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FR3130931A1 - Installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une cuve et une structure de dôme - Google Patents

Installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une cuve et une structure de dôme Download PDF

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FR3130931A1
FR3130931A1 FR2113916A FR2113916A FR3130931A1 FR 3130931 A1 FR3130931 A1 FR 3130931A1 FR 2113916 A FR2113916 A FR 2113916A FR 2113916 A FR2113916 A FR 2113916A FR 3130931 A1 FR3130931 A1 FR 3130931A1
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FR
France
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liquefied gas
tank
installation
storing
closure plate
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FR2113916A
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English (en)
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FR3130931B1 (fr
Inventor
Erwan MICHAUT
Emmanuel Hivert
Florian BARDIN
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Gaztransport et Technigaz SA
Original Assignee
Gaztransport et Technigaz SA
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Abstract

L’invention concerne une installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une structure porteuse (1), une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse (1) et une structure de dôme (19) passant au travers d’une ouverture (18) réalisée dans une paroi de plafond (11) de la cuve et dans une paroi porteuse supérieure (3), la structure de dôme (19) comportant un fût (22) qui s’étend selon la direction d’épaisseur, est fixée à la paroi porteuse supérieure (3) et est soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité (17) de la paroi de plafond (11), ledit fût (22) comportant une extrémité inférieure (33) qui est dirigée vers l’espace interne de la cuve et une plaque de fermeture (25) qui est positionnée en regard de l’extrémité inférieure (33) du fût (22) de manière à la couvrir, l’installation de stockage comportant au moins une conduite (20, 21, 31), destinée à conduire du gaz liquéfié, qui traverse la structure de dôme (19) et l’orifice (27, 28, 29) ménagé dans la plaque de fermeture (25). Figure à publier : 3

Description

Installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une cuve et une structure de dôme
L’invention se rapporte au domaine des installations de stockage pour gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage et/ou le transport d’un gaz liquéfié, telles que des cuves pour le transport de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant, par exemple, une température comprise entre -50°C et 0°C, ou pour le transport de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à environ -162°C à pression atmosphérique.
Ces installations peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve de l’installation peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
L’invention concerne plus particulièrement une installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une structure de dôme qui passe au travers d’une ouverture réalisée dans la paroi de plafond de la cuve.
Arrière-plan technologique
Le document WO2019215414 divulgue une installation de stockage d’un gaz liquéfié comprenant une structure porteuse formée par la double coque d’un navire et une cuve étanche et thermiquement isolante qui est logée à l'intérieur de la structure porteuse. Les parois de la cuve présentent une structure multicouche comprenant successivement, de l’extérieur vers l’intérieur, une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane d’étanchéité secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire et une membrane d’étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié stocké dans la cuve. La paroi supérieure de la cuve comporte, à proximité de la paroi arrière de la structure porteuse, un espace, de forme parallélépipédique rectangle, en saillie vers le haut, appelé dôme liquide. La cuve comporte une tour de chargement/déchargement qui comporte trois mâts creux qui traversent un couvercle du dôme liquide et qui définissent soit une ligne de chargement ou de déchargement permettant de charger ou de décharger du fluide vers ou depuis la cuve, soit un puits de secours permettant la descente d’une pompe de secours et d’une ligne de déchargement en cas de défaillance des autres pompes de déchargement. Un tel dôme liquide n’est pas pleinement satisfaisant. En particulier, l’intérieur du dôme liquide est susceptible d’être soumis à des pressions dynamiques dues au phénomène de « sloshing », c’est-à-dire au mouvement de la cargaison dans la cuve. En outre, l’isolation thermique est assurée par des blocs isolants fixés à l’intérieur du dôme liquide tandis que l’étanchéité du dôme liquide est assurée par une membrane d’étanchéité qui est fixée à la barrière thermiquement isolante et qui est raccordée de manière étanche à la membrane d’étanchéité primaire de la paroi supérieure de la cuve. Ainsi, la structure d’un tel dôme liquide est relativement complexe à fabriquer.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une structure de dôme qui soit protégée contre les mouvements du gaz liquéfié à l’intérieur de la cuve.
Une autre idée à la base de l’invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante équipée d’une structure de dôme qui présente une structure simple à fabriquer.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une installation de stockage d'un gaz liquéfié comportant une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse, ladite cuve étanche et thermiquement isolante présentant un espace interne, la structure porteuse comprenant une paroi porteuse supérieure et la cuve comprenant une paroi de plafond fixée à la paroi porteuse supérieure, la paroi de plafond comprenant, dans une direction d'épaisseur de l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, au moins une barrière thermiquement isolante et au moins une membrane d'étanchéité supportée par la barrière thermiquement isolante et destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, l'installation de stockage comprenant une structure de dôme passant au travers d'une ouverture réalisée dans la paroi de plafond et dans la paroi porteuse supérieure, la structure de dôme comportant un fût qui s'étend selon la direction d'épaisseur, ledit fût comportant une extrémité inférieure qui est dirigée vers l'espace interne de la cuve et au moins une plaque de fermeture qui est positionnée en regard de l'extrémité inférieure du fût de manière à la couvrir, la plaque de fermeture comportant un moins un orifice, l'installation de stockage comportant au moins une conduite qui est destinée à conduire du gaz liquéfié, ladite conduite traversant la structure de dôme et traversant l'orifice ménagé dans la plaque de fermeture.
Ainsi, la plaque de fermeture permet de protéger la structure de dôme contre les mouvements du gaz liquéfié à l’intérieur de la cuve.
Selon d’autres modes de réalisation avantageux, une telle cuve étanche et thermiquement isolante peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le fût est de forme cylindrique à section circulaire.
Selon un mode de réalisation, le fût est fixé à la paroi porteuse supérieure.
Selon un mode de réalisation, le fût est soudé de manière étanche à la membrane d’étanchéité de la paroi de plafond.
Selon un mode de réalisation, la structure de dôme comporte un plafond qui est fixé, par exemple par soudage, à une extrémité supérieure du fût.
Selon un mode de réalisation, le plafond est bombé, ce qui permet à la structure de dôme de supporter des pressions plus importantes à l’intérieur de la cuve.
Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture est fixée au fût et la conduite est montée libre, en translation selon la direction d'épaisseur, à l'intérieur de l'orifice. En d'autres termes, le plaque de fermeture n'est pas fixée à la conduite mais au fût, ce qui autorise le mouvement de la conduite par rapport à la plaque de fermeture lorsqu'elle est soumise à des phénomènes de contraction thermique, notamment lors de la mise à froid ou lors du chargement de la cuve.
Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture est fixée au fût par une pluralité d'éléments de fixation.
Selon un mode de réalisation, les éléments de fixations sont des goussets qui sont chacun fixés, d'une part, à une surface interne du fût et, d'autre part, à une surface supérieure de la plaque de fermeture.
Selon un mode de réalisation, les goussets sont soudés à la surface interne du fût et soudés à la surface supérieure de la plaque de fermeture.
Selon un autre mode de réalisation, la plaque de fermeture est fixée à la conduite au moyen d’au moins deux goussets.
Selon un mode de réalisation, chaque gousset comporte un bord soudé à la conduite et un bord soudé à la plaque de fermeture, par exemple à la surface supérieure de la plaque de fermeture.
Selon un mode de réalisation, les goussets sont orientés radialement par rapport à l’axe de la conduite et sont répartis régulièrement autour de l’axe de la conduite.
Selon un mode de réalisation, la conduite à laquelle est fixée la plaque de fermeture est centrée par rapport au fût de la structure de dôme.
Selon un mode de réalisation, l’installation comporte deux plaques de fermeture fixées l’une à l’autre par au moins deux plaques de tôle formant entretoise maintenant l’écartement entre les deux plaques de fermeture.
Selon un mode de réalisation, les plaques de tôle font également office de raidisseurs.
Selon un mode de réalisation, la structure de dôme comporte une garniture isolante qui comble l'intérieur du fût et qui repose sur la plaque de fermeture. Ainsi, l’isolation de la structure de dôme est efficace et aisée à installer.
Selon un mode de réalisation, un grillage est interposé entre la garniture isolante et la plaque de fermeture. Le grillage permet ainsi de retenir la garniture isolante dans le fût.
Selon un mode de réalisation, la garniture isolante est choisie parmi la laine de verre la laine de roche et la mousse isolante, telle que la mousse polyuréthane .
Selon un mode de réalisation, la garniture isolante comporte un ou plusieurs blocs de mousse. Selon un autre mode de réalisation, la garniture isolante comporte de la mousse projetée.
Selon un autre mode de réalisation, la structure de dôme comporte une garniture isolante qui recouvre une surface extérieure du fût qui fait saillie au-delà de la paroi porteuse supérieure de la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la garniture isolante recouvre également une surface extérieure du plafond de la structure de dôme.
Selon un mode de réalisation, la conduite est raccordée à une rampe de pulvérisation qui est fixée à la plaque de fermeture et qui comporte une ou plusieurs buses de pulvérisation. Ceci permet une installation de la rampe de pulvérisation plus simple que lorsqu’elle est fixée à la paroi supérieure de la cuve, comme dans l’état de la technique.
Selon un mode de réalisation, la rampe de pulvérisation présente une forme annulaire.
Selon un mode de réalisation, les buses de pulvérisation sont réparties autour d'un axe central de la forme annulaire de la rampe de pulvérisation.
Selon un mode de réalisation la plaque de fermeture est disposée dans l’espace interne de la cuve étanche et thermiquement isolante. La plaque de fermeture se situe ainsi en-dessous de l'extrémité inférieure du fût.
Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture est disposée dans l’espace interne de la cuve étanche et thermiquement isolante, à distance, de l’extrémité inférieure du fût. Ceci permet notamment de faciliter les opérations de fixation de la plaque de fermeture au fût.
Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture s'étend dans un plan qui est positionné à une distance verticale du plan de l'extrémité inférieure du fût qui est inférieure à 50 cm, avantageusement supérieure à 5 cm et de préférence comprise entre 10 et 25 cm. Ainsi, une telle distance permet de faciliter les opérations de fixation de la plaque de fermeture au fût tout en positionnant la plaque de fermeture au -dessus de la limite maximale de chargement de la cuve.
Selon un mode de réalisation, en projection dans le plan de l'extrémité inférieure du fût, la plaque de fermeture recouvre au moins 80%, et de préférence plus de 95% de la section de l'extrémité inférieure du fût.
Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture comporte une pluralité d'orifices et l'installation de stockage de gaz liquéfié comporte une pluralité de conduites destinées à conduire du gaz liquéfié, chaque conduite traversant la structure de dôme et traversant l'un des orifices ménagés dans la plaque de fermeture.
Selon un mode de réalisation, au moins l'une des conduites est destinée au déchargement de gaz liquéfie stocké dans la cuve, ladite conduite s'étendant jusqu'à proximité d'une paroi de fond de la cuve et étant équipée d’une pompe de déchargement.
Selon un mode de réalisation au moins l'une des conduites est destinée au chargement de gaz liquéfié stocké dans la cuve.
L’installation selon l’un des modes de réalisation précités peut être une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire éthanier ou méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Dans le cas d’une structure flottante, la cuve de l’installation peut être destinée à recevoir du gaz naturel liquéfié servant de carburant pour la propulsion de la structure flottante.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un fluide comporte une coque, telle qu‘une double coque, et une installation de stockage d’un gaz liquéfié précitée, la coque du navire formant la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Breve description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La est vue en perspective schématique d’une structure porteuse destinée à supporter une cuve étanche et thermique isolante de stockage d’un gaz liquéfié, la structure de dôme n’étant pas représentée.
La est une vue schématique de la structure multicouche des parois de la cuve.
La est une vue schématique en coupe d’une structure de dôme d’une cuve étanche et thermiquement isolante.
La est une vue en perspective de l’extrémité inférieure de la structure de dôme de la dans laquelle le dispositif de pulvérisation n’est pas représenté.
La est une vue en perspective, de dessus, de l’extrémité inférieure de la structure de dôme de la .
La est une vue de dessous de la structure de dôme de la .
La est une vue en coupe d’une structure de dôme d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon un autre mode de réalisation.
La est une vue détaillée de la conduite et des plaques de fermeture de la figure .
La une vue en coupe d’une structure de dôme d’une cuve étanche et thermiquement isolante selon encore un autre mode de réalisation.
La est une représentation schématique écorchée d’un navire comportant une cuve de stockage de gaz naturel liquéfié et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.

Claims (20)

  1. Installation de stockage d’un gaz liquéfié comportant une structure porteuse (1) et une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse (1), ladite cuve étanche et thermiquement isolante présentant un espace interne, la structure porteuse (1) comprenant une paroi porteuse supérieure (3) et la cuve comprenant une paroi de plafond (11) fixée à la paroi porteuse supérieure (3), la paroi de plafond (11) comprenant, dans une direction d’épaisseur de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, au moins une barrière thermiquement isolante (12, 15) et au moins une membrane d’étanchéité (17) supportée par la barrière thermiquement isolante (12, 15) et destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve,
    l’installation de stockage comprenant une structure de dôme (19) passant au travers d’une ouverture (18) réalisée dans la paroi de plafond (11) et dans la paroi porteuse supérieure (3), la structure de dôme (19) comportant un fût (22) qui s’étend selon la direction d’épaisseur, ledit fût (22) comportant une extrémité inférieure (33) qui est dirigée vers l’espace interne de la cuve et au moins une plaque de fermeture (25, 39) qui est positionnée en regard de l’extrémité inférieure (33) du fût (22) de manière à la couvrir, la plaque de fermeture (25) comportant un moins un orifice (27, 28, 29),
    l’installation de stockage comportant au moins une conduite (20, 21, 31, 38, 44) qui est destinée à conduire du gaz liquéfié, ladite conduite (20, 21, 31) traversant la structure de dôme (19) et traversant l’orifice (27, 28, 29) ménagé dans la plaque de fermeture (25).
  2. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 1, dans laquelle la plaque de fermeture (25) est fixée au fût (22) et la conduite (20, 21, 31) est montée libre, en translation selon la direction d’épaisseur, à l’intérieur de l’orifice (27, 28, 29).
  3. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 2, dans laquelle la plaque de fermeture (25) est fixée au fût (22) par une pluralité d’éléments de fixation (26).
  4. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 3, dans laquelle les éléments de fixation sont des goussets (26) qui sont chacun fixés, d’une part, à une surface interne du fût (22) et, d’autre part, à une surface supérieure de la plaque de fermeture (25).
  5. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 1, dans laquelle la plaque de fermeture (25) est fixée à la conduite (38) au moyen d’au moins deux goussets (40).
  6. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comportant deux plaques de fermeture (25, 39) fixées l’une à l’autre par au moins deux plaques de tôle (41) formant entretoise maintenant l’écartement entre les deux plaques de fermeture (25, 39).
  7. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la structure de dôme (19) comporte une garniture isolante (30) qui comble l’intérieur du fût (22) et qui repose sur la plaque de fermeture (25).
  8. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 7, dans laquelle un grillage (34) est interposé entre la garniture isolante (30) et la plaque de fermeture (25).
  9. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 7 ou 8, dans laquelle la garniture isolante (30) est choisie parmi la laine de verre, la laine de roche et la mousse isolante.
  10. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la structure de dôme (19) comporte une garniture isolante (42) qui recouvre une surface extérieure (30) du fût (22) qui fait saillie au-delà de la paroi porteuse supérieure (3) de la structure porteuse (1).
  11. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle la conduite est raccordée à une rampe de pulvérisation (36) qui est fixée à la plaque de fermeture (25) et qui comporte une ou plusieurs buses de pulvérisation (37).
  12. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 11, dans laquelle la rampe de pulvérisation (36) présente une forme annulaire.
  13. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, dans laquelle la plaque de fermeture (25) est disposée dans l’espace interne de la cuve étanche et thermiquement isolante, à distance, de l’extrémité inférieure (33) du fût (22).
  14. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle, en projection verticale dans le plan de l’extrémité inférieure (33) du fût (22), la plaque de fermeture (25) recouvre au moins 80% de la section de l’extrémité inférieure (33) du fût (22).
  15. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, dans laquelle la plaque de fermeture (25) comporte une pluralité d’orifices (27, 28, 29) et l’installation de stockage de gaz liquéfié comporte une pluralité de conduites (20, 21, 31) destinées à conduire du gaz liquéfié, chaque conduite (20, 21, 31) traversant la structure de dôme (19) et traversant l’un des orifices (27, 28, 29) ménagés dans la plaque de fermeture (25).
  16. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 15, dans laquelle au moins l’une des conduites (21) est destinée au déchargement de gaz liquéfie stocké dans la cuve, ladite conduite (21) s’étendant jusqu’à proximité d’une paroi de fond de la cuve et étant équipée d’une pompe de déchargement.
  17. Installation de stockage d’un gaz liquéfié selon la revendication 15 ou 16, dans laquelle au moins l’une des conduites (20) est destinée au chargement de gaz liquéfié stocké dans la cuve.
  18. Navire (70) pour le transport d’un fluide, le navire comportant une coque (72) et une installation de stockage d’un gaz liquéfié selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, la coque du navire (70) formant la structure porteuse.
  19. Système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant un navire (70) selon la revendication 18, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  20. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 18, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
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