EP0035444B1 - Procédé et installation de réchauffement d'un fluide froid - Google Patents
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- EP0035444B1 EP0035444B1 EP81400294A EP81400294A EP0035444B1 EP 0035444 B1 EP0035444 B1 EP 0035444B1 EP 81400294 A EP81400294 A EP 81400294A EP 81400294 A EP81400294 A EP 81400294A EP 0035444 B1 EP0035444 B1 EP 0035444B1
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Definitions
- the present invention relates to a method and an installation for heating a cryogenic fluid by heat exchange with a circulating fluid, the solidification temperature of which is higher than the temperature of the cryogenic fluid before its final heating, and firstly a method for heating d a cryogenic fluid, such as liquefied natural gas, by heat exchange with a circulating fluid, such as water, the solidification temperature of which is higher than the temperature of said cryogenic fluid, according to which said cryogenic fluid is led into the at least one module comprising two vertical tube elements with fins connected in series, and the circulating fluid is made to flow by gravity in the form of a free sheet along the periphery of said tube elements.
- a cryogenic fluid such as liquefied natural gas
- FR-A-2 096 919 describes a process for heating natural gas by countercurrent exchange in a plurality of elements of vertical tubes mounted in parallel, the natural gas always circulating in an upward direction inside the elements of tubes and circulating water naturally flowing by gravity outside these tube elements, which are provided with longitudinal fins.
- an internal section of tube is provided for the passage natural gas which is increasingly reduced, which leads to successive increases in the speed of natural gas flowing in the tubes.
- JP-A-54-7403 describes the heating of natural gas by first co-current exchange with the natural gas flowing from bottom to top in a tube bundle and the water flowing from bottom to top in a calender according to a forced flow, then an exchange against the current with the gas circulating from top to bottom in another tube bundle and the water circulating from bottom to top in the corresponding grille. This way of doing things is quite complex and leads to significant deterioration, in particular calenders in the event of accidental freezing of the heating water.
- JP-A-52-144 006 describes a process of the type indicated above.
- a heating is carried out comprising a first stage in countercurrent exchange with the natural gas flowing from bottom to top in a first plurality of upstream tube elements and the water naturally flowing outside, then a second stage in countercurrent exchange also, the natural gas flowing from bottom to top in a second plurality of downstream tube elements and the water flowing naturally outside, with the particularity that the second plurality of elements tubes offers a smaller cross section for natural gas than the first plurality.
- This arrangement does not allow the objective of the present invention to be fulfilled either, because the icing around the upstream tube elements cannot be avoided.
- the object of the invention is to ensure that water or other fluid at relatively cold temperature can be used as circulating fluid while avoiding any risk of solidification of this fluid.
- the essential characteristic of the invention resides in the fact that, in a heating process of the aforementioned type, the cryogenic fluid is made to circulate firstly co-current with said circulating fluid and then counter-current with said circulating fluid, the element upstream tube being supplied with cryogenic fluid at its upper end, and in that the heat exchange between the cryogenic fluid and the circulating fluid at this end is slowed down by means of an insulating sleeve.
- the intermediate temperature between the upstream and downstream tube elements is close to the critical temperature, it is therefore preferable to provide for an upward circulation of natural gas in the downstream tube element in order to ensure a final heating of the natural gas. without untimely irreversibilities, which should then be compensated for by a noticeable increase in the exchange surface.
- the present invention also relates to an installation for heating a cryogenic fluid, such as liquefied natural gas, by heat exchange with a circulating fluid, such as water, the solidification temperature of which is higher than the temperature of said cryogenic fluid, of the type comprising at least one heat exchange module comprising two vertical tube elements with fins connected in series and in which the cryogenic fluid circulates, and means for causing the circulating fluid to flow by gravity in the form of a free ply along the periphery of said tube elements, characterized in that the two tube elements are connected by their lower ends, and in that said means comprise a runoff liquid distributor disposed at the upper end of each element of tube and an insulating sleeve disposed at the upper end of the single element of upstream tube and interposed between the two fluids.
- a cryogenic fluid such as liquefied natural gas
- an installation comprises a plurality of heating tubes 1 forming heat exchange passages, made of aluminum, each consisting of a tube element "upstream 2 2 and a downstream tube element 3, connected by a lower bend 4.
- the upstream tube element 2 2 is connected to a pipe 5 to a source of cryogenic fluid to be heated via a connection box 10, while that the downstream tube element 3 is connected directly to a pipe 6 for withdrawing heated fluid: the tube elements 2 and 3 are suspended so as to extend substantially vertically, and all around and along these tube elements, which have external fins 7, flow streams of heating liquid in the form of sheets 8 and 9 which are previously formed by upper distribution devices 11.
- connection box 10 here comprises (see FIG. 2) welded as an extension of the upstream element 2, an envelope tube 12 having a constant wall thickness in a lower section 12 ′ and increasing radially in a middle part 12 ′′, with constant internal diameter, at the upper end, this casing 12 extends at 13 to a connection end 14 of the pipe 5 for the cryogenic fluid All of these parts are made of aluminum to be suitably welded between them and with the heat exchange tube element 1.
- the end piece 14 has an internal bore of small diameter 16 in which is welded a conduit element 17 leading- largely inside the upstream tube element 2 Between the conduit element 17 on the one hand and on the other hand the envelope-tube 13-12 and the upper part of the tube element 2 is placed a thermal insulation product 18.
- the assembly which comes to be described is housed inside a repair well rtition 20 having a ring of perforations 21.
- This well 20 is fixed to the distribution device 11 enveloping at a short distance the tube element 2 with its fins 7 and the perforations 21 are located at the upper level of the part 12 "thick oversized.
- the runoff caloric liquid which is intended to flow in layers such as 8 and 9 along the tube elements "upstream 2 2 and" downstream 3, comes from a general liquid reserve 25, which itself is supplied by a source 25 '.
- the circulating circulating liquid is transferred into a lower part of the distribution well 20 in the form of a plurality of veins or liquid jets 26 coming from the reserve 25 and formed from the perforations 21.
- the cryogenic fluid which circulates inside the pipe 5 and the tube 17 to reach the upstream tube element 2 is radially isolated from the outside by the insulating body 18.
- the flow significant longitudinal refrigeration, which essentially arises, on the "upstream" side, at the end piece 14 and which propagates downstream along the casing-tube 13-12 towards the tube element 2 is substantially derived radially outwards at the location of the wall thickness of the envelope tube 12 progresses sively increasing upstream.
- This arrangement therefore allows a diversion towards the liquid jets 26 of a substantial part of the refrigerating flow with longitudinal propagation, which thereby alleviates the residual refrigerating flow thereby continuing its longitudinal propagation in the weaker walled portion 12 ′ and especially towards the upper part 2 ′ of the upstream tube element 2 which is immersed in an individual reserve of distribution water 29 of a substantially stagnant nature, therefore with a low coefficient of heat exchange with the wall of the tube element 2.
- the runoff water forms in a runoff layer on the finned external wall of the upstream tube element 2 and gradually cools down to the lower end of this tube element.
- "Upstream 2 where the runoff water is then evacuated at 30 with besides that which comes from the runoff against the current on the tube element” downstream 3.
- the risks of freezing of the runoff liquid are significantly reduced, the fluid being heated circulating in the tube 1 has seen its temperature increase until it is close to that of the runoff liquid. so that the evacuation of the heated fluid from the “downstream” tube element 3 can be carried out, without using a connection box as described with reference to FIG. 2, by a simple pipe of racking 6, however, of course, the distribution device 11 allowing the formation of a uniform run-off ply 9, as shown in FIG. 3.
- a plurality of tube elements "upstream 42a, 42b, ... 42n are all connected between an upper distribution manifold 50 and a lower connection manifold 51 supplying another plurality 43a, 43b ... 43n of downstream tube elements thus forming a first multi-tubular module whose upper end is connected by a manifold 52 to a second multi-tubular module consisting of another plurality of elements "upstream” tube 44a, 44b ... 44q, the final module having a plurality of "upstream” tube elements 45a, 45b ... 45r and a plurality of "downstream” tube elements 46a, 46b ... 46s, delivering the heated liquid to a 52 "final manifold.
- a bundle of tube elements is formed of a first set of lines 81a, 81b, 81c (for example three in number). killed by a multi-tubular module (or several multi-tubular modules in series) between a supply collector 83 and an intermediate collector 84 which supplies a second set of lines 82a and 82b (for example two) between this intermediate collector 84 and the final withdrawal manifold 85.
- a first set of a plurality of lines 91 a, 91 b, 91 c (for example three) supplied by a supply collector 93 and withdrawn by a withdrawal collector 95a is connected via a pipe 96 with expansion valve 97 to a second set of another plurality of lines 92a, 92b connected between a supply manifold 95b and a withdrawal manifold 94.
- This arrangement can be used for example if the network is 40 bars and the gas available under higher pressure, for example 80 bars, and it is noted that this delayed expansion which causes a refrigeration release is not detrimental to the pipes, since the natural gas is then in a state already partially warmed up.
- a separator can be placed at the outlet of the expansion valve 97 for withdrawing and removing the heaviest condensates, such as ethane, propane or butane, while the gaseous fraction is only warmed up.
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Description
- La présente invention concerne un procédé et une installation de réchauffement d'un fluide cryogénique par échange thermique avec un fluide calorigène dont la température de solidification est supérieure à la température du fluide cryogénique avant son réchauffement final, et en premier lieu un procédé de réchauffement d'un fluide cryogénique, tel que le gaz naturel liquéfié, par échange thermique avec un fluide calorigène, tel que de l'eau, dont la température de solidification est supérieure à la température dudit fluide cryogénique, selon lequel ledit fluide cryogénique est conduit dans au moins un module comprenant deux éléments de tube verticaux à ailettes branchés en série, et l'on fait ruisseler le fluide calorigène par gravité sous forme d'une nappe libre le long de la périphérie desdits éléments de tube.
- Elle s'applique particulièrement à la revaporisa- tion et au réchauffement du gaz naturel liquéfié avec de l'eau disponible en grande quantité (rivière, mer...), par opposition au réchauffement par brûleurs (voir par exemple le FR-A-1 393 641), qui ne convient pour des raisons économiques qu'à des débits de gaz relativement faibles.
- On a déjà proposé diverses solutions, mais aucune d'entre elles n'a donné entière satisfaction.
- Le FR-A-2 096 919 décrit un procédé de réchauffement de gaz naturel par échange à contre-courant dans une pluralité d'éléments de tubes verticaux montés en parallèle, le gaz naturel circulant toujours en sens ascendant à l'intérieur des éléments de tubes et l'eau calorigène ruisselant naturellement par gravité à l'extérieur de ces éléments de tubes, qui sont munis d'ailettes longitudinales. Afin d'optimiser l'échange thermique, c'est-à-dire de rendre maximum le flux thermique tout en évitant une prise en glace de l'eau à la périphérie externe des tubes, on prévoit une section interne de tube pour le passage du gaz naturel qui est de plus en plus réduite, ce qui conduit à des augmentations successives de la vitesse du gaz naturel circulant dans les tubes. Ces diminutions successives de section de passage ont notamment été réalisées par la mise en place d'un garnissage interne constitué par un tube borgne à section variable, ce qui constitue une technologie assez complexe.
- Le JP-A-54-7403 décrit le réchauffement de gaz naturel par échange d'abord à co-courant avec le gaz naturel circulant de bas en haut dans un faisceau tubulaire et l'eau circulant de bas en haut dans une calandre selon un écoulement forcé, puis un échange à contre-courant avec le gaz circulant de haut en bas dans un autre faisceau tubulaire et l'eau circulant de bas en haut dans la calandre correspondante. Cette façon de faire est assez complexe et conduit à des détériorations importantes, notamment des calandres en cas de prise en glace accidentelle de l'eau de réchauffement.
- Le JP-A-52-144 006 décrit un procédé du type indiqué plus haut. Suivant ce procédé, on effectue un réchauffement comprenant un premier stade à échange à contre-courant avec le gaz naturel circulant de bas en haut dans une première pluralité d'éléments de tubes amont et l'eau ruisselant naturellement à l'extérieur, puis un deuxième stade à échange à contre-courant également, le gaz naturel circulant de bas en haut dans une deuxième pluralité d'éléments de tubes aval et l'eau ruisselant naturellement à l'extérieur, avec cette particularité que la deuxième pluralité d'éléments de tubes offre une section de passage au gaz naturel plus faible que la première pluralité. Cet agencement ne permet pas non plus de remplir l'objectif de la présente invention, car la prise en glace autour des éléments de tubes amont ne peut être évitée.
- Le but de l'invention est de faire en sorte qu'on puisse utiliser comme fluide calorigène de l'eau ou autre fluide à température relativement froide tout en évitant tout risque de solidification de ce fluide.
- La caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que, dans un procédé de réchauffement du type précité, on fait circuler le fluide cryogénique d'abord à co-courant dudit fluide calorigène puis à contre-courant dudit fluide calorigène, l'élément de tube amont étant alimenté en fluide cryogénique à son extrémité supérieure, et en ce qu'on freine l'échange thermique entre le fluide cryogénique et le fluide calorigène à cette extrémité au moyen d'un man- chan isolant.
- Les avantages de l'invention s'expliquent de la façon suivante :
- D'une part, l'existence d'un premier échange à co-courant, freiné au début au moyen d'un manchon isolant, est décisive en raison de la limitation du flux thermique pour éviter la prise en glace externe. En effet, si la température de l'eau à l'entrée, c'est-à-dire à l'extrémité supérieure de l'élément de tube amont, est par exemple de + 4 °C et de + 2 °C à la sortie, c'est-à-dire à l'extrémité inférieure de ce même élément de tube, le débit de gaz naturel liquéfié à une température de - 160 °C pouvant entrer dans un tube fonctionnant à co-courant est plus de deux fois supérieur à celui qui peut entrer dans ce même tube fonctionnant à contre-courant.
- L'existence d'au moins un deuxième échange thermique à contre-courant est également décisive en raison du faible écart de température entre le gaz naturel sortant de l'élément de tube aval et l'eau refroidissant cet élément. En effet, si la température de l'eau à l'extrémité supérieure, c'est-à-dire à la sortie supérieure de cet élément, est de + 4 °C et de + 2 °C à l'entrée inférieure, la longueur de cet élément de tube aval fonctionnant à contre-courant est de 30 % inférieure à celle qui serait nécessaire pour un fonctionnement similaire à co-courant.
- D'autre part, comme la température critique du gaz naturel est généralement voisine de - 60 °C, sa masse volumique au voisinage de cette température varie rapidement avec la température, même sous une pression supérieure à la pression critique (T kg/m3/°C sous 75 bars). Or, la vitesse d'écoulement du gaz naturel dans l'élément de tube aval est encore nécessairement faible à cette température pour éviter la prise en glace externe. Dans ces conditions, un écoulement « descendant du gaz naturel conduirait à des perturbations d'écoulement dues à l'influence intempestive de la gravité et génératrices d'irréversibilités thermodynamiques. Par contre et selon l'invention, un écoulement ascendant dans l'élément aval conduit à une stratification naturelle selon la masse volumique et la température du gaz naturel qui ne crée donc aucune perturbation d'écoulement. Etant donné que la température intermédiaire entre les éléments de tube amont et aval est voisine de la température critique, il est donc préférable de prévoir une circulation ascendante du gaz naturel dans l'élément de tube aval afin d'assurer un réchauffage final du gaz naturel sans irréversibilités intempestives, qui devraient être alors compensées par une augmentation notoire de la surface d'échange.
- La présente invention a également pour objet une installation de réchauffement d'un fluide cryogénique, tel que le gaz naturel liquéfié, par échange thermique avec un fluide calorigène, tel que de l'eau, dont la température de solidification est supérieure à la température dudit fluide cryogénique, du type comprenant au moins un module d'échange thermique comprenant deux éléments de tube verticaux à ailettes branchés en série et dans lesquels circule le fluide cryogénique, et des moyens pour faire ruisseler le fluide calorigène par gravité sous la forme d'une nappe libre le long de la périphérie desdits éléments de tube, caractérisée en ce que les deux éléments de tube sont reliés par leurs extrémités inférieures, et en ce que lesdits moyens comprennent un distributeur de liquide de ruissellement disposé à l'extrémité haute de chaque élément de tube ainsi qu'un manchon isolant disposé à l'extrémité haute du seul élément de tube amont et interposé entre les deux fluides.
- Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue partielle en coupe verticale d'une installation de réchauffement de liquide cryogénique selon l'invention ;
- la figure 2 est un détail, à échelle agrandie, d'une partie de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue, à échelle agrandie, en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 ;
- les figures 4, 5, 6, 7, 8 et 9 sont des variantes de réalisation d'une installation selon l'invention.
- En se référant aux figures 1 à 3, on voit qu'une installation comprend une pluralité de tubes de réchauffement 1 formant passages d'échange thermique, réalisés en aluminium, chacun constitué d'un élément de tube « amont 2 2 et d'un élément de tube « aval 3, raccordés par un coude inférieur 4. L'élément de tube « amont 2 2 est branché à une canalisation 5 à une source de fluide cryogénique à réchauffer par l'intermédiaire d'une boîte de raccordement 10, tandis que l'élément de tube « aval 3 est branché directement à une conduite 6 de soutirage de fluide réchauffé : les éléments de tube 2 et 3 sont suspendus de façon à s'étendre de façon substantiellement verticale, et tout autour et le long de ces éléments de tube, qui présentent des ailettes extérieures 7, ruissellent des courants de liquide de réchauffement sous forme de nappes 8 et 9 qui sont préalablement formées par des dispositifs de répartition supérieurs 11.
- La boîte de raccordement 10 comprend ici (voir figure 2) soudés en prolongement de l'élément amont 2, un tube-enveloppe 12 ayant une épaisseur de paroi constante dans une section basse 12' et croissante radialement dans une partie médiane 12", avec un diamètre intérieur constant ; à l'extrémité supérieure, ce tube-enveloppe 12 se prolonge en 13 jusqu'à un embout de raccordement 14 de la canalisation 5 pour le fluide cryogénique. Toutes ces pièces sont réalisées en aluminium pour être convenablement soudées entre-elles et avec l'élément de tube d'échange thermique 1. L'embout 14 présente un alésage interne de faible diamètre 16 dans lequel est soudé un élément de conduit 17 aboutissant- largement à l'intérieur de l'élément de tube amont 2. Entre l'élément de conduit 17 d'une part et d'autre part le tube-enveloppe 13-12 et la partie supérieure de l'élément de tube 2 est placé un produit d'isolation thermique 18. L'ensemble qui vient d'être décrit est logé à l'intérieur d'un puits de répartition 20 présentant une couronne de perforations 21. Ce puits 20 est fixé sur le dispositif de répartition 11 enveloppant à faible distance l'élément de tube 2 avec ses ailettes 7 et les perforations 21 se situent au niveau supérieur de la partie 12" à épaisseur surdimensionnée. En pratique, et comme on le note aux dessins, le liquide calorique de ruissellement, qui est destiné à s'écouler en nappes telles que 8 et 9 le long des éléments de tube « amont 2 2 et « aval 3, provient d'une réserve générale de liquide 25, qui elle-même est alimentée par une source 25'.
- En fonctionnement, le liquide calorigène de ruissellement est transféré dans une partie inférieure du puits de répartition 20 sous forme d'une pluralité de veines ou jets liquides 26 provenant de la réserve 25 et formées à partir des perforations 21. Grâce à la disposition qui vient d'être décrite, le fluide cryogénique qui circule à l'intérieur de la canalisation 5 et du tube 17 pour aboutir à l'élément de tube amont 2 est radialement isolé de l'extérieur par le corps isolant 18. En outre, le flux frigorifique longitudinal important, qui prend essentiellement naissance, côté « amont », au niveau de l'embout 14 et qui se propage vers l'aval le long du tube-enveloppe 13-12 vers l'élément de tube 2, est substantiellement dérivé radialement vers l'extérieur à l'endroit du tube-enveloppe 12 à épaisseur de paroi progressivement croissante vers l'amont. En effet, dans la partie médiane de forte épaisseur 12" du tube-enveloppe 12, le flux frigorifique longitudinal se transfère au maximum vers l'eau qui se présente sous forme de jets 26 en écoulement gravifique libre et rapide. Cet effet maximum de transfert thermique radialement vers l'extérieur résulte d'une part de la disposition, au niveau des jets 26, d'une surépaisseur importante de paroi de la partie 12" du tube-enveloppe 12, qui offre une conductance thermique accrue dans le sens radial, d'autre part d'un écoulement rapide de l'eau en chute libre, ce qui a pour effet de porter à sa valeur maximale le coefficient d'échange thermique. Cette disposition permet donc une dérivation vers les jets liquides 26 d'une part substantielle du flux frigorifique à propagation longitudinale, ce qui allège d'autant le flux frigorifique résiduel poursuivant sa propagation longitudinale dans la partie à paroi plus faible 12' et surtout vers la partie haute 2' de l'élément de tube amont 2 qui baigne dans une réserve individuelle d'eau de répartition 29 de nature substantiellement stagnante, donc à faible coefficient d'échange thermique avec la paroi de l'élément de tube 2. Sans la disposition décrite plus haut, on assisterait à l'arrivée d'un flux frigorifique important à propagation longitudinale de paroi au niveau de la partie 2' de l'élément de tube 2, enveloppé d'une réserve d'eau stagnante 29, ce qui ne manquerait pas de provoquer des solidifications superficielles préjudiciables de l'eau au niveau de la partie 2' puisque ces solidifications, en se propageant radialement, pourraient attein- dre toute la réserve d'eau 29 et rendre ainsi inopérant l'échange thermique du tube 2-3. Au contraire, grâce à la disposition décrite, on peut contrôler de façon très précise le flux thermique qui parvient au niveau de la partie 2' de l'élément du tube amont 2 puisque ce flux thermique est la somme d'un flux thermique résiduel à propagation longitudinale et d'un flux thermique à propagation radiale qui est lui-même faible grâce à l'interposition du produit isolant 18. D'ailleurs, dans certains cas, on peut au contraire accroître légèrement le coefficient d'échange thermique entre la partie 2' de l'élément de tube 2 avec la réserve d'eau 29 en conférant à celle-ci un certain mouvement de convection grâce à la présence de perforations de dégagement 21' pratiquées en position basse dans la cheminée distributrice 20, favorisant ainsi une certaine admission complémentaire d'eau en provenance directe de la réserve principale 25.
- Ainsi qu'il a été expliqué précédemment, l'eau de ruissellement se forme en une nappe de ruissellement sur la paroi externe ailetée de l'élément de tube amont 2 et se refroidit progressivement jusqu'à l'extrémité inférieure de cet élément de tube « amont 2, où l'eau de ruissellement est ensuite évacuée en 30 avec d'ailleurs celle qui provient du ruissellement à contre-courant sur l'élément de tube « aval 3. On note qu'au niveau de cet élément de tube « aval 3, les risques de congélation du liquide de ruissellement sont nettement amoindris, le fluide en cours de réchauffement circulant dans le tube 1 a vu sa température augmenter jusqu'à être voisine de celle du liquide de ruissellement. en sorte que l'évacuation du fluide réchauffé hors de l'élément de tube « aval » 3 peut s'effectuer, sans mise en oeuvre d'un boîtier de raccordement tel que décrit en référence à la figure 2, par une simple canalisation de soutirage 6, avec toutefois, bien entendu, le dispositif de répartition 11 permettant la formation d'une nappe de ruissellement uniforme 9, tel que représenté à la figure 3.
- Au lieu d'utiliser un tube de réchauffement dont l'extrémité d'admission « amont reçoit le fluide brut à réchauffer et dont l'extrémité aval délivre le fluide à la température désirée de réchauffement (ou plus précisément une pluralité de tels tubes agencés en parallèle et branchés directement sur des collecteurs d'admission 31A et de soutirage 31 B), il est possible d'agencer les éléments de tube « amont et les éléments de tube « aval en un certain nombre de combinaisons.
- En se référant à la figure 4, on voit qu'une pluralité d'éléments de tube « amont 42a, 42b, ... 42n sont tous branchés entre un collecteur supérieur de distribution 50 et un collecteur de raccordement inférieur 51 alimentant une autre pluralité 43a, 43b ... 43n d'éléments de tube « aval formant ainsi un premier module multi-tubulaire dont l'extrémité supérieure est raccordée par un collecteur 52 à un second module multi-tubulaire constitué d'une autre pluralité d'éléments de tube « amont » 44a, 44b ... 44q, le module final ayant une pluralité d'éléments de tube « amont » 45a, 45b ... 45r et une pluralité d'éléments de tube « aval » 46a, 46b ... 46s, délivrant le liquide réchauffé dans un collecteur final 52".
- Selon la figure 5, des modules monotubulaires tels que décrits en référence à la figure 1, constitué chacun d'un élément de tube amont (54a, 54b, etc...) sont alimentés à leur extrémité supérieure par un collecteur d'alimentation commun 55, et sont raccordés par des raccords individuels 58a, 58b ... à un élément de tube aval (56a, 56b, etc...), eux-mêmes raccordés à leur extrémité supérieure à un collecteur de soutirage commun 57.
- Selon la figure 6, plusieurs lignes 61 et 62, telles que celles décrites à la figure 4, c'est-à-dire incorporant chacune plusieurs modules multi-tubulaires en série 63, 64 ... 63', 64' ..., sont branchées en parallèle entre un collecteur principal d'admission 68 et un collecteur principal de soutirage 69.
- Selon la figure 7, plusieurs lignes 70, 71, constituées chacune de plusieurs modules multi-tubulaires 72, 73, ... 72', 73' ... sont non seulement branchées entre un collecteur principal d'alimentation 74 et un collecteur principal de soutirage 75, mais des collecteurs intermédiaires d'égalisation 77 relient les modules homologues de plusieurs lignes en parallèle.
- Selon la figure 8, un faisceau d'éléments de tube est formé d'un premier jeu de lignes 81a, 81 b, 81 c (par exemple au nombre de trois) constitués d'un module multi-tubulaire (ou plusieurs modules multi-tubulaires en série) entre un collecteur d'alimentation 83 et un collecteur intermédiaire 84 qui alimente un second jeu de lignes 82a et 82b (par exemple deux) entre ce collecteur intermédiaire 84 et le collecteur final de soutirage 85.
- Selon la figure 9, un premier jeu d'une pluralité de lignes 91 a, 91 b, 91 c (par exemple trois) alimentées par un collecteur d'alimentation 93 et soutirées par un collecteur de soutirage 95a est raccordé par l'intermédiaire d'une conduite 96 à vanne de détente 97 à un second jeu d'une autre pluralité de lignes 92a, 92b branchées entre un collecteur d'alimentation 95b et un collecteur de soutirage 94. Cet arrangement peut être utilisé par exemple si le réseau est à 40 bars et le gaz disponible sous pression plus élevée, par exemple 80 bars, et l'on note que cette détente différée qui provoque un dégagement frigorifique n'est pas préjudiciable aux conduites, puisque le gaz naturel est alors à l'état déjà partiellement réchauffé. Le cas échéant, on peut placer à la sortie de la vanne de détente 97, un séparateur permettant de soutirer et d'éliminer les condensats les plus lourds, tels l'éthane, le propane ou le butane, tandis que la fraction gazeuse est seule réchauffée.
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