ｄには、蒸気入口６２ｄと蒸気出口６３ｄとが設けられている。熱交換器枠６１ｄには、蒸気出口６３ｄから蒸気入口６２ｄ側に向って、予熱器６４ｄ、蒸発器６５ｄ、反応器６６ｄの順で配置されている。
【０１６８】
排熱回収ボイラー３０の過熱器３４と蒸気タービン４０とを接続する蒸気ライン４２には、ここを流れる蒸気の温度を検知する温度計４７が設けられている。この蒸気ライン４２には、熱交換用蒸気ライン４４の第一端が接続されている。この熱交換用蒸気ライン４４の第二端は、熱交換器枠６１ｄの蒸気入口６２ｄに接続されている。この熱交換用蒸気ライン４４には、ここを流れる蒸気の流量を調節する蒸気調節弁４５が設けられている。熱交換器枠６１ｄの蒸気出口６３ｄには、蒸気回収ライン４６の第一端が接続されている。この蒸気回収ライン４６の第二端は、復水器４１に接続されている。よって、排熱回収ボイラー３０で発生した蒸気の一部は、熱交換用蒸気ライン４４を経て、熱交換器６０ｄに送られる。熱交換器６０ｄ内を流れた蒸気は、蒸気回収ライン４６を経て、復水器４１に送られる。この蒸気は、復水器４１で水に戻された後、給水ライン４３を介して、排熱回収ボイラー３０に送られる。
【０１６９】
本変形例の熱交換器６０ｄには、排気ガスＥＧが供給されない。このため、本変形例の排気ガスライン２０ｄは、分岐せずに、排熱回収ボイラー３０に接続されている。よって、本変形例の排気ガスライン２０ｄには、切替器２４が設けられていない。
【０１７０】
本変形例の熱交換器６０ｄには、前述したように、排気ガスＥＧが供給されない。このため、温度検知工程（Ｓ５）では、排気ガスＥＧの温度が検知される代わりに、蒸気ライン４２を流れる蒸気の温度が温度計４７で検知される。また、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ８，Ｓ１９）で判断される分岐ガスの供給条件には、排気ガスＥＧの温度が予め定められた温度以上であるが含まず、代りに、蒸気ライン４２を流れる蒸気の温度が予め定められた温度以上であるが含まれる。ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ８）で、制御装置９９が制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされたと判断すると、切替・分岐工程（Ｓ７）の替りに、熱交換用蒸気供給工程が実行される。この熱交換用蒸気供給工程では、制御装置９９が蒸気調節弁４５に対して開指示を与える。この結果、蒸気調節弁４５が開き、蒸気ライン４２を流れる蒸気の一部が、熱交換用蒸気ライン４４を介して、熱交換器６０ｄに供給されるようになる。熱交換用蒸気供給工程が実行されると、第一実施形態と同様に、アンモニア供給工程（Ｓ８）が実行される。また、本変形例では、ＰＧ供給条件判断工程（Ｓ１９）で、制御装置９９が分解ガスＰＧの供給条件が満たされていないと判断して、アンモニア供給停止工程（Ｓ２０）が実行された後、切替工程（Ｓ２１）が実行されずに、熱交換用蒸気の供給停止工程が実行される。本変形例では、熱交換用蒸気の供給停止工程が実行され後、温度検知工程（Ｓ５）に戻る。
【０１７１】
本変形例では、ガスタービン１０と排熱回収ボイラー３０とを備える一般的な既存ガスタービンプラントを本変形例のガスタービンに変更するにあたり、蒸気ライン４２の変更があるものの、排気ガスライン２０がない。このため、本変形例では、第一実施形態よりも、一般的な既存ガスタービンプラントからの変更が容易である。
【０１７２】
また、本変形例では、蒸気調節弁４５の弁開度を変えることで、熱交換器６０ｄに流入する蒸気の流量を容易に変えることができるので、一定流量のアンモニアに対する熱交換量を容易に変更することができる。
【０１７３】
本変形例では、熱交換器６０ｄから排気された蒸気を復水器４１に戻す。しかしながら、排熱回収ボイラー３０内に再熱器を設け、熱交換器６０ｄから排気された蒸気を再熱器に送り、この再熱器で蒸気を過熱してから蒸気ライン４２に送るようにしてもよい。また、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、第二実施形態も本変形例と同様に変形してもよい。すなわち、第二実施形態のガスタービンプラントにおける熱交換器に、排気ガスＥＧを供給せず、代りに、排熱回収ボイラー３０で発生した蒸気を供給するようにしてもよい。
【０１７４】
「第三変形例」
図１３を参照して、第一実施形態のガスタービンプラントの第三変形例について説明する。
【０１７５】
本変形例のガスタービンプラントは、排熱回収ボイラー３０ｅのボイラー外枠３１ｅ内に、アンモニアを分解するための予熱器６４、蒸発器６５及び反応器６６を配置したものである。よって、本変形例の加熱装置としての熱交換器は、排熱回収ボイラー３０ｅのボイラー外枠３１ｅと、アンモニアを分解するための予熱器６４、蒸発器６５及び反応器６６とで構成される。このため、本変形例では、第一実施形態のように、排熱回収ボイラー３０に対して独立した熱交換器６０は存在しない。従って、本変形例の排気ガスライン２０ｅは、分岐せずに、排熱回収ボイラー３０ｅのボイラー外枠３１ｅに接続されている。このように、本変形例では、排気ガスライン２０ｅが分岐していないため、この排気ガスライン２０ｅには、切替器２４が設けられていない。
【０１７６】
本変形例のガスタービンプラントは、排気ガスライン２０ｅが分岐しておらず、切替器２４を備えていないため、このガスタービンプラントでは、第一変形例と同様、第一実施形態のガスタービンプラントにおける切替・分岐工程（Ｓ７）や切替工程（Ｓ２０）が実行されない。
【０１７７】
なお、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、第二実施形態も本変形例と同様に変形してもよい。すなわち、第二実施形態のガスタービンプラントにおける排熱回収ボイラー３０のボイラー外枠３１内に、アンモニアを分解するための予熱器６４、蒸発器６５及び反応器６６を配置してもよい。
【０１７８】
「第四変形例」
図１４を参照して、第一実施形態のガスタービンプラントの第四変形例について説明する。
【０１７９】
本変形例のガスタービンプラントは、第一実施形態のガスタービンプラントに、焼却炉３０ｆと、この焼却炉３０ｆからの排気ガスを主排気ガスライン２１に導く第三排気ガスライン２９と、を追加したものである。
【０１８０】
焼却炉３０ｆには、例えば、可燃性物質を含む廃棄物Ｘ等と空気Ａとが投入される。この焼却炉３０ｆでは、この廃棄物Ｘ等が空気Ａ中で燃焼する。第三排気ガスライン２９の第一端は、焼却炉３０ｆに接続されている。また、第三排気ガスライン２９の第二端は、主排気ガスライン２１に接続されている。温度計２５は、主排気ガスライン２１中で、第三排気ガスライン２９との接続位置よりも下流側に設けられている。
【０１８１】
本変形例では、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧ及び焼却炉３０ｆからの排気ガスが、熱交換器６０及び排熱回収ボイラー３０に導かれる。このため、熱交換器６０は、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧと焼却炉３０ｆからの排気ガスとのうち、少なくとも一方を熱媒体として、アンモニアを加熱する。また、排熱回収ボイラー３０は、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧと焼却炉３０ｆからの排気ガスとのうち、少なくとも一方を熱媒体として、水を加熱する。
【０１８２】
本変形例では、アンモニアを加熱する熱源として、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧの熱以外に、焼却炉３０ｆからの排気ガスの熱も利用する。このため、ガスタービン１０が起動時等でガスタービン１０からの排気ガスＥＧの温度が予め定められた温度以上でない場合でも、焼却炉３０ｆからの排気ガスにより、この排気ガスとガスタービン１０からの排気ガスＥＧとを合せたガスの温度が予め定められた温度以上になると、アンモニア供給源９０から熱交換器６０にアンモニアを供給できるようになる。
【０１８３】
以上のように、アンモニアを加熱する熱源として、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧの熱以外に、焼却炉３０ｆからの排気ガスの熱を用いてもよい。
【０１８４】
なお、本変形例では、熱交換器６０にガスタービン１０からの排気ガスＥＧ及び焼却炉３０ｆからの排気ガスを導入できるようにしているが、熱交換器６０に焼却炉３０ｆからの排気ガスのみを導入するようにしてもよい。
【０１８５】
また、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、第二実施形態及び第三実施形態でも本変形例と同様に変形してもよい。
【０１８６】
「第五変形例」
図１５を参照して、第一実施形態のガスタービンプラントの第五変形例について説明する。
【０１８７】
本変形例のガスタービンプラントは、第一実施形態のガスタービンプラントの加熱装置としての熱交換器６０の替りに、太陽光反射装置１０１と加熱器６０ｇとを備える加熱装置１００を設けたものである。
【０１８８】
太陽光反射装置１０１は、反射鏡１０２と、太陽光が加熱器６０ｇに導かれるよう反射鏡１０２の向きを変える鏡駆動装置１０３と、を有する。加熱器６０ｇは、予熱器６４ｇと蒸発器６５ｇと反応器６６ｇとを備える。すなわち、本変形例では、アンモニアを加熱する熱源として、太陽エネルギーを利用する。このため、本変形例のガスタービンプラントでは、排気ガスライン２０ｇが分岐せずに、この排気ガスライン２０ｇを排熱回収ボイラー３０に接続している。
【０１８９】
なお、本変形例は、第一実施形態の変形例であるが、第二実施形態も同様に変形してもよい。
【０１９０】
以上、第四変形例及び第五変形例のように、アンモニアを加熱する熱源として、ガスタービン１０からの排気ガスＥＧの熱以外の熱源を用いてもよい。このような熱源としては、焼却炉３０ｆからの排気ガスの熱や、太陽エネルギーの他に、例えば、化学プロセスでの排熱、製鉄所での排熱、バイオマス燃料の燃焼ガスの熱等がある。
【０１９１】
「その他の変形例」
以上の各実施形態及び各変形例では、流量比を調節する調節器７１が、燃料ライン７５に設けられた燃料調節弁７７と分解ガスライン７０に設けられた分解ガス調節弁７２とを有する。しかしながら、流量比を調節する調節器は、天然ガスライン７９に設けられた天然ガスＮＧ調節弁と分解ガスライン７０に設けられた分解ガス調節弁７２とで構成してもよい。
【０１９２】
以上の第一実施形態、第二実施形態、第一変形例〜第五変形例のガスタービンプラントは、いずれも、冷却器８０を備えている。しかしながら、これらのガスタービンプラントでは、冷却器８０を省略してもよい。但し、この場合、分解ガスＰＧ中の水素ガスと窒素ガスとの再合成が生じるおそれがあるため、燃焼器１４に流入するアンモニアガスの量が多くなるおそれがある。このため、この場合には、全燃料ガスの流量に対する分解ガスＰＧの流量の比、つまり、制御装置９９が記憶しているこの比に関する予め定められた値を小さくすることが好ましい。
【符号の説明】
【０１９３】
１０：ガスタービン
１１：空気圧縮機
１２：圧縮機ロータ
１３：圧縮機ケーシング
１４：燃焼器
１５：タービン
１６：タービンロータ
１７：タービンケーシング
１８：中間ケーシング
１９：発電機
２０，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ：排気ガスライン
２１：主排気ガスライン
２２：第一排気ガスライン
２３：第二排気ガスライン
２４：切替器
２５：温度計
２９：第三排気ガスライン
３０．３０ｅ：排熱回収ボイラー
３０ｆ：焼却炉
３１，３１ｅ：ボイラー外枠
３２：節炭器
３３：蒸発器
３４：過熱器
４０：蒸気タービン
４１：復水器
４２：蒸気ライン
４３：給水ライン
４４：熱交換用蒸気ライン
４５：蒸気調節弁
４６：蒸気回収ライン
４７：温度計
４９：発電機
５０，５０ａ，５０ｂ：分解ガス供給設備
５１：アンモニアライン
５２：減圧器
５３：予熱器
６０，６０ａ，６０ｄ：熱交換器（加熱装置）
６０ｇ：加熱器
６１，６１ａ，６１ｄ：熱交換器枠
６２：排気ガス入口
６２ｄ：蒸気入口
６３：排気ガス出口
６３ｄ：蒸気出口
６４，６４ｄ，６４ｇ：予熱器
６５，６５ｄ，６５ｇ：蒸発器
６６，６６ａ，６６ｄ，６６ｇ：反応器
６７：流路形成部材
６８：触媒
７０：分解ガスライン
７１：調節器
７２：分解ガス調節弁
７５：燃料ライン
７６：燃料流量計
７７：燃料調節弁
７９：天然ガスライン
８０：冷却器
８５：分解ガス圧縮機
８６：部分昇圧機
８７：昇圧中冷却器
９０，９０ｂ：アンモニア供給源
９２：アンモニアタンク
９３,９３ｂ：アンモニアポンプ
９４：アンモニア遮断弁
９９：制御装置
１００：加熱装置
１０１：太陽光反射装置
１０２：反射鏡
１０３：鏡駆動装置
ＥＧ：排気ガス
ＥＧ１：第一排気ガス
ＥＧ２：第二排気ガス
ＮＧ：天然ガス
ＰＧ：分解ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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