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Perfectionnements à la oonatruotion des navires porteurs de gaz liquéfiéa.
Le brevet principal et la première addition ont décrit d'une manière générale une forme et un procédé de construction et de fixation des réservoirs dans un navire, ces réservoirs étant destinés à recevoir, soit des gaz tels que le méthane dont la tem- pérature critique est très inférieure à la température normale, soit des gaz tels aue le propane ou l'ammoniaque liquéfiables sous pression à la température normale.
L'invention concerne uniquement des perfectionnements s'appliquant aux navires transportant ce dernier type de produits,
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butane, butadiène, propane, isopropane etc... et d'autre part des composés tels que l'ammoniaque et ses dérivés.
Il est rappelé que le brevet principal et la première addition ont-précisé que pour ce genre de transport, il est avan- tageux, suivant un procédé connu, d'employer à la fois le principe de refroidissement et le principe de compression des gaz, car il existe pour chaque produit une température et une pression corres- pondant à un état d'équilibre des phases rendant minimum l'encom- brement et le prix du réservoir, de son calorifuge et du système frigorifique le maintenant à une température donnée ; ce procédé permettant, de plus, de maintenir le réservoir à la température de service pendant le voyage de retour à vide.
A titre d'exemple, le propane se transporte dans les meilleure conditions à la tempéra- ture + 15 C. et à la pression relative correspondante de 9 kg/cm2.
A cette pression, les épaisseurs des parois des réser- voirs sont relativement faibles, permettent un formage facile des matériaux et évitent le reouit des soudures du métal des réservoirs, ce reouit n'étant exigé qu'à partir d'une certaine épaisseur par les Sociétés de Classification.
De plus, à cette température, il est possible d'employer pour la construction des réservoirs en contact direct avec le li- quide transporté, l'acier ordinaire qualité chaudière ou l'acier à haute limite élastique dont le prix d'achat est beaucoup plus faible que celui des alliages spéciaux d'acier au nickel ou d'alu- minium magnésium dont l'emploi s'impose pour les très casses tem- pératures.
Le brevet principal et la première aàdition utilisant ces données scientifiques, ont prévu l'emploi de réservoirs mul- tilobés comportant soit des cloisons (brevet principal) soit des hiloires remplaçant ces oloisons et dont la jonction s'effectuait par des tubes tirants (première addition) - Dans le cas de propane ou de gaz similaires, refroidis à une température sensiblement égale à la normale, l'invention présente comme dispositif caracté- ristique la combinaison des deur procédés ; la température de 15
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degrés permettant le contact des parois du réservoir et des ren- forts avec le produit transporté, le calorifuge est prévu à l'ex- térieur et peut être constitué par un produit économique (liège, laine de verre etc.).
Le réservoir reste de forme multilobée et comporte toujours des tubes tirants permettant le passage des hiloires et des épontilles de la coque; mais il utilise également comme moyen de jonction entre les intersections longitudinales des cylindres, les cloisons longitudinales soie verticales, soit horizontales prévues dans le brevet principal. Ces cloisons sont soudées d'une part, sur l'arête des génératrices sectionnant les cylindrée, et d'autre part, sur une génératrice des tubes tirants, le tout constituant un ensemble particulièrement rigide.
La figure 1 donnée à titre d'exemple non limitatif représente un réservoir sextilobé ainsi conçu : on voit que par suite du rétablissement des cloisons, il constitue une poutre qui reposant sur deux appuis, ne présentera qu'un faible fléchis- sement. Or, les dispositions actuelles des règlements, interdi- sant de faire participer les réservoirs au travail de la coque, obligent à prévoir un support sur deux appuis. 3i d'ailleurs ces règlements admettaient dans l'avenir la participation du réservoir à la résistancede la coque, la forme décrite resterait encore très pratique en raison de sa forte inertie verticale.
L'invention se rapporte également au système de pompage.
Il a été prévu un ballastage important permettant le retour à vide du navire. Lorsque le navire est en cours de déchar- gement, le ballast est vide et l'assiette nulle au iébut de l'opération, devient peu à peu positive (l'AV du navire s'élève plus de l'AR), car il n'est pas souhaitable de ballaster avec l'eau impure des ports. De même, en cas de chargement, le navire arrive ballasté en assiette nulle, mais décharge son eau de ballast ; l'assiette est donc nulle ou positive : d'où les con- ceptions suivantes pour les tuyautages d'aspiration et de refou- lement.
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donne aux exigences des règlements actuels qui exigent pratiquement que les réservoirs ne comportent d'ouvertures qu'à la partie su- périeure.
Chaque réservoir sextuple est muni d'un dôme situé sur le cylindre central, non on son milieu, mais à la partie avant.
Le dôme communique par des tuyautages extérieurs au réservoir, à la partie supérieure des cylindres latéraux. Par suite de sa po- sition vers la partie avant du réservoir et étant damé l'assiette positive du navire, ce dôme recueillera tous lesgaz: des trois cylindres. De plus, cette communication au-dessus des réservoirs permet de maintenir complètement étanches', les cloisons verticales intérieures au réservoir et de réduire ainsi notablement l'effet des carènes liquides puisque les tuyautages d'aspiration de liquide à la partie inférieure sont fermés par des vannes. Par contre, les cloisons horizontales intérieures doivent être échancrées par de nombreux orifices permettant les mouvements de liquide et l'équi- libre des pressions.
Le chargement du liquide prélablement réfri- géré à la température de 15 degrés par passage dans un réservoir auxiliaire, s'effectue par un tuyautage aboutissant au dôme des réservoirs.
L'extraction du liquide sera donc effectuée par trois tubes verticaux pénétrant jusqu'au fond arrière de chacun des cylindres et communiquant chacun avec une manchette placée sur le cylindre ; étant donné l'assiette positive du navire, ces tubes verticaux, par suite de leur position vers la partie arrière du réservoir, recueilleront tout le liquide des trois cylindres. Ces manchettes sont surmontées d'un joint plein percé d'un orifice avec presse-étoupe par où passe l'axe de rotation d'une pompe immergée qui peut coulisser dans le tube le long de glissières. Une vanne à opercule manoeuvrable du pont permet de fermer l'extrémité infé- rieure du tube.
Le tube comporte en abord une autre ouverture permettant l'accès du liquide sans passer par la pompe et munie d'une vanne. Un moteur par exemple à air comprimé ou hydraulique, est placé à l'extérieur des réservoirs à la partie supérieure.
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Des siphons munis de vannes font communiquer les trois capacités, l'effet des carènes liquides étant supprimé par la fermeture des vannes pendant les traversées.
On c@mence par refouler du gaz dans les cylindres par l'emploi du compresseur de gaz, celui-ci aspirant son gaz dans un réservoir auxiliaire au-dessus du liquide qui peut être réchauffé par un tuyautage de vapeur pour compenser le froid produit par l'évaporation. Le liquide est extrait du réservoir par les orifi- ces latéraux des tubes verticaux et est refoulé dans le réservoir auxiliaire. Une faible partie se vaporise pour alimenter le com- presseur et le reste est repris par les pompes de déchargement refoulant à l'extérieur.
Si par suite de la charge ou de la densité du produit transporté ou de la baisse de pression du gaz, ce procédé devient insuffisant, on ferme les vannes latérales des tubes d'aspiration, on ouvre l'opercule inférieur et on fait fonctionner les pompes immergées. Si une pompe est avariée, on peut utiliser les siphons pour pomper d'un réservoir dans l'autre. De plus, le système est conçu pour pouvoir remplacer rapidement une pompe ou un axe avarié.
Il suffit après avoir chassé le gaz comprimé dans le tube, de fermer l'opercule inférieur, et on peut alors démonter tous les appareils par le haut et les remplacer par des rechanges, sans avoir ni à vidanger les réservoirs, ni à les dégazer.
Toutes les vannes sont bien entendu manoeuvrables de la partie supérieure.
Suivant un procédé connu, le refroidissement du liquide ou son maintien à la température choisie peut être effectué en se servant du gaz transporté cocue gaz frigorifique.
On peut aussi, par un procédé également connu, le re- froidir par circulation dans les serpentins placés à l'intérieur des réservoirs et contenant un fluide frigorifique quelconque.
Le refroidissement des liquider transportés est néces- saire pour deux raisons a) - Parce que le gaz liquéfié fourni par la raffinerie
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est à une température supérieure à 15 degrés. b) - Parce que les produits transportés s'échaufferaient du fait de la température ambiante.
La puissance frigorifique devra donc être calculée en tenant compte de la température maxima à l'extérieur prévue par les règlements, de l'épaisseur et de la nature du calorifuge, et également de la température à laquelle le produit transporté est fourni au navire transporteur au moment du chargement.
L'invention utilise pour le dispositif de réfrigération, des dispositifs connu. On note simplement :
1/- L'existence d'un compresseur refoulant les produits gazeux à l'intérieur des réservoirs pour assurer l'évacuation du liquide; ce compresseur pouvant éga- lement servir de compresseur frigorifique lorsque le produit transporté est utilisé comme fluide frigo- rigène.
2/- L'existence d'une capacité dalorifugée servant à la fois de chambre de refroidissement à l'embarquement du liquide dans le cas de refroidissement par ser- pentins et dans les deux cas, de réservoir d'aspira- tion pour le fonctionnement du compresseur au moment du déchargement.
Il y a lieu de noter enfin que dans le transport de certains produits tels que l'ammoniaque ou le butadiène, la robi- netterie, les tuyautages, les vannes, les pompes etc... ne doivent comporter aucun élément constitué par un alliage cuivreux.
De plus, il peut arriver que pour un premier chargement ou pour le changement de nature du produit transporté, il soit nécessaire de créer une dépression importante dans les citernes.
A cet effet, celles-ci sont munies de membrures circulaires inté- rieures calculées pour résister au flambement sous la dépression d'une atmosphère. Ces membrures sont prolongées par des montants de cloisons.
Une dernière difficulté provient de la liaison des tubes
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tirants et des réservoirs. Si l'on adapte une surface continue de Maison, celle-ci étant nécessairement à double courbure n'est pas propre à supporter une pression. On peut, par exemple, adopter une section fraiche d'un cylindre par un autre avec un joint soudé, ce joint étant lui-même protégé par des goussets en nombre suffi- sant. L'existence des cloisons longitudinales et des membrures qui jouent le rôle de goussets, limite d'ailleurs considérable- ment le nombre de ceux-ci.
Enfin, il est signalé que pour ne pas augmenter indé- finiment la contenance des réservoirs dans le cas do très grands navires, on peut adopter le dispositif donné à titre d'exemple non limitatif par la figure 6, qui a l'avantage de maintenir une ou plusieurs cloisons longitudinales de coque tout en assurant un coefficient de remplissage des cales très satisfaisant. Dans ce cas, l'existence des cloisons peut permettre de supprimer les tubes tirants plus ou moins complètement.
Il est d'ailleurs également possible d'adapter le système de réservoirs décrit ci-dessus à des navires existants non spécialement construits à cet effet. Il suffit pour que la transformation soit avantageuse, que le navire considéré comporte déjà un ballastage important. On pourrait ainsi transformer par modification du pont et des cloisons, certains cargos, dcs pétro- liers, ou des minéraliers.
Les avantages de l'invention sont les suivants: par suite de l'adoption d'une pression réduite, le poids des roser- voirs est considérablement diminué, de l'ordre de moitié, le prix de la construction est de ce fait, réduit considérablement et le port en lourd pour un navire donné est augmenté en consé- quence. De plus, par suite dé l'existence d'un dispositif frigo- rifique surabondant, le danger d'une perte importante par les soupapes de sûreté sous l'effet d'une augmentation de température dépassant celle admise par les Règlements, est donc supprimé.
Le risque d'incendie est réduit de ce fait. Le nombre des cylin- dres étant réduit considérablement par rapport aux dispositifs
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classiques, le nombre des joints, des soupapes et des vannes est beaucoup plus faible; d'où économie d'entretien et réduction des risques de fuites.
L'encombrement dos réservoirs transportant un chargement donné est plus faible que dans le cas des réservoirs purement cylindriques. Il en résulte, pour un même port en lourd, une réduction des dimensions du navire, et économie importante sur la consommation de combustible. Les procédés de pompage décrits dans la spécification permettent le déchargement rapide des pro- duits les plus lourds et les moins volatils.
Il est de plus à remarquer que malgré la grande dimen- sion de ces réservoirs, leur séparation en trois compartiments étanches, communiquant seulement à la partie supérieure par l'équi- libre de pression, permet de vider chaque réservoir en trois opé- rations; les membrures des cloisons intérieures prévues pour per- mettre une dépression pouvant en même temps être calculées pour permettre aux cloisons de résister à la charge du produit trans- porté.
L'invention sera décrite en se référant aux figures 1 à 7, données à titre d'exemples non limitatifs, et sur lesquelles pour la commodité de la lecture les références sont celles de la première addition en particulier des figures 17 et 18 de la pre- mière addition.
Les figures se rapportent à titre d'exemple, des ré- servoirs sextilobés.
On retrouve sur les figures 1 et 2, les réservoirs mul- tilobés 3 composés de six enveloppes en forme de fraction de cy- lindres 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, de cloisons verticales 35, sans ouvertures et horizontales 35a avec leurs ouvertures 35b, et de tubes tirants 7 à l'intérieur desquels on voit les barrots 27 et les épontilles 12. L'ensemble est revêtu d'une épaisseur de calo- rifuge 5 à l'extérieur des cylindres et sur la partie concave des tubes tirants, Ce calorifuge constitue donc une surface continue enveloppant complètement le réservoir. Le réservoir est entouré de la coque 1 et des ballasts latéraux 21 et inférieurs 36.
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Les réservoirs reposent sur des berceaux, soit fixes 20a, soit coulissants 20b. Un dôme 37 situé sur l'AV des réservoirs reçoit le tuyautage d'arrivée de gaz liquéfié 38, le tuyautage 39 d'ar- rivée de gaz comprimé pour assurer le déchargement du liquide, les tuyautages 40 d'équilibrage de pression entre cylindres et les soupapes de sûreté 15 conformes à la réglementation adoptée.
Le gaz liquéfié est puisé à la partie AR de chaque cylindre par des tubes 41 qui le conduisent au-dessus de la partie supérieure des réservoirs. Ces tubes comprennent à la base la vanne à opercule 42 manoeuvrable du pont, une vanne latérale 43, une pompe immergée 44 coulissant entre glissières 45, un axe entraînant la. pompe 46 un plateau étanche de fermeture 47 un presse-étoupe 48 et au-dessus un moteur 49 par exemple hydrau- lique ou à air comprimé (figures 2, 3 et 4).
Le liquide suit ensuite un tuyautage d'évacuation 50 qui l'amène au réservoir intermédiaire 51 d'où il est repris par un tuyautage 52 pour arriver à la pompe de refoulement 53 qui le refoule vers l'extérieur.
Le compresseur 54 aspire du gaz par le tuyautage 55 dans le dôme du réservoir auxiliaire et refoule dans les réservoirs principaux par le tuyautage 39 le gaz comprimé.
Pour le chargement, les liquides arrivent directement dans le réservoir auxiliaire 51 où ils sont refroidj al leur température est trop élevée et réexpédiés aux réservoirs par le tuyautage de chargement 38.
D'autres tuyautages ne sont pas représentés, par exemple ceux destinés à la séparation des bulles de gaz qui peuvent se trouver dans le liquide, au dégazage des réservoirs et à l'extinc- tion d'incendie.
Il existe également un collecteur de perte ramassant toutes les évacuations des soupapes de sûreté 15 les envoyant dans la mâture avant.
L'installation frigorifique a été figurée en 56. De plus,
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à la dépression et en 58 les montants affectés au même usage.
Les figures 5 et 7, représentent en détail le système de liaison et les tubes tirants des réservoirs. On remarque les lignes de soudure 11 protégées par les cloisons longitudinales 35, les membrures 57 et les goussets supplémentaires 59 - 60.
La figure 6, représente un navire de très grandes dimen- sions dans lequel on a voulu ne pas augmenter d'une manière exces- sive le volume des réservoirs. Ces réservoirs sont placés dans chacune des parties d'une coque 1 dent la cale est coupée en deux par une cloison longitudinale 61. Les autres dispositifs sont ceux décrits précédemment. Le barrot 27 s'appuie sur les ballasts 21 par l'intermédiaire des cloisons 22 ainsi que sur la cloison longitudinale milieu.