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La présente invention se rapporte aux citernes flottantes et plus particulièrement aux bateaux-citernes pour le transport à l'état liquide, à basse température et approximativement à la pression atmosphérique, de substances qui sont normalement à l'état gazeux. Le gaz entrant principalement en question est le méthane,mais les références qui y sont faites dans la description ci-après, lorsque cette description le permet, doivent être comprises comme s'étendant également aux gaz semblables qu'il peut être souhaitable de transporter à l'état liquide.
On a déjà proposé de transporter du méthane liquide par bateau, et dans ce cas le méthane était contenu dans une où plu- sieurs grandes citernes fortement isolées, et le gaz qui s'évapore
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à cause de la chaleur ambiante passant l'isolation était utilisé pour alimenter le groupe moteur du bateau. Cette proposition comporte cependant un certain nombre d'inconvénients.
-La consommation ue combustible d'un bateau varie de temp à 'autre, et l'évaporation de méthane dans les citernes du bateau change également avec la pression atmosphérique. Il faut également prévoir la navigation du bateau à vide. Dans ce cas, les machines de propulsion du bateau doivent être normalement prévues pour brûler deux çombustibles, et il faut quand même évacuer de grandés quantités de méthane gazeux dans l'atmosphère lorsque les moteurs ne sont pas utilisés, par exemple lorsque le bateau est
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arîêté.¯,¯.
De^plus, les pertes de méthane liquide des citernes comme décrit ci-dessus, peuvent également rendre la navigation difficile. Pour que le bateau puisse transporter autant de méthane liquide que possible, spécialement à cause de sa gravité spécifique plus faible que celle de l'huile ou de l'eau, les citernes à méthane doivent être aussi grandes que le permet le bateau, et un bateau-citerne typique pourrait comprendre cinq ou six grandes citernes à méthane, chacune s'étendant pratiquement sur toute la largeur du bateau.
A la fin d'un voyage d'un certain nombre de semaines, le niveau de méthane liquide dans les citernes tombe appréciablement à cause de l'évaporation, et ceci occasionne à son tour l'exposition d'une grande surface de liquide libre dans chaque réservoir, qui rend le bateau dangereux au point de vue stabilité.
Un but de la présente invention est de procurer un bateau- citerne à méthane qui ne présente pas ces inconvénients.
Suivant la présente invention, dans un bateau-citerne pour le transport en masse à l'état liquide et à basse tempéra- ture de méthane (ou de substances analogues normalement gazeuses), on prévoit une installation de liquéfaction, et des canalisations de. circulation entre la ou les citernes contenant le méthane
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et l'installation de liquéfaction, au moyen desquelles le méthane gazeux s'évaporant dans les citernes peut être prélevé, liquéfié, et ramené dans les citernes.
De préférence, le bateau-citerne comprend'une ou plusiéurs citernes comportant chacune à sa partie supérieure un goulot relativement étroit, le méthane liquide dans la citerne étant nor- malement maintenu à un niveau compris dans le goulot de la citerne..
Les particularités ci-dessus et d'autres particularités de l'invention seront décrites ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une vue de côté d'un bateau-citerne pour le transport de méthane.
Fig.' 2 est une vue en plan montrant la disposition des citernes à méthane; et,
Fig. 3 et 3A sont des schémas représentant la disposition des canalisations et autres installations associées aux citernes.
Sur les Figs. 1 et 2, la partie utile de la coque 10 du bateau-citerne est divisée en six compartiments principaux 11 à 16 par une série de cloisons transversales 17. Six citernes principales 18 à 23, fortement isolées, sont disposées indi- viduellement dans les compartiments 11 à 16, rapprochées l'une de l'autre suivant le grand axe du bateau. Ces citernes princi- pales sont pour la plupart en substance cylindriques avec leur axe principal vertical, et dans l'ensemble, elles s'étendent à leur partie la plus large en substance sur toute la largeur du bateau, quoique les citernes 19 et 23 soient d'un diamètre légèrement plus faible que celui des citernes 20, 21, et 22, et la citerne la plus en avant 18 a un diamètre beaucoup moins grand.
Le bateau est construit avec une superstructure, c'est-à- dire qu'il comporte un pont principal au niveau 24 et un pont supérieur plus étroit au-dessus du niveau 25. Chacune des citernes principales 18 à 23 traverse le pont principal au niveau 24, et à l'exception de la citerne 20, les parties des citernes qui dépas- sent le pont principal ont un diamètre aussi grand que possible
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par rapport à 1a superstructure 26. A cette fin, les citernes 19,.
21,22 et 23 sont construites avec une partie en gradins 28, 29, 30 et 31, mais la citerne avant 18, étant déjà relativement étroite ne nécessite pas d'être construite en gradins. Chacune des six citernes se termine à sa partie supérieure par un goulot 27 surmonté par un capot de moteur de pompe 32. Dans le cas des cinq citernes 18, 19, 21, 22 et 23, le goulot étroit 27 traverse la super- structure au niveau 25, et le capot est situé sur ce pont., mais la citerne 20, pour des raisons décrites ci-après, n'est pas aussi haute que les cinq.autres citernes, ayant son goulot 27 se termi- nant juste au-dessus du niveau 24 du pont principal et son capot de moteur de pompe 32 disposé sur le pont principal, à l'intérieur de la superstructure.
A cause de la forme circulaire des citernes principales 18 à 23 vus en plan, il y a un espace appréciable sous les ponts entre une citerne et la suivante, de chaque côté du bateau, et dans le cas des citernes 19 à 23, ces espaces sont utilisés pour y placer huit réservoirs latéraux supplémentaires 33, de capacité beaucoup plus faible. Les réservoirs latéraux 33 sont tous cylindriques avec leur axe principal vertical, et sont logés complètement sous le niveau 24 du pont principal. Comme représenté sur la Fig. 2, la disposition de cloisons, entre les citernes principales 119 à 23, est telle que chaque réservoir latéral 33 comporte un compartiment étanche 34, chacune des cloisons 17 se séparant en deux cloisons divergentes 35 pour embrasser un réser- voir latéral à proximité de la coque.
Les Figs. 3 et 3a, représentent la disposition des canalisations et de l'équipement auxiliaire associés aux citernes du bateau. On voit que les canalisations comportent deux postes 36 'de chargement et de déchargement de méthane du bateau, reliés :à un collecteur annulaire de circulation 37 au moyen.de vannes actionnées à la main 38.
Six embranchements 39 partent du collec- teur annulaire 37, chacun vers une des citernes 18 à 23, et huit
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autres embranchements 40, chacun vers un réservoir latéral 33, chacun des embranchements 39 et 40 comportant une vanne actionnée la main 41. Chacune des citernes comporte sa propre pompe de dé- chargement ainsi qu'une pompe de secours de plus faible capacité 42 et un arroseur 43 pour la remplir, les pompes aspirant des citernes et débitant dans les embranchements 39, 40 via des vannes à sens unique 44 actionnées à la main, tandis que les arroseurs 43 peuvent débiter le méthane liquide, venant des embranchements, dans les citernes pendant le chargement via d'autres sens unique 45 actionnées à la main.
En plus des canalisations de remplissage et de décharge- ment, chaque citerne comporte une vanne 46 permettant de.contrôler le niveau de remplissage de la citerne. Dans le cas des citernes principales 18 à 23, ce contrôle de niveau est effectué par des canalisations d'embranchement séparées 47 reliées au collecteur annulaire 37, mais dans le cas des réservoirs latéraux 33, les vannes de contrôle de niveau 46 sont reliées aux canalisations d'alimentation des arroseurs 43. Les citernes principales peuvent être isolées en deux groupes de trois au moyen de vannes actionnées la main 48 dans le collecteur principal 37, une située entre la connexion pour les embranchements 39 vers les citernes 20 et 21, et deux autres au-delà des connexions des embranchements 39 des citernes d'extrémité 18 et 23.
Des vannes actionnées à main 49 sont également prévues dans les canalisations de contrôle de niveau 47 des citernes principales.
Des canalisations de gaz sont prévues pour évacuer le mé- thane gazeux de la partie supérieure de chaque citerne et le débiter à une installation de liquéfaction, d'où il revient, après avoir été reliquéfié, au côté liquide du système. Ainsi, un conduit à gaz 50 est prévu pour chaque citerne 18 à 23, et un conduit à gaz 51 pour chaque réservoir latéral 33, tous les conduits à gaz débouchant dans un collecteur commun de gaz 52, chacun des conduits à gaz 50, 51 comportant une valve de retenue automatique 53. L'installa- tion de liquéfaction principale 54 alimentée par le collecteur
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de gaz 52 comprend une installation double 55 consistant enjeux réfrigérateurs et deux pompes de circulation.
L'installation de liquéfaction principale 54 débite dans une canalisation 56 ramenant le liquide au collecteur principal 37, et les débits aux installations de réfrigération sont commandés par Quatre vannes de retenue 57 actionnées à la main.
En plus de 1'installation de liquéfaction principale 54, il y a une installation secondaire 58 comprenant un autre réfrigé- rateur et une pompe de circulation, cette installation étant logée près de l'arrière du bateau à proximité des quartiers de l'éauipage.
L'installation 58 est reliée par un conduit de gaz et un conduit de liquider et des valves de retenue 59 et 60 respectivement.
Pour évacuer le gaz de méthane formé dans les canalisa- tions de liauide, des conduits 61 sont reliés entre les canalisa- tions de liquide et de gaz, et comportent une valve de retenue 62 qui s'ouvre automatiquement lorsqu'il y a du gaz à évacuer.
En cas de nécessité, lorsaue plus de gaz de méthane est produit que ne peut en traiter avec sécurité l'installation de liquéfaction, on peut en lâcher à l'atmosphère par six paires d'évents 69 montés sur les mâts, une paire étant prévue pour chacune des citernes
18 à 23..¯.Douze'canalisations d'embranchement 70, deux pour chaque citerne principale, partent du collecteur de gaz 52, individuelle- ment vers douz évents de mât 69, et chacune comporte une valve de retenue automatique 71. Chaque évent de mât comporte un treillis anti-explosion à sa partie supérieure.
Lorsque le bateau est au port ou se trouve dans des circonstances semblables, un excès de gaz de méthane peut être brûlé par deux bouches 63, l'une à la partie supérieure du mât
64 et l'autre à la partie supérieure du mâtprincipal 65.
Des canalisations 66,67 comportant des valves de retenue 68 actionnées à la .uain, conduisent aux bouches 63 à partir du collec- teur de gaz principal 52.
En plus des canalisations décrites ci-dessus, chaque com-
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partiment individuel 11 à 16 et 34 comporte une canalisation de sécurité d'évacuation de gaz 72 qui communique par les conduits 73 et les valves de retenue automatique 74 avec les évents de mât 69,
Les installations'de liquéfaction de gaz principale et secondaire 54 et 58 sont disposées respectivement en des points indiqués en 76 et 77 sur la fig. 1. La disposition de l'installation principale 54 au niveau du'pont principal au-dessus de la citerne 20 fait comprendre la raison pour laquelle cette citerne ne dépasse pas dans la superstructure comme c'est le cas pour les autres citernes principales.
Comme indiqué ci-dessus, le chargement ou remplissage des citernes principales 18 à 23 et des réservoirs latéraux 33, se fait par l'intermédiaire d'arroseurs 43 qui dirigent chacun leur débit raisonnablement uniformément sur une surface substantielle du fond de la citerne vide. En plus, ces arroseurs débitent lentement lorsque les citernes sont vides en attente d'être remplies.
L'arrosage continuel de méthane liquide dans les citernes vides les maintient à une température presqu'égale à la température normale à l'ét at chargé , et empêche également l'entrée d'air dans les citernes. Ainsi, lorsque les citernes sont remplies, elles contiennent une grande quantité de méthane liquide et une très petite quantité de méthane gazeux au-dessus du niveau du liquide, et lorsque les citernes sont vides, elles contiennent du méthane gazeux froid et une petite quantité de méthane liquide qui a servi à arroser les citernes et qui se vaporise.
Plus l'isolation est efficace,' moins vite le méthane des citernes s'évapore lorsqu'elles sont remplies, et dans une disposition préférée, l'isolation est telle qu'elle ramène l'évapo- ration à environ par jour. Cependant, indépendamment de l'effi- cacité de l'isolation, il y a toujours une légère évaporation, et dans la disposition décrite, celle-ci n'est pas perdue mais remise en circulation par l'installation de liquéfaction, en étant reliquéfiée et ramenée aux citernes.
Les grandes citernes princi-
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pales 18 à 23 sont remplies de manière que le niveau du liquide vienne jusque dans le goulot étroir 27, et lorsque du méthane se vaporise en entraînant un abaissement des niveaux, les citernes sont remises à niveau par du méthane liquide raiaené de l'installa.- tion de liquéfaction pour empêcher le niveau de tomber sous les goulots 27. De cette façon, une très petite surface libre est maintenus dans chaaue citerne.
De plus, le déplacement du liquide dans les citernes produit par les mouvements du bateau est rendu insignifiant, et le centre de gravité du bateau chargé n'est pas soumis à un déplacement vertical pendant le voyage comme ce serait la- cas si du méthane s'évaporait des citernes et n'était pas remplacé* -Les petits réservoirs latéraux 33 ont une double fonction: . en premier lieu ils améliorent la capacité en .méthane du bateau en utilisant les espaces latéraux créés par la forme des citernes principales, et en second lieu ils procurent une réserve de méthane liquide pour refaire le niveau des citernes principales en cas de nécessité, par exemple en cas de panne de l'installation de liqué- faction.
Si l'installation de liquéfaction tombe en panne, l'évaporation continue, et par conséquent les évents de mât 69 et les canalisations s'y rapportant décrites ci-dessus permettent au gaz de s'échapper à l'atmosphère. Il est bien évident que l'échappement des vapeurs dans l'atmosphère ne se passe pas habi- tuellement, mais seulement en cas d'urgence ou de nécessité absolue.
On voit sur la Fig. 1 que même si le niveau du liquide dans les.citernes principales venait à tomber sous celui des gou- lots 27, il - n'y a pas d'augmentation immédiate de la surface libre qui correspond au diamètre, maximum des citernes principa- les, étant donné que, à l'exception de la citerne 20 et de la petite citerne 18, le niveau tobe dans les sections en gradin de diamètre Intermédiaire 28 à 31 aes citernes.
.Différentes modifications ae la forme de réalisation dé-
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crite sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, quoique les différentes vannes et valves soient décrites comme ac- tionnées à la main, les valves de retenue automatiques et les autres valves et vannes peuvent être différentes, et l'installation peut être adaptée à une commande automatique complète, par exemple à partir d'une cabine de' commande sur le pont.
REVENDICATIONS.
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1.- Bateau-citerne pour le transport en masse à l'état liquide et àbasse température de méthane (ou d'autres substances normalement à l'état gazeux), caractérisé en ce qu'il comprend une installation de liquéfaction et des canalisations de circula- tion entre la ou les citernes et l'installation de liquéfaction permettant de prélever le méthane gazeux s'évaporant dans les citernes, de le reliquéfier et de le ramener dans les citernes.