EP3164636B1 - Cuve etanche et isolante disposee dans une double coque flottante - Google Patents

Cuve etanche et isolante disposee dans une double coque flottante Download PDF

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EP3164636B1
EP3164636B1 EP15732254.6A EP15732254A EP3164636B1 EP 3164636 B1 EP3164636 B1 EP 3164636B1 EP 15732254 A EP15732254 A EP 15732254A EP 3164636 B1 EP3164636 B1 EP 3164636B1
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EP
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tank
bottom wall
container
wall
primary
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Mohamed Sassi
Cédric Morel
Guillaume GELIN
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Gaztransport et Technigaz SA
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Gaztransport et Technigaz SA
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to the field of watertight and insulating membrane tanks arranged in floating structures, in particular for the storage and / or transport of a cold product, in particular a liquefied gas, for example liquefied natural gas (LNG) which contains a high content of methane and which has a liquid state at around -162 ° C at atmospheric pressure.
  • a liquefied gas for example liquefied natural gas (LNG) which contains a high content of methane and which has a liquid state at around -162 ° C at atmospheric pressure.
  • LNG liquefied natural gas
  • the internal surfaces of a load-bearing structure such as the internal hull of a double-hull ship are upholstered with a multilayer structure comprising two thin waterproofing membranes alternated with two layers of thermal insulation which serve both to limit the flow of heat through the vessel wall and to structurally support the waterproof membranes.
  • the publication FR-A-2832783 envisages the creation of a sump in the cryogenic insulation of the tank as an expensive and ineffective solution.
  • the publication KR-10-2010-0092748 discloses a sump obtained by making a concave stepped portion in the bottom wall of a membrane tank. This stepped portion, however, presents difficulties in implementation given the need to deflect the entire multilayer structure of the tank wall in the concave stepped portion.
  • FR1318891 describes a self-supporting metal tank for liquefied gas arranged in a ship with the interposition of a thick layer of thermal insulation between the self-supporting metal tank and the interior hull of the ship.
  • a side wall of the metal tank is pierced with an exhaust orifice opening into a pipe connecting the metal tank to a pump sump by means of a collecting pipe and of valves or control taps .
  • a bottom wall of the metal tank is pierced with an orifice opening into a pipe connecting the metal tank to a pump sump via a manifold pipe and control valves or taps.
  • a centrifugal pump placed in the pump sump makes it possible to move the liquid by passing it through a riser intended to be connected to an onshore installation.
  • the pump sump, the centrifugal pump and the riser are arranged outside the metal tank, in particular between two walls of a transverse partition of the ship where they are easily accessible.
  • One idea underlying the invention is to provide a reliable sump structure which is relatively simple to manufacture in the bottom wall of a membrane tank.
  • the invention provides a sealed and insulating tank arranged in a double floating shell, the tank comprising tank walls fixed to internal walls of the double floating shell, in which a tank wall has a structure with multiple layers superimposed in a thickness direction including a primary waterproof membrane intended to be in contact with a product contained in the tank, a secondary waterproof membrane disposed between the primary waterproof membrane and the internal wall of the double shell, a barrier of secondary thermal insulation disposed between the secondary waterproof membrane and the internal wall of the double shell and supporting the secondary waterproof membrane, and a primary thermal insulation barrier disposed between the primary waterproof membrane and the secondary waterproof membrane and supporting the primary waterproof membrane, wherein an inner bottom wall of the double shell carries a bottom wall of the tank and a sump structure locally interrupting the primary waterproof membrane of the bottom wall of the tank, the sump structure comprising a rigid container arranged through the thickness of the bottom wall of the tank and intended to receive a suction member of a pump, wherein the rigid container has a bottom wall located at a level more external than the secondary waterproof membrane
  • such a tank may include one or more of the following characteristics.
  • the sump structure further comprises a support foot for supporting equipment in the sealed tank, the support foot comprising a hollow envelope having a longitudinal axis substantially perpendicular to the inner bottom wall of the double shell , a first longitudinal end of the hollow casing bearing against the internal bottom wall of the double shell and a second longitudinal end of the hollow casing projecting into the tank to support the equipment at a distance from the primary waterproof membrane, the container of the sump structure being fixed inside the hollow envelope, the primary connection plate being disposed between the first longitudinal end and the second longitudinal end of the hollow envelope and having an edge internal tightly bonded to the hollow casing all around the hollow casing.
  • the side wall of the container can be produced in different ways, for example partially or entirely distinct from the hollow envelope and / or partially or entirely merged with the hollow envelope.
  • the peripheral lateral wall of the container is housed in the hollow envelope on at least one lower part of the container and / or the peripheral lateral wall of the container is formed by the hollow envelope on at least one upper part of the container.
  • the sump structure further comprises a secondary connection plate disposed between the primary connection plate and the first longitudinal end of the hollow envelope and having an internal edge tightly connected to the hollow envelope while around the hollow casing, the secondary connection plate having a connection surface extending parallel to the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank, the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank being attached tightly on the bonding surface all around the sump structure.
  • the sump structure further comprises a secondary sealed wall fixed inside the hollow envelope outside the container and delimiting a primary space inside the hollow envelope between the container and the secondary sealing wall, and a porous insulating lining arranged in the primary space inside the hollow envelope.
  • the secondary sealed wall forms a second container having an interior space in which is disposed a lower portion of the first container of the sump structure.
  • the primary connection plate has an internal edge tightly connected to the peripheral side wall of the container all around the container.
  • the sump structure further comprises a secondary connection plate disposed between the primary connection plate and the bottom wall of the container and having an internal edge tightly connected to the peripheral lateral wall of the container all around of the container, the secondary connection plate having a connection surface extending parallel to the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank, the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank being tightly attached to the bonding surface all around the sump structure.
  • the sump structure further comprises a second container having an interior space in which is disposed a lower portion of the container of the sump structure, the second container having a bottom wall disposed at the same level as the wall bottom of the first container in the thickness direction of the bottom wall of the tank or at a level more external than the bottom wall of the first container, the second container having a peripheral lateral wall tightly connected to the wall of bottom of the second container and extending towards the inside of the tank from the bottom wall of the second container at least to the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank, and in which the sump structure further comprises a secondary connection plate disposed between the primary connection plate and the bottom wall of the second container and having an internal edge tightly connected to the peripheral lateral wall of the second container all around the second container, the secondary connection plate having a connection surface extending parallel to the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank, the secondary waterproof membrane of the bottom wall of the tank being tightly attached to the bonding surface all around the sump structure.
  • the bottom wall of the first container and the bottom wall of the second container are formed by a single sealed plate to which the peripheral side wall of the first container and the peripheral side wall of the second container surrounding the wall are linked. peripheral side of the first container.
  • the bottom wall of the second container is spaced from the bottom wall of the first container in the thickness direction of the bottom wall of the tank.
  • a support element can be arranged between the bottom walls of the two containers to increase the support of the first container.
  • the lateral peripheral wall of the first container extends beyond the bottom wall of the first container in the thickness direction of the bottom wall of the tank and is supported on the bottom wall of the second container.
  • a porous insulating lining is disposed in a primary space delimited between the first container and the second container, in particular between their peripheral side walls.
  • a block of insulating material is disposed on the inner bottom wall of the double shell, the block of insulating material having an upper surface opposite to the inner bottom wall of the double shell, the bottom wall d 'at least one of the first and second containers being supported on the upper surface of the block of insulating material.
  • the sump structure further comprises a hollow extension structure fixed projecting on an external surface of the inner bottom wall of the double shell, the inner bottom wall of the double shell further comprising an opening opening into an internal space of the hollow extension structure, said opening being traversed by the container of the sump structure, so that the bottom wall of the container is located in the internal space of the extension structure at a level more external than the internal bottom wall of the double shell in the thickness direction of the bottom wall of the tank.
  • thermally insulating materials are housed in the internal space of the hollow extension structure around the first and, if necessary, the second container.
  • a block of insulating material is disposed on a bottom wall of the extension structure, the block of insulating material having an upper surface opposite to the bottom wall of the extension structure, the wall of bottom of at least one of the first and second containers being in abutment on the upper surface of the block of insulating material.
  • support legs extend the lateral peripheral wall of the second container beyond the bottom wall of the second container in the thickness direction of the bottom wall of the tank and rest on a bottom wall of the extension structure.
  • a porous insulating lining is disposed in a secondary space delimited between the peripheral side wall of the second container and a peripheral side wall of the extension structure.
  • the peripheral side wall of the container of the sump structure has an upper flared portion projecting above the primary waterproof membrane of the bottom wall of the tank.
  • the upper flared portion is provided with a through orifice and a non-return valve associated with the orifice and having a direction of opening oriented towards the interior of the container.
  • the containers and the extension structure can be produced in different forms, depending in particular on the desired capacity and the available space or on space constraints. According to one embodiment, at least one or each of the bottom wall of the first container, the bottom wall of the second container and the bottom wall of the extension structure is parallel to the internal bottom wall of the double hull.
  • the capacity of the sump container can be selected according to various criteria, in particular the flow rate of the pump and the specifics of the application concerned, in particular the presence or not of swell, whether or not to empty the tank completely in order to be able to load cargo having a different chemical composition (for abuse of language we speak of multi-gas or mono-gas application when the chemical compounds are transported in the liquid state at their liquefaction temperatures).
  • a typical swell period is of the order of 15 s, so that a sizing criterion applicable to the sump applicable in this case is to contain a sufficient volume of liquid to support the flow rate of the pump. during this period, at least 62.5 liters for a flow rate of around 15 m3 / hour, as well as a liquid heel in the sump to guarantee the proper functioning of the pump. This value varies depending on the application case and the specifics of the pump.
  • the primary thermal insulation barrier and the secondary thermal insulation barrier essentially consist of parallelepipedal blocks of polyurethane foam
  • the secondary waterproof membrane is produced by waterproof composite sheets assembled by bonding and the waterproof membrane primary is carried out by embossed sheet metal plates assembled by welding.
  • Other details on the realization of such a multilayer structure can be found for example in the publication FR-A-2781557 .
  • the primary thermal insulation barrier and the secondary thermal insulation barrier essentially consist of parallelepipedal blocks of polyurethane foam
  • the secondary waterproof membrane is produced by embossed sheet metal plates assembled by welding and the membrane primary waterproofing is carried out by embossed sheet metal plates assembled by welding.
  • the primary thermal insulation barrier and the secondary thermal insulation barrier essentially consist of wooden parallelepiped boxes filled with an insulating lining, and the primary and secondary waterproof membranes are made by alloy strakes with low expansion coefficient assembled by welding parallel to each other at raised edges forming expansion bellows.
  • Other details on the realization of such a multilayer structure can be found for example in the publication FR-A-2798902 .
  • Such a tank can be installed in a floating structure, coastal or in deep water, in particular an LNG tanker, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • LNG tanker a floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • a vessel for transporting a cold liquid product comprises a double hull and aforementioned tank arranged in the double hull.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a ship, in which a product is conveyed cold liquid through insulated pipes from or to a floating or land-based storage facility to or from the vessel's tank.
  • the invention also provides a transfer system for a cold liquid product, the system comprising the aforementioned ship, isolated pipes arranged so as to connect the tank installed in the hull of the ship to a floating storage installation. or terrestrial and a pump to drive a flow of cold liquid product through the isolated pipes from or to the floating or terrestrial storage facility to or from the vessel of the ship.
  • the bottom wall designates a wall, preferably generally planar, located at the bottom of the tank relative to the earth's gravity field.
  • the general geometry of the tank can also be of different types. Polyhedral geometries are the most common. Cylindrical, spherical or other geometry is also possible.
  • the walls of the tank are formed by a multilayer structure fixed on load-bearing walls and including two waterproof membranes alternating with two thermally insulating barriers. Since there are many known techniques for producing these multilayer structures, the description below will be limited to the sump structure and the wall area located in the immediate vicinity of the sump structure.
  • a suction head of a pump shown schematically in figure 1 is received in a sump structure 10 arranged in a tank wall 2 located at the bottom of the tank.
  • the tank wall 2 is mounted on a flat load-bearing wall 3, made for example from thick sheet steel such as the inner hull of a double-hull ship.
  • the tank wall 2 has a multilayer structure successively including a secondary insulating barrier 4 fixed on the supporting wall 3, for example by means of mastic beads 8, a secondary waterproof membrane 5 supported by the secondary insulating barrier 4, a primary insulating barrier 6 covering the secondary waterproof membrane 5 and a primary waterproof membrane 7 supported by the primary insulating barrier 6.
  • the support wall 3 has a circular opening 9 through which the sump structure 10 is engaged and which allows the sump structure 10 to protrude outside of the support wall 3 in the thickness direction of the tank wall 2.
  • a hollow cylindrical bowl 20 is fixed to the support wall 3 around the opening 9 and projects outwards from the support wall 3 to form an extension structure which provides additional space for housing the sump structure 10. More specifically, the hollow cylindrical bowl 20 has a cylindrical side wall 21, for example circular or other, an upper edge of which is welded to the carrier wall 3 all around the opening 9 and a flat bottom wall 22, for example circular or other, welded to a lower edge of the cylindrical side wall 21 and arranged parallel to the load-bearing wall 3.
  • the hollow cylindrical cup 20 can be made of materials similar to the load-bearing wall 3.
  • a rim 26 projecting towards the inside of the tank on the carrier wall 3 all around the opening 9.
  • the sump structure 10 includes a primary cylindrical bowl 11, which provides a first container in communication with the interior of the tank, and a secondary cylindrical bowl 16, which provides a second container surrounding the bottom of the first container.
  • the primary cylindrical bowl 11 is connected continuously to the primary membrane 7, which it thus completes in a sealed manner.
  • the secondary cylindrical bowl 16 is connected continuously to the secondary membrane 5, which it thus completes in a sealed manner.
  • the primary cylindrical bowl 11 has a cylindrical side wall 12 whose axis is perpendicular to the carrier wall 3 and which has an upper edge essentially aligned with the waterproof membrane 7 and a lower edge engaged in the hollow cylindrical bowl 20 in below the carrier wall 3.
  • a bottom wall 13 parallel to the carrier wall 3 closes the cylindrical side wall 12 at its lower edge.
  • a planar annular rim 14 is fixed at the level of the upper edge of the cylindrical side wall 12 and projects radially outside of the latter all around the primary cylindrical bowl 11.
  • the primary membrane 7 thus has an interruption in the form of a window, for example a circular or square window, the edge 15 of which surrounds the sump structure 10 and is sealingly connected to the upper surface of the flat edge 14, for example by welding or gluing.
  • the secondary cylindrical bowl 16 has a cylindrical side wall 17 whose axis is perpendicular to the support wall 3 and which has an upper edge essentially aligned with the secondary waterproof membrane 5 and a lower edge engaged in the hollow cylindrical bowl 20 in below the bottom wall 13.
  • a bottom wall 18 parallel to the carrier wall 3 closes the cylindrical side wall 17 at its lower edge.
  • the cylindrical side wall 17 surrounds the cylindrical side wall 12 at a distance from the latter.
  • a planar annular rim 19 is fixed at the level of the upper edge of the cylindrical lateral wall 17 and projects radially outside of the latter all around the secondary cylindrical bowl 16.
  • the secondary membrane 5 also has an interruption in the form of a window, for example a circular or square window, the edge 25 of which surrounds the sump structure 10 and is sealingly connected to the upper surface of the flat edge 19, for example by welding or gluing.
  • a window for example a circular or square window
  • the space between the carrier wall 3 and the secondary membrane 5 is a secondary space containing the secondary insulating barrier 4 and in which it is possible to circulate a flow of nitrogen as a safety measure.
  • the space between the secondary cylindrical bowl 16 and the hollow cylindrical bowl 20 is also a secondary space 27 which communicates with the secondary space of the tank wall 2 in order to be able to receive this nitrogen sweep.
  • the secondary insulating barrier 4 is for example formed of juxtaposed modular blocks for lining the load-bearing wall 3 relatively uniformly. These modular blocks stop at a certain distance from the sump structure 10, as indicated by the edge 28. Blocks insulators of suitable shape can be designed to approach relatively close to the sump structure 10 or fit into it and thus limit the gap remaining to be filled in the secondary insulation. Insulating materials are housed in the gap 29 between the edge 28 of the secondary insulating barrier 4 and the secondary cylindrical bowl 16, as well as in the secondary space 27 of the sump structure 10 to complete the thermal insulation around the secondary cylindrical bowl 16. In fact, the secondary membrane 5 and the secondary cylindrical bowl 16 are liable to be in contact with the LNG in the event of an accidental leak in the primary membrane 7.
  • Different insulating materials may be suitable to thus complete the secondary thermal insulation, for example glass or rock wool, polymer foams, in particular polyurethane or PVC, balsa, plywood, aerogels, and others.
  • the insulating materials housed between the bottom wall 22 and the bottom wall 18 also have sufficient rigidity to structurally support the secondary cylindrical bowl 16 and the primary cylindrical bowl 11.
  • a relatively rigid insulating panel 30 is housed between the bottom wall 22 and the bottom wall 18, produced for example in the form of a block of polyurethane foam sandwiched between two plywood plates.
  • the insulating panel 30 is fixed to the bottom wall 22, for example by fastening devices 31 comprising threaded studs projecting from the bottom wall 22 and engaged in holes made in a peripheral zone of the lower plywood plate. as well as nuts screwed onto the studs.
  • the bottom wall 18 is fixed on top of the insulating panel 30, for example by similar fixing devices cooperating with a peripheral rim 32 of the bottom wall 18 which protrudes radially from the side wall 17.
  • the space between the secondary membrane 5 and the primary membrane 7 is a primary space containing the primary insulating barrier 6 and in which it is possible to circulate a flow of nitrogen by measuring security.
  • the space between the primary cylindrical bowl 11 and the secondary cylindrical bowl 16 is also a primary space 33 which communicates with the primary space of the tank wall 2 to be able to receive this nitrogen sweep .
  • the primary insulating barrier 6 is for example formed of juxtaposed modular blocks for lining the load-bearing wall 3 relatively uniformly. These modular blocks stop at a certain distance from the sump structure 10, as indicated by the edge 34. Blocks insulators of suitable shape can be designed to approach relatively close to the sump structure 10 or fit into it and thus limit the gap remaining to be filled in the primary insulation. Insulating materials are housed in the gap 35 between the edge 34 of the primary insulating barrier 6 and the primary cylindrical bowl 11, as well as in the primary space 33 of the sump structure 10 to complete the thermal insulation around the primary cylindrical bowl 11. In fact, the primary membrane 7 and the primary cylindrical bowl 11 are in contact with the LNG during use.
  • Different insulating materials may be suitable to thus complete the primary thermal insulation, for example glass or rock wool, polymer foams, in particular polyurethane or PVC, balsa wood, plywood, aerogels, and others.
  • the insulating materials housed between the bottom wall 18 and the bottom wall 13 also have sufficient rigidity to structurally support the primary cylindrical bowl 11.
  • a relatively rigid insulating panel 36 is housed between the bottom wall 18 and the bottom wall 13, produced for example in the form of a block of plywood.
  • the insulating panel 36 is fixed to the bottom wall 18, for example by fastening devices 37 comprising threaded studs fixed projecting on the bottom wall 18 and engaged in holes made in a peripheral zone of the plywood block thus only nuts screwed onto the studs.
  • the bottom wall 13 is fixed on top of the insulating panel 36 by the fixing devices 37 cooperating with a peripheral rim 38 of the bottom wall 13 which protrudes radially from the side wall 12.
  • the primary bowl 11 In service, because of its position below the primary membrane 7, the primary bowl 11 receives by gravity any liquid residue present in the tank, in the manner of a sump.
  • the primary bowl 11 has sufficient capacity to keep the suction head of the pump 1 immersed in the liquid for a certain period, for example of the order of 15 s or more.
  • the primary bowl 11 and the secondary bowl 16 are made of a more rigid material than the waterproof membranes, for example with a metal sheet of the order of 6 to 20 mm thick.
  • the primary insulation barrier 6 essentially consists of blocks of polyurethane foam covered with plywood plates 40 forming the support surface of the primary membrane.
  • the primary membrane which is omitted on the figures 2 to 4 , is made by means of thin plates of embossed sheet known elsewhere. To fix the embossed sheet plates on the plywood plates 40, these are provided with metal plates 41, 42 fixed in countersinks on the top of the plywood plates 40.
  • the structure of the primary membrane in the immediate vicinity of the sump structure can be produced in the same way as the connection between the primary membrane and the support leg as taught in the publication FR-A-2961580 .
  • metal plates 42 fixed to the plywood plates 40 surround the planar annular rim 14 of the sump structure at a short distance from it, for example by forming a square contour by measuring simplicity.
  • Closing plates (not shown) are arranged around the planar annular rim 14 and welded in a sealed manner to the latter over its entire periphery. For this, the closure plates are cut in a semicircle at their inner edge, while their outer edge delimits a square and is superimposed on the metal plates 42 all around the sump structure to be fixed by welding on the metal plates 42.
  • the primary waterproof barrier in the sump area 10 is completed, on the one hand by welding the edges of watertight plates of embossed sheet on the closure plates, and on the other hand by sealing any ends of the undulations interrupted at this point.
  • the structure of the secondary membrane in the immediate vicinity of the sump structure can be carried out in the same way as the connection between the secondary membrane and the support leg as taught in the publication FR-A-2961580 by forming the rim 19 with a square outline.
  • the secondary membrane consists of a waterproof composite sheet 5 bonded to the modular blocks of polyurethane foam constituting the secondary insulating barrier 4.
  • four strips 43 d a waterproof composite material made of aluminum foil and glass fiber are bonded to the flat edge 19 and to the waterproof composite sheet 5.
  • a strip 43 is positioned each time so as to overlap one side of the edge 19 and the edge of the waterproof composite sheet 5.
  • the flat edge 19 can be formed with a circular outline.
  • the structure of the secondary membrane in the immediate vicinity of the sump structure can be produced in an identical manner to the connection between the secondary membrane and the support leg as taught in the French application. FR3002515 filed February 22, 2013 under the deposit number 1351584 .
  • the embodiment of the figure 2 also shows special arrangements for supporting the primary bowl 11 and the secondary bowl 16.
  • support legs 45 extend the side wall 17 of the secondary bowl 16, so as to come to bear on the bottom wall 22.
  • the insulating materials housed in the secondary space 27, not shown on the figure 2 do not need to offer a structural rigidity as high as the insulating panel 30 and can be made of flexible materials.
  • a support wall 46 extends the side wall 12 of the primary bowl 11, so as to come to bear on the bottom wall 18.
  • the insulating materials housed in the primary space 33 do not need to offer a structural rigidity as high as the insulating panel 36 and can be made of flexible materials.
  • Ports 47 in the support wall 46 allow the circulation of a gas phase in the primary space.
  • annular rim 48 is positioned around the side wall 17 to provide an additional support surface in alignment with the load-bearing wall 3, in particular for supporting small insulating blocks 49 having a shape adapted to come tightly surround the wall lateral 17.
  • the annular flange 48 can be fixed to the supporting wall 3 and / or to the lateral wall 17.
  • the embodiment of the figure 3 is similar to that of the figure 2 , but it includes the lower insulating block 30 in place of, or in combination with, the support feet 45.
  • the same wall 18 can form the bottom of the primary bowl 11 and of the secondary bowl 16.
  • the wall 13 and the insulating panel 36 are eliminated and the orifices 47 are blocked.
  • a secondary bowl is obtained which no longer passes below the primary bowl 11 but which only goes around it.
  • the embodiment of the figure 5 differs from the figure 3 by two aspects.
  • the hollow cylindrical bowl 20 is shallower to limit the size of the sump structure outside the bearing wall 3.
  • the bottom wall 18 of the secondary bowl 16 is here on the inside of the supporting wall 3.
  • the sump structure 10 is used here in combination with a tank wall produced according to the technology described in the publication FR-A-2798902 .
  • Elements analogous or identical to those of the figure 1 have the same reference number and are only described to the extent that they differ from the figure 1 .
  • the primary insulation barrier 6 and the secondary insulation barrier 4 essentially consist of plywood boxes 50 filled with an insulating lining, for example made of perlite, glass wool or the like.
  • the primary membrane 7 and the secondary membrane 5 are produced by means of parallel strakes with raised edges in steel with low coefficient of expansion known as invar® which are retained on the cover panels of the plywood boxes 50 by means of elongated welding support.
  • the strakes of the primary membrane 7 are cut so as to form a square window 51.
  • the continuity of the primary membrane 7 between the edge of the window 51 and the flat edge 14 can be achieved by means of plates closing as previously described.
  • FIG. 6 The embodiments of figures 6 to 8 relate to a sump structure which jointly makes a support leg 110. Elements similar or identical to those of the figure 1 bear the same reference figure increased by 100 and are only described to the extent that they differ from the figure 1 .
  • the tank wall is omitted on the figure 6 .
  • the support foot 110 has a hollow shape of revolution with a frustoconical lower part 52 flaring downwards for stability measurement and bearing on the load-bearing wall 3, and a right upper part 53.
  • the opening 9 is deleted in the embodiment of the figure 6 .
  • the primary bowl 111 has a diameter similar to the upper right part 53 and is fixed in the extension of the latter inside the frustoconical lower part 52. More specifically, an upper edge of the side wall 112 is fixed so tight to the inner surface of the frustoconical lower part 52 all around the support leg 110.
  • the secondary bowl 116 has a larger diameter and is fixed below the primary bowl 111 inside the frustoconical lower part 52. More specifically, an upper edge of the side wall 117 is tightly fixed on the inner surface of the frustoconical lower part 52 all around the support leg 110.
  • the support foot 110 On its outer surface, the support foot 110 carries the planar rim 114 at about the same level as the upper edge of the primary bowl 111 and the planar rim 119 at about the same level as the upper edge of the secondary bowl 116 As before, the flat edges 114 and 119 serve to seal the primary and secondary waterproof membranes (not shown) around the support leg 110.
  • Inlet openings 54 are formed through the wall of the support leg 110 slightly above the rim 114, so as to be slightly above the primary waterproof membrane. They make it possible to collect the liquid in the primary bowl 111 by gravity even when the filling level of the tank is below the top 55 of the support leg 110.
  • circulation orifices 56 and 57 are formed through the wall of the support leg 110 between the flanges 114 and 119 and under the flange 119, so as to allow the passage of the gas phase between the primary space of the wall of the tank and the primary space 133 of the support foot 110, and respectively between the secondary space of the tank wall and the secondary space 127 of the support foot 110.
  • connections between a support leg and the primary membrane and the secondary membrane of a vessel wall have been described in the publication. FR-A-2961580 . These connections are applicable to the support base 110.
  • the figure 7 schematically illustrates another way of making these connections.
  • the vessel wall has a structure similar to the figure 2 . Elements analogous or identical to those of the figure 2 bear the same reference number increased by 100.
  • the edges of the sheet metal plates forming the primary waterproof membrane 7 are welded directly to the flat edge 114 all around the support leg 110.
  • waterproof composite strips 143 are glued astride the flat rim 119 and the waterproof sheet 5 of the adjacent modular blocks all around the support leg 110.
  • the wall of the support leg 110 thus extends the wall of the primary bowl 111 in a sealed manner.
  • Primary bowl 111 and this portion of the wall of the support leg 110 thus jointly form a sealed container, the wall of the support leg 110 of which forms the upper part.
  • the support leg 110 with a hollow cylindrical bowl 120 extending outside the bearing wall 103. This combination is illustrated diagrammatically on the figure 8 .
  • the bottom wall of the primary bowl 111 can be moved away from the outside of the carrier wall 103 to increase the capacity of the bowl.
  • Another way to adjust the capacity of the primary bowl 111 is to vary the diameter of the support leg 110. In preferred embodiments, this diameter is between 0.4 m and 1 m.
  • the bowls 111 and 116 have been shown to be entirely separate from the support leg 110, it is clear that the side wall of the support leg 110 could alternately constitute the side wall of the bowl 111 or 116 on at least one part of its height. For this, it suffices to provide a bottom wall 113 or 118 closing off the section of the support leg 110 at the desired level.
  • Figures 9 and 10 relate to a sump structure which remains inside the carrying wall 203 to limit the size of the tank. Elements analogous or identical to those of the figure 1 bear the same reference figure increased by 200 and are only described to the extent that they differ from the figure 1 .
  • the primary waterproof membrane is omitted.
  • the primary bowl 211 and the secondary bowl 216 are not fixed to each other.
  • the flat edge 214 of the primary bowl 211 is supported in a counterbore on the top of the modular blocks 206 forming the primary insulating barrier where it is fixed.
  • the flat rim 219 of the secondary bowl 216 is supported in a counterbore on the top of the modular blocks 204 forming the secondary insulating barrier where it is fixed.
  • the insulating block 230 of relatively small thickness is preferably made of material with very high insulation power, for example in aerogels or in insulating panel under vacuum.
  • a relatively rigid block can be installed between the bottom 218 and the bottom 213 to improve the support of the primary bowl 211.
  • the secondary waterproof membrane 205 is tightly linked to the flat edge 219.
  • circulation grooves are formed in the bottom plate 59 of the modular blocks 206, so as to allow the passage of the gas phase between the primary space of the tank wall and the primary space 233 of the sump structure.
  • the embodiment of the figure 10 differs from the figure 9 only by the addition of a frustoconical upper end 58 above the primary cup 211.
  • This end piece is provided at its base, just above the primary waterproof membrane not shown, with inlet holes 61 controlled by non-return valves not shown, which make it possible to capture, in the frusto-conical upper end 58, the residues of liquid present at the bottom of the tank.
  • the techniques described above for producing a sump structure can be used in different types of tanks, for example an LNG tank in a floating structure such as an LNG tanker or other.
  • the figure 11 schematically illustrates the installation of a sump structure, corresponding here to the sump structure 210 of the figure 9 , at the base of a loading / unloading tower 60 in an LNG tank, namely vertical to the liquid dome of the tank.
  • the loading / unloading tower 60 is supported by a support leg 63 bearing on the load-bearing wall 3 which is the internal bottom wall of the double hull of the ship.
  • the loading / unloading tower 60 comprises in particular a main pump 62 and an auxiliary pump 1 of smaller flow rate than the main pump 62.
  • the sump structure 210 is arranged to receive the suction input of the auxiliary pump 1.
  • the tank walls 65 can be produced according to the usual planar multilayer structure, both at the bottom wall 3 and at the transverse cofferdam 64, and the connection to the sump structure 210 is obtained without significantly deviating the waterproof membranes from their usual plane geometry.
  • a cutaway view of an LNG tanker 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 includes a primary waterproof barrier intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a barrier secondary watertight arranged between the primary watertight barrier and the double hull 72 of the ship, and two insulating barriers arranged respectively between the primary watertight barrier and the secondary watertight barrier and between the secondary watertight barrier and the double hull 72.
  • loading / unloading lines 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal for transferring a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • the figure 12 represents an example of a maritime terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and a shore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed offshore installation comprising a movable arm 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can be connected to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be adjusted to suit all sizes of LNG carriers.
  • a connection pipe, not shown, extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the LNG carrier 70 from or to the onshore installation 77.
  • This comprises liquefied gas storage tanks 80 and connecting pipes 81 connected by the subsea pipe 76 to the loading or unloading station 75.
  • the subsea pipe 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the shore installation 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG carrier 70 at a great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps fitted to the shore installation 77 and / or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used. unloading the tank, one can use in particular the auxiliary pump 1 and / or the main pump 62 arranged in the tank.

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Description

    Domaine technique
  • L'invention se rapporte au domaine des cuves à membranes étanches et isolantes disposées dans des structures flottantes, notamment pour le stockage et/ou le transport d'un produit froid, notamment un gaz liquéfié, par exemple du gaz naturel liquéfié (LNG) qui contient une forte teneur de méthane et qui présente un état liquide à environ -162° C à pression atmosphérique.
    • Arrière-plan technologique
  • Dans la technique des cuves à membranes, on tapisse les surfaces internes d'une structure porteuse telle que la coque interne d'un navire à double coque avec une structure multicouche comportant deux fines membranes d'étanchéité alternées avec deux couches d'isolation thermique qui servent à la fois à limiter les flux de chaleur à travers la paroi de cuve et à supporter structurellement les membranes étanches.
  • Afin de maximiser le rendement d'exploitation d'une telle cuve, il est souhaitable d'optimiser le volume utile de cargaison qu'il est possible de charger dans la cuve et de décharger depuis la cuve. Cependant, l'utilisation d'une pompe de déchargement aspirant le liquide vers le haut de la cuve oblige à conserver une certaine hauteur de liquide en fond de cuve, faute de quoi l'organe d'aspiration de la pompe entre en communication avec la phase gazeuse, ce qui désamorce et/ou dégrade la pompe. Compte tenu du ballotement de la cargaison par la houle, la hauteur de liquide nécessaire peut difficilement être minimisée.
  • La publication FR-A-2832783 envisage la réalisation d'un puisard dans l'isolation cryogénique de la cuve comme une solution onéreuse et peu efficace.
  • La publication KR-10-2010-0092748 divulgue un puisard obtenu en réalisant une portion étagée concave dans la paroi de fond d'une cuve à membrane. Cette portion étagée présente toutefois des difficultés de réalisation compte-tenu de la nécessité de dévier toute la structure multicouche de la paroi de cuve dans la portion étagée concave.
  • FR1318891 décrit un bac métallique autoporteur pour gaz liquéfié agencé dans un navire avec interposition d'une couche épaisse d'isolant thermique entre le bac métallique autoporteur et la coque intérieure du navire. Dans un mode de réalisation, une paroi latérale du bac métallique est percée d'un orifice d'échappement débouchant dans un tuyau reliant le bac métallique à un puisard de pompe par l'intermédiaire d'un tuyau collecteur et de soupapes ou robinets de commande. Dans un autre mode de réalisation, une paroi de fond du bac métallique est percée d'un orifice débouchant dans un tuyau reliant le bac métallique à un puisard de pompe par l'intermédiaire d'un tuyau collecteur et de soupapes ou robinets de commande. Une pompe centrifuge disposée dans le puisard de pompe permet de déplacer le liquide en le faisant passer par une colonne montante destinée à être reliée à une installation à terre. Le puisard de pompe, la pompe centrifuge et la colonne montante sont disposés à l'extérieur du bac métallique, notamment entre deux parois d'une cloison transversale du navire où ils sont aisément accessibles.
    • Résumé
  • Une idée à la base de l'invention est de fournir une structure de puisard fiable et relativement simple à fabriquer dans la paroi de fond d'une cuve à membrane.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une cuve étanche et isolante disposée dans une double coque flottante, la cuve comportant des parois de cuve fixées sur des parois internes de la double coque flottante, dans laquelle une paroi de cuve comporte une structure à couches multiples superposées dans une direction d'épaisseur incluant une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec un produit contenu dans la cuve, une membrane étanche secondaire disposée entre la membrane étanche primaire et la paroi interne de la double coque, une barrière d'isolation thermique secondaire disposée entre la membrane étanche secondaire et la paroi interne de la double coque et supportant la membrane étanche secondaire, et une barrière d'isolation thermique primaire disposée entre la membrane étanche primaire et la membrane étanche secondaire et supportant la membrane étanche primaire,
    dans laquelle une paroi interne de fond de la double coque porte une paroi de fond de la cuve et une structure de puisard interrompant localement la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve, la structure de puisard comportant un récipient rigide agencé à travers l'épaisseur de la paroi de fond de la cuve et destiné à accueillir un organe d'aspiration d'une pompe,
    dans laquelle le récipient rigide comporte une paroi de fond située à un niveau plus extérieur que la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve et une paroi latérale périphérique liée de manière étanche à la paroi de fond du récipient et s'étendant vers l'intérieur de la cuve depuis la paroi de fond du récipient au moins jusqu'à la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve, la paroi latérale périphérique présentant une ouverture située à l'opposé de la paroi de fond du récipient et débouchant à l'intérieur de la cuve,
    dans laquelle la structure de puisard comporte un plateau de liaison primaire entourant le récipient, le plateau de liaison primaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  • Grâce à ces caractéristiques, il est possible d'interrompre localement la membrane primaire par la structure de puisard et raccorder la membrane étanche primaire à plat sur le plateau de liaison primaire. De plus, un récipient de relativement grande capacité peut être obtenu grâce à la position de sa paroi de fond.
  • Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
  • Selon un mode de réalisation, la structure de puisard comporte en outre un pied de support pour supporter un équipement dans la cuve étanche, le pied de support comportant une enveloppe creuse présentant un axe longitudinal sensiblement perpendiculaire à la paroi interne de fond de la double coque, une première extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse en appui contre la paroi interne de fond de la double coque et une deuxième extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse en saillie dans la cuve pour supporter l'équipement à distance de la membrane étanche primaire,
    le récipient de la structure de puisard étant fixé à l'intérieur de l'enveloppe creuse, le plateau de liaison primaire étant disposé entre la première extrémité longitudinale et la deuxième extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse et présentant un bord interne lié de manière étanche à l'enveloppe creuse tout autour de l'enveloppe creuse.
  • La paroi latérale du récipient peut être réalisée de différentes manières, par exemple partiellement ou entièrement distincte de l'enveloppe creuse et/ou partiellement ou entièrement confondue avec l'enveloppe creuse.
  • Selon des modes de réalisation correspondants, la paroi latérale périphérique du récipient est logée dans l'enveloppe creuse sur au moins une partie inférieure du récipient et/ou la paroi latérale périphérique du récipient est constituée par l'enveloppe creuse sur au moins une partie supérieure du récipient.
  • Selon un mode de réalisation, la structure de puisard comporte en outre un plateau de liaison secondaire disposé entre le plateau de liaison primaire et la première extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse et présentant un bord interne lié de manière étanche à l'enveloppe creuse tout autour de l'enveloppe creuse, le plateau de liaison secondaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  • Grâce à ces caractéristiques, il est possible d'interrompre localement la membrane étanche secondaire par la structure de puisard et raccorder la membrane étanche secondaire à plat sur le plateau de liaison secondaire.
  • Selon un mode de réalisation, la structure de puisard comporte en outre une paroi étanche secondaire fixée à l'intérieur de l'enveloppe creuse à l'extérieur du récipient et délimitant un espace primaire à l'intérieur de l'enveloppe creuse entre le récipient et la paroi étanche secondaire, et une garniture isolante poreuse disposée dans l'espace primaire à l'intérieur de l'enveloppe creuse.
  • Selon un mode de réalisation, la paroi étanche secondaire forme un deuxième récipient présentant un espace intérieur dans lequel est disposée une portion inférieure du premier récipient de la structure de puisard.
  • Selon un mode de réalisation, le plateau de liaison primaire présente un bord interne lié de manière étanche à la paroi latérale périphérique du récipient tout autour du récipient.
  • Selon un mode de réalisation, la structure de puisard comporte en outre un plateau de liaison secondaire disposé entre le plateau de liaison primaire et la paroi de fond du récipient et présentant un bord interne lié de manière étanche à la paroi latérale périphérique du récipient tout autour du récipient, le plateau de liaison secondaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  • Selon un mode de réalisation, la structure de puisard comporte en outre un deuxième récipient présentant un espace intérieur dans lequel est disposée une portion inférieure du récipient de la structure de puisard, le deuxième récipient comportant une paroi de fond disposée au même niveau que la paroi de fond du premier récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve ou à un niveau plus extérieur que la paroi de fond du premier récipient, le deuxième récipient comportant une paroi latérale périphérique liée de manière étanche à la paroi de fond du deuxième récipient et s'étendant vers l'intérieur de la cuve depuis la paroi de fond du deuxième récipient au moins jusqu'à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve,
    et dans laquelle la structure de puisard comporte en outre un plateau de liaison secondaire disposé entre le plateau de liaison primaire et la paroi de fond du deuxième récipient et présentant un bord interne lié de manière étanche à la paroi latérale périphérique du deuxième récipient tout autour du deuxième récipient, le plateau de liaison secondaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  • Selon un mode de réalisation, la paroi de fond du premier récipient et la paroi de fond du deuxième récipient sont formées par une seule plaque étanche à laquelle sont liées la paroi latérale périphérique du premier récipient et la paroi latérale périphérique du deuxième récipient entourant la paroi latérale périphérique du premier récipient.
  • Selon un autre mode de réalisation, la paroi de fond du deuxième récipient est espacée de la paroi de fond du premier récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve.
  • De préférence dans ce cas, un élément de support peut être agencé entre les parois de fond des deux récipients pour augmenter le soutien du premier récipient. Selon un mode de réalisation correspondant, la paroi périphérique latérale du premier récipient se prolonge au-delà de la paroi du fond du premier récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve et prend appui sur la paroi de fond du deuxième récipient.
  • Selon un mode de réalisation, une garniture isolante poreuse est disposée dans un espace primaire délimité entre le premier récipient et le deuxième récipient, notamment entre leurs parois latérales périphériques.
  • Selon un mode de réalisation, un bloc de matière isolante est disposé sur la paroi interne de fond de la double coque, le bloc de matière isolante comportant une surface supérieure opposée à la paroi interne de fond de la double coque, la paroi de fond d'au moins un des premier et deuxième récipients étant en appui sur la surface supérieure du bloc de matière isolante.
  • Selon un mode de réalisation, la structure de puisard comporte en outre une structure d'extension creuse fixée en saillie sur une surface extérieure de la paroi interne de fond de la double coque,
    la paroi interne de fond de la double coque comportant en outre une ouverture débouchant dans un espace interne de la structure d'extension creuse, ladite ouverture étant traversée par le récipient de la structure de puisard, de sorte que la paroi de fond du récipient est située dans l'espace interne de la structure d'extension à un niveau plus extérieur que la paroi interne de fond de la double coque dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve.
  • De préférence, des matières thermiquement isolantes sont logées dans l'espace interne de la structure d'extension creuse autour du premier et, le cas échéant, du deuxième récipient. Plusieurs possibilités existent pour cela.
  • Selon un mode de réalisation, un bloc de matière isolante est disposé sur une paroi de fond de la structure d'extension, le bloc de matière isolante comportant une surface supérieure opposée à la paroi de fond de la structure d'extension, la paroi de fond d'au moins un des premier et deuxième récipients étant en appui sur la surface supérieure du bloc de matière isolante.
  • Selon un mode de réalisation, des pieds de support prolongent la paroi périphérique latérale du deuxième récipient au-delà de la paroi du fond du deuxième récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve et prennent appui sur une paroi de fond de la structure d'extension.
  • Selon un mode de réalisation, une garniture isolante poreuse est disposée dans un espace secondaire délimité entre la paroi latérale périphérique du deuxième récipient et une paroi latérale périphérique de la structure d'extension.
  • Selon un mode de réalisation, la paroi latérale périphérique du récipient de la structure de puisard comporte une portion supérieure évasée en saillie au-dessus de la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve.
  • Selon un mode de réalisation, la portion supérieure évasée est munie d'un orifice traversant et d'un clapet anti-retour associé à l'orifice et présentant un sens d'ouverture orienté en direction de l'intérieur du récipient.
  • Les récipients et la structure d'extension peuvent être réalisés selon différentes formes, en fonction notamment de la capacité souhaitée et de l'espace disponible ou des contraintes d'encombrement. Selon un mode de réalisation, au moins l'une ou chacune parmi la paroi de fond du premier récipient, la paroi de fond du deuxième récipient et la paroi de fond de la structure d'extension est parallèle à la paroi interne de fond de la double coque.
  • La capacité du récipient du puisard peut être sélectionnée en fonction de différents critères, notamment le débit de la pompe et les spécificités de l'application visées, notamment présence ou non de houle, besoin ou non de vider complètement la cuve afin de pouvoir charger une cargaison ayant une composition chimique différente (par abus de langage on parle d'application multi-gaz ou mono-gaz lorsque les composés chimiques sont transportés à l'état liquide à leurs températures de liquéfaction). A titre d'exemple, une période typique de la houle est de l'ordre de 15 s, de sorte qu'un critère de dimensionnement du puisard applicable dans ce cas est de contenir un volume de liquide suffisant pour soutenir le débit de la pompe pendant cette période, soit au moins 62,5 litres pour un débit de l'ordre de 15 m3/heure, ainsi qu'un talon liquide dans le puisard pour garantir le bon fonctionnement de la pompe. Cette valeur varie en fonction du cas d'application et des spécificités de la pompe.
  • De nombreuses possibilités existent pour réaliser la structure multicouche de ia paroi de cuve.
  • Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire et la barrière d'isolation thermique secondaire sont essentiellement constituées de blocs parallélépipédiques en mousse de polyuréthane, la membrane étanche secondaire est réalisée par des nappes composites étanches assemblées par collage et la membrane étanche primaire est réalisée par des plaques de tôle gaufrées assemblées par soudage. D'autres détails sur la réalisation d'une telle structure multicouche peuvent être trouvés par exemple dans la publication FR-A-2781557 .
  • Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire et la barrière d'isolation thermique secondaire sont essentiellement constituées de blocs parallélépipédiques en mousse de polyuréthane, la membrane étanche secondaire est réalisée par des plaques de tôle gaufrées assemblées par soudage et la membrane étanche primaire est réalisée par des plaques de tôle gaufrées assemblées par soudage. D'autres détails sur la réalisation d'une telle structure multicouche peuvent être trouvés par exemple dans la publication FR-A-2996520 .
  • Selon un mode de réalisation, la barrière d'isolation thermique primaire et la barrière d'isolation thermique secondaire sont essentiellement constituées de caissons parallélépipédiques en bois remplis d'une garniture isolante, et les membranes étanches primaire et secondaire sont réalisées par des virures en alliage à faible coefficient de dilatation assemblées par soudage parallèlement les unes aux autres au niveau de bords relevés formant des soufflets de dilatation. D'autres détails sur la réalisation d'une telle structure multicouche peuvent être trouvés par exemple dans la publication FR-A-2798902 .
  • Une telle cuve peut être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
  • Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid 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 produit liquide froid, 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 produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
    • Brève 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 figure 1 est une vue schématique plane en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un premier mode de réalisation.
    • La figure 2 est une vue schématique en perspective et en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un deuxième mode de réalisation, dans laquelle une garniture isolante est omise pour laisser voir l'espace interne de la structure d'extension.
    • La figure 3 est une vue schématique en perspective et en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un troisième mode de réalisation.
    • La figure 4 est une vue schématique en perspective et en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un quatrième mode de réalisation.
    • La figure 5 est une vue schématique en perspective et en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un cinquième mode de réalisation.
    • La figure 6 est une vue schématique plane en coupe d'une structure de puisard selon un sixième mode de réalisation.
    • La figure 7 est une vue analogue à la figure 6, dans laquelle la structure de puisard est montrée à l'état assemblé avec la paroi de fond de la cuve.
    • La figure 8 est une vue schématique plane en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un septième mode de réalisation.
    • La figure 9 est une vue schématique plane en coupe d'une paroi de fond d'une cuve munie d'une structure de puisard selon un huitième mode de réalisation.
    • La figure 10 est une vue analogue à la figure 9, dans laquelle la structure de puisard est munie en outre d'une collerette évasée.
    • La figure 11 est une vue schématique plane en coupe d'une zone de fond d'une cuve située à la base d'une tour de déchargement et dans laquelle des structures de puisard peuvent être employées.
    • La figure 12 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
    Description détaillée de modes de réalisation
  • Dans la description ci-dessous, on va décrire plusieurs structures de puisards pouvant être employées dans la paroi de fond d'une cuve de stockage et/ou de transport de GNL. La paroi de fond désigne une paroi, de préférence globalement plane, située dans le bas de la cuve par rapport au champ de gravité terrestre. La géométrie générale de la cuve peut par ailleurs être de différents types. Les géométries polyédriques sont les plus courantes. Une géométrie cylindrique, sphérique ou autre est aussi possible.
  • Les parois de la cuve sont formées par une structure multicouche fixée sur des parois porteuses et incluant deux membranes étanches alternées avec deux barrières thermiquement isolantes. Etant donné qu'il existe de nombreuses techniques connues pour réaliser ces structures multicouches, la description ci-dessous se limitera à la structure de puisard et la zone de paroi située à proximité immédiate de la structure de puisard.
  • En référence à la figure 1, une tête d'aspiration d'une pompe représentée schématiquement au chiffre 1 est reçue dans une structure de puisard 10 agencée dans une paroi de cuve 2 située au fond de la cuve.
  • La paroi de cuve 2 est montée sur une paroi porteuse plane 3, réalisée par exemple en tôle d'acier épaisse telle que la coque interne d'un navire à double coque. La paroi de cuve 2 présente une structure multicouche incluant successivement une barrière isolante secondaire 4 fixée sur la paroi porteuse 3, par exemple au moyen de cordons de mastic 8, une membrane étanche secondaire 5 supportée par la barrière isolante secondaire 4, une barrière isolante primaire 6 recouvrant la membrane étanche secondaire 5 et une membrane étanche primaire 7 supportée par la barrière isolante primaire 6.
  • A l'emplacement de la structure de puisard 10, la paroi porteuse 3 comporte une ouverture circulaire 9 à travers laquelle la structure de puisard 10 est engagée et qui permet à la structure de puisard 10 de dépasser à l'extérieur de la paroi porteuse 3 dans la direction d'épaisseur de la paroi de cuve 2.
  • Une cuvette cylindrique creuse 20 est fixée sur la paroi porteuse 3 autour de l'ouverture 9 et fait saillie vers l'extérieur de la paroi porteuse 3 pour former une structure d'extension qui fournit un espace supplémentaire pour loger la structure de puisard 10. Plus précisément, la cuvette cylindrique creuse 20 comporte une paroi latérale cylindrique 21, par exemple circulaire ou autre, dont un bord supérieur est soudée à la paroi porteuse 3 tout autour de l'ouverture 9 et une paroi de fond plane 22, par exemple circulaire ou autre, soudée à un bord inférieur de la paroi latérale cylindrique 21 et disposée parallèlement à la paroi porteuse 3. La cuvette cylindrique creuse 20 peut être réalisée dans des matériaux similaires à la paroi porteuse 3.
  • Afin d'éviter que la cuvette cylindrique creuse 20 n'ait tendance à recueillir des liquides présents accidentellement dans la barrière isolante secondaire 4, tels que de l'eau de condensation ou de l'eau issue de défauts d'étanchéité au niveau du ballast, il est prévu de préférence un rebord 26 saillant vers l'intérieur de la cuve sur la paroi porteuse 3 tout autour de l'ouverture 9.
  • La structure de puisard 10 comporte une cuvette cylindrique primaire 11, qui fournit un premier récipient en communication avec l'intérieur de la cuve, et une cuvette cylindrique secondaire 16, qui fournit un deuxième récipient entourant la partie inférieure du premier récipient. La cuvette cylindrique primaire 11 est raccordée de manière continue à la membrane primaire 7, qu'elle complète ainsi de manière étanche. De même, la cuvette cylindrique secondaire 16 est raccordée de manière continue à la membrane secondaire 5, qu'elle complète ainsi de manière étanche.
  • Plus précisément, la cuvette cylindrique primaire 11 comporte une paroi latérale cylindrique 12 dont l'axe est perpendiculaire à la paroi porteuse 3 et qui présente un bord supérieur essentiellement aligné avec la membrane étanche 7 et un bord inférieur engagé dans la cuvette cylindrique creuse 20 en dessous de la paroi porteuse 3. Une paroi de fond 13 parallèle à la paroi porteuse 3 ferme la paroi latérale cylindrique 12 au niveau de son bord inférieur. Un rebord annulaire plan 14 est fixé au niveau du bord supérieur de la paroi latérale cylindrique 12 et fait saillie radialement à l'extérieur de celle-ci tout autour de la cuvette cylindrique primaire 11.
  • La membrane primaire 7 présente ainsi une interruption sous la forme d'une fenêtre, par exemple une fenêtre circulaire ou carrée, dont le bord 15 entoure la structure de puisard 10 et se trouve raccordé de manière étanche sur la surface supérieure du rebord plan 14, par exemple par soudure ou collage.
  • Similairement, la cuvette cylindrique secondaire 16 comporte une paroi latérale cylindrique 17 dont l'axe est perpendiculaire à la paroi porteuse 3 et qui présente un bord supérieur essentiellement aligné avec la membrane étanche secondaire 5 et un bord inférieur engagé dans la cuvette cylindrique creuse 20 en dessous de la paroi de fond 13. Une paroi de fond 18 parallèle à la paroi porteuse 3 ferme la paroi latérale cylindrique 17 au niveau de son bord inférieur. La paroi latérale cylindrique 17 entoure la paroi latérale cylindrique 12 à distance de celle-ci. Un rebord annulaire plan 19 est fixé au niveau du bord supérieur de la paroi latérale cylindrique 17 et fait saillie radialement à l'extérieur de celle-ci tout autour de la cuvette cylindrique secondaire 16.
  • La membrane secondaire 5 présente aussi une interruption sous la forme d'une fenêtre, par exemple une fenêtre circulaire ou carrée, dont le bord 25 entoure la structure de puisard 10 et se trouve raccordé de manière étanche sur la surface supérieure du rebord plan 19, par exemple par soudure ou collage.
  • Dans la paroi de cuve 2, l'espace compris entre la paroi porteuse 3 et la membrane secondaire 5 est un espace secondaire contenant la barrière isolante secondaire 4 et dans lequel il est possible de faire circuler un flux d'azote par mesure de sécurité. Dans la structure de puisard 10, l'espace compris entre la cuvette cylindrique secondaire 16 et la cuvette cylindrique creuse 20 est aussi un espace secondaire 27 qui communique avec l'espace secondaire de la paroi de cuve 2 pour pouvoir recevoir ce balayage d'azote.
  • La barrière isolante secondaire 4 est par exemple formée de blocs modulaires juxtaposés pour tapisser de manière relativement uniforme la paroi porteuse 3. Ces blocs modulaires s'arrêtent à une certaine distance de la structure de puisard 10, comme indiqué par le bord 28. Des blocs isolants de forme adaptée peuvent être conçus pour approcher relativement près la structure de puisard 10 ou s'emboîter dans celle-ci et ainsi limiter l'interstice restant à combler dans l'isolation secondaire. Des matières isolantes sont logées dans l'interstice 29 entre le bord 28 de la barrière isolante secondaire 4 et la cuvette cylindrique secondaire 16, ainsi que dans l'espace secondaire 27 de la structure de puisard 10 pour compléter l'isolation thermique autour de la cuvette cylindrique secondaire 16. En effet, la membrane secondaire 5 et la cuvette cylindrique secondaire 16 sont susceptibles d'être en contact avec le GNL en cas de fuite accidentelle dans la membrane primaire 7.
  • Différentes matières isolantes peuvent convenir pour compléter ainsi l'isolation thermique secondaire, par exemple laine de verre ou de roche, mousses polymères, notamment polyuréthane ou PVC, balsa, bois contreplaqué, aérogels, et autres.
  • De préférence, les matières isolantes logées entre la paroi de fond 22 et la paroi de fond 18 présentent en outre une rigidité suffisante pour supporter structurellement la cuvette cylindrique secondaire 16 et la cuvette cylindrique primaire 11. Pour cela, sur la figure 1, un panneau isolant 30 relativement rigide est logé entre la paroi de fond 22 et la paroi de fond 18, réalisé par exemple sous la forme d'un bloc de mousse polyuréthanne pris en sandwich entre deux plaques de contreplaqué. Le panneau isolant 30 est fixé à la paroi de fond 22, par exemple par des dispositifs de fixation 31 comprenant des goujons filetés fixés en saillie sur la paroi de fond 22 et engagés dans des orifices pratiqués dans une zone périphérique de la plaque de contreplaqué inférieure ainsi que des écrous vissés sur les goujons.
  • La paroi de fond 18 est fixée sur le dessus du panneau isolant 30, par exemple par des dispositifs de fixation similaires coopérant avec un rebord périphérique 32 de la paroi de fond 18 qui dépasse radialement de la paroi latérale 17.
  • Similairement, dans la paroi de cuve 2, l'espace compris entre la membrane secondaire 5 et la membrane primaire 7 est un espace primaire contenant la barrière isolante primaire 6 et dans lequel il est possible de faire circuler un flux d'azote par mesure de sécurité. Dans la structure de puisard 10, l'espace compris entre la cuvette cylindrique primaire 11 et la cuvette cylindrique secondaire 16 est aussi un espace primaire 33 qui communique avec l'espace primaire de la paroi de cuve 2 pour pouvoir recevoir ce balayage d'azote.
  • La barrière isolante primaire 6 est par exemple formée de blocs modulaires juxtaposés pour tapisser de manière relativement uniforme la paroi porteuse 3. Ces blocs modulaires s'arrêtent à une certaine distance de la structure de puisard 10, comme indiqué par le bord 34. Des blocs isolants de forme adaptée peuvent être conçus pour approcher relativement près la structure de puisard 10 ou s'emboîter dans celle-ci et ainsi limiter l'interstice restant à combler dans l'isolation primaire. Des matières isolantes sont logées dans l'interstice 35 entre le bord 34 de la barrière isolante primaire 6 et la cuvette cylindrique primaire 11, ainsi que dans l'espace primaire 33 de la structure de puisard 10 pour compléter l'isolation thermique autour de la cuvette cylindrique primaire 11. En effet, la membrane primaire 7 et la cuvette cylindrique primaire 11 sont en contact avec le GNL lors de l'utilisation.
  • Différentes matières isolantes peuvent convenir pour compléter ainsi l'isolation thermique primaire, par exemple laine de verre ou de roche, mousses polymères, notamment polyuréthane ou PVC, balsa, bois contreplaqué, aérogels, et autres.
  • De préférence, les matières isolantes logées entre la paroi de fond 18 et la paroi de fond 13 présentent en outre une rigidité suffisante pour supporter structurellement la cuvette cylindrique primaire 11. Pour cela, sur la figure 1, un panneau isolant 36 relativement rigide est logé entre la paroi de fond 18 et la paroi de fond 13, réalisé par exemple sous la forme d'un bloc de bois contreplaqué. Le panneau isolant 36 est fixé à la paroi de fond 18, par exemple par des dispositifs de fixation 37 comprenant des goujons filetés fixés en saillie sur la paroi de fond 18 et engagés dans des orifices pratiqués dans une zone périphérique du bloc de bois contreplaqué ainsi que des écrous vissés sur les goujons.
  • La paroi de fond 13 est fixée sur le dessus du panneau isolant 36 par les dispositifs de fixation 37 coopérant avec un rebord périphérique 38 de la paroi de fond 13 qui dépasse radialement de la paroi latérale 12.
  • En service, du fait de sa position en dessous de la membrane primaire 7, la cuvette primaire 11 reçoit par gravité tout résidu de liquide se trouvant dans la cuve, à la manière d'un puisard. La cuvette primaire 11 offre une capacité suffisante pour garder la tête d'aspiration de la pompe 1 immergée dans le liquide pendant une certaine durée, par exemple de l'ordre de 15 s ou plus.
  • Pour avoir une bonne stabilité structurelle, la cuvette primaire 11 et la cuvette secondaire 16 sont réalisées dans une matière plus rigide que les membranes étanches, par exemple avec une tôle métallique de l'ordre de 6 à 20 mm d'épaisseur.
  • En référence aux figures 2 à 4, d'autres modes de réalisation de la structure de puisard vont maintenant être décrits, qui sont plus particulièrement adaptés pour une paroi de cuve réalisée selon la technologie décrite dans les publications FR-A-2781557 ou FR-A-2961580 . Les éléments analogues ou identiques à ceux de la figure 1 portent le même chiffre de référence et ne sont décrits que dans la mesure où ils diffèrent de la figure 1.
  • Dans ce cas, la barrière d'isolation primaire 6 est essentiellement constituée de pavés de mousse polyuréthane recouverts de plaques de contreplaqué 40 formant la surface de support de la membrane primaire. La membrane primaire, qui est omise sur les figures 2 à 4, est réalisée au moyen de fines plaques de tôle gaufrée connues par ailleurs. Pour fixer les plaques de tôle gaufrée sur les plaques de contreplaqué 40, celles-ci sont munies de plaques métalliques 41, 42 fixées dans des lamages sur le dessus des plaques de contreplaqué 40.
  • La structure de la membrane primaire au voisinage immédiat de la structure de puisard peut être réalisée de manière identique à la liaison entre membrane primaire et pied de support telle qu'enseignée dans la publication FR-A-2961580 .
  • Plus précisément, des plaques métalliques 42 fixées sur les plaques de contreplaqué 40 entourent le rebord annulaire plan 14 de la structure de puisard à faible distance de celui-ci, en formant par exemple un contour carré par mesure de simplicité. Des plaques de fermeture non représentées sont disposées autour du rebord annulaire plan 14 et soudées de manière étanche à celui-ci sur toute sa périphérie. Pour cela, les plaques de fermeture sont découpées en demi-cercle au niveau de leur bord intérieur, tandis que leur bord extérieur délimite un carré et vient en superposition sur les plaques métalliques 42 tout autour de la structure de puisard pour être fixé par soudage sur les plaques métalliques 42. La barrière étanche primaire dans la zone du puisard 10 est complétée, d'une part en soudant les bords de plaques étanches de tôle gaufrée sur les plaques de fermeture, et d'autre part en fermant de manière étanche les éventuelles extrémités des ondulations interrompues à cet endroit.
  • La structure de la membrane secondaire au voisinage immédiat de la structure de puisard peut être réalisée de manière identique à la liaison entre membrane secondaire et pied de support telle qu'enseignée dans la publication FR-A-2961580 en formant le rebord 19 avec un contour carré. En particulier, la membrane secondaire est constituée d'une nappe composite étanche 5 collée sur les blocs modulaires de mousse polyuréthane constituant la barrière isolante secondaire 4. Pour réaliser la continuité de la barrière étanche secondaire autour de la structure de puisard, quatre bandes 43 d'un matériau composite étanche en feuille d'aluminium et fibre de verre sont collées sur le rebord plan 19 et sur la nappe composite étanche 5. Une bande 43 est positionnée à chaque fois de manière à chevaucher un côté du rebord 19 et le bord de la nappe composite étanche 5.
  • Alternativement, le rebord plan 19 peut être formé avec un contour circulaire. Dans ce cas, la structure de la membrane secondaire au voisinage immédiat de la structure de puisard peut être réalisée de manière identique à la liaison entre membrane secondaire et pied de support telle qu'enseignée dans la demande française FR3002515 déposée le 22 février 2013 sous le numéro de dépôt 1351584 .
  • Le mode de réalisation de la figure 2 montre aussi des dispositions particulières pour le support de la cuvette primaire 11 et de la cuvette secondaire 16. En particulier, des pieds de support 45 prolongent la paroi latérale 17 de la cuvette secondaire 16, de manière à venir prendre appui sur la paroi de fond 22. De ce fait, les matières isolantes logées dans l'espace secondaire 27, non représentées sur la figure 2, n'ont pas besoin d'offrir une rigidité structurelle aussi élevée que le panneau isolant 30 et peuvent être constituées de matières souples.
  • De même, une paroi de support 46 prolonge la paroi latérale 12 de la cuvette primaire 11, de manière à venir prendre appui sur la paroi de fond 18. De ce fait, les matières isolantes logées dans l'espace primaire 33, non représentées sur la figure 2, n'ont pas besoin d'offrir une rigidité structurelle aussi élevée que le panneau isolant 36 et peuvent être constituées de matières souples. Des orifices 47 dans la paroi de support 46 permettent la circulation d'une phase gazeuse dans l'espace primaire.
  • Par ailleurs, un rebord annulaire 48 est positionné autour de la paroi latérale 17 pour offrir une surface de support additionnelle dans l'alignement de la paroi porteuse 3, notamment pour supporter de petits blocs isolants 49 ayant une forme adaptée pour venir entourer étroitement la paroi latérale 17. Le rebord annulaire 48 peut être fixé à la paroi porteuse 3 et/ou à la paroi latérale 17.
  • Le mode de réalisation de la figure 3 est similaire à celui de la figure 2, mais il comporte le bloc isolant inférieur 30 à la place de, ou en combinaison avec, les pieds de support 45.
  • Dans une variante non représentée, par mesure de simplification, une même paroi 18 peut former le fond de la cuvette primaire 11 et de la cuvette secondaire 16. Pour cela, par rapport à la figure 3, la paroi 13 et le panneau isolant 36 sont supprimés et les orifices 47 sont bouchés. On obtient une cuvette secondaire qui ne passe plus dessous la cuvette primaire 11 mais qui en fait seulement le tour.
  • Un degré de simplification supplémentaire est obtenu dans le mode de réalisation de la figure 4 où la cuvette secondaire est complètement supprimée. Le rebord plan 19 est fixé directement autour de la paroi latérale 12 de la cuvette primaire 11, par exemple par soudure.
  • Le mode de réalisation de la figure 5 diffère de la figure 3 par deux aspects.
  • D'une part, la cuvette cylindrique creuse 20 est moins profonde pour limiter l'encombrement de la structure de puisard à l'extérieur de la paroi porteuse 3. Ainsi, la paroi de fond 18 de la cuvette secondaire 16 est ici du côté intérieur de la paroi porteuse 3.
  • D'autre part, la structure de puisard 10 est ici employée en combinaison avec une paroi de cuve réalisée selon la technologie décrite dans la publication FR-A-2798902 . Les éléments analogues ou identiques à ceux de la figure 1 portent le même chiffre de référence et ne sont décrits que dans la mesure où ils diffèrent de la figure 1.
  • Dans ce cas, la barrière d'isolation primaire 6 et la barrière d'isolation secondaire 4 sont essentiellement constituée de caissons de contreplaqué 50 remplis d'une garniture isolante, par exemple en perlite, laine de verre ou autre. La membrane primaire 7 et la membrane secondaire 5 sont réalisées au moyen de virures parallèles à bords relevés en acier à faible coefficient de dilatation connu sous le nom d'invar® qui sont retenues sur les panneaux de couvercle des caissons de contreplaqué 50 au moyen de support de soudure allongés.
  • Autour de la cuvette primaire 11 les virures de la membrane primaire 7 sont découpées de manière à former une fenêtre carrée 51. La continuité de la membrane primaire 7 entre le bord de la fenêtre 51 et le rebord plan 14 peut être réalisée au moyen de plaques de fermeture comme décrit précédemment.
  • Les modes de réalisation des figures 6 à 8 concernent une structure de puisard qui réalise conjointement un pied de support 110. Les éléments analogues ou identiques à ceux de la figure 1 portent le même chiffre de référence augmenté de 100 et ne sont décrits que dans la mesure où ils diffèrent de la figure 1.
  • Par mesure de clarté la paroi de cuve est omise sur la figure 6. Le pied de support 110 présente une forme creuse de révolution avec une partie inférieure tronconique 52 s'évasant vers le bas par mesure de stabilité et prenant appui sur la paroi porteuse 3, et une partie supérieure droite 53. L'ouverture 9 est supprimée dans le mode de réalisation de la figure 6. La cuvette primaire 111 présente un diamètre similaire à la partie supérieure droite 53 et est fixée dans le prolongement de celle-ci à l'intérieur de la partie inférieure tronconique 52. Plus précisément, un bord supérieur de la paroi latérale 112 est fixé de manière étanche à la surface intérieure de la partie inférieure tronconique 52 tout autour du pied de support 110. La cuvette secondaire 116 présente un diamètre plus grand et est fixée en dessous de la cuvette primaire 111 à l'intérieur de la partie inférieure tronconique 52. Plus précisément, un bord supérieur de la paroi latérale 117 est fixé de manière étanche à la surface intérieure de la partie inférieure tronconique 52 tout autour du pied de support 110.
  • Sur sa surface extérieure, le pied de support 110 porte le rebord plan 114 à peu près au même niveau que le bord supérieur de la cuvette primaire 111 et le rebord plan 119 à peu près au même niveau que le bord supérieur de la cuvette secondaire 116. Comme précédemment, les rebords plans 114 et 119 servent à fixer de manière étanche les membranes étanches primaire et secondaire (non représentées) autour du pied de support 110.
  • Des orifices d'entrée 54 sont ménagés à travers la paroi du pied de support 110 légèrement au-dessus du rebord 114, de manière à se trouver légèrement au-dessus de la membrane étanche primaire. Ils permettent de recueillir le liquide dans la cuvette primaire 111 par gravité même lorsque le niveau de remplissage de la cuve est en dessous du sommet 55 du pied de support 110.
  • Similairement, des orifices de circulation 56 et 57 sont ménagés à travers la paroi du pied de support 110 entre les rebords 114 et 119 et sous le rebord 119, de manière à permettre le passage de la phase gazeuse entre l'espace primaire de la paroi de cuve et l'espace primaire 133 du pied de support 110, et respectivement entre l'espace secondaire de la paroi de cuve et l'espace secondaire 127 du pied de support 110.
  • La réalisation de liaisons entre un pied du support et la membrane primaire et la membrane secondaire d'une paroi de cuve ont été décrits dans la publication FR-A-2961580 . Ces liaisons sont applicables au pied de support 110.
  • La figure 7 illustre schématiquement une autre manière de réaliser ces liaisons. Dans ce mode de réalisation, la paroi de cuve présente une structure similaire à la figure 2. Les éléments analogues ou identiques à ceux de la figure 2 portent le même chiffre de référence augmenté de 100. Dans ce cas, les bords des plaques de tôle formant la membrane étanche primaire 7 sont soudés directement sur le rebord plan 114 tout autour du pied de support 110. Par ailleurs des bandes composites étanches 143 sont collées à cheval sur le rebord plan 119 et la nappe étanche 5 des blocs modulaires adjacents tout autour du pied de support 110.
  • Dans les figures 6 et 7, entre le bord supérieur de la paroi latérale 112 et les orifices d'entrée 54, la paroi du pied de support 110 prolonge ainsi la paroi de la cuvette primaire 111 de manière étanche. La cuvette primaire 111 et cette portion de la paroi du pied de support 110 forment ainsi conjointement un récipient étanche, dont la paroi du pied de support 110 forme la partie supérieure.
  • Pour augmenter la capacité de la cuvette primaire 111, il est possible de combiner le pied de support 110 avec une cuvette cylindrique creuse 120 s'étendant à l'extérieur de la paroi porteuse 103. Cette combinaison est illustrée schématiquement sur la figure 8. Ainsi, la paroi de fond de la cuvette primaire 111 peut être éloignée jusqu'à l'extérieur de la paroi porteuse 103 pour augmenter la capacité de la cuvette.
  • Une autre manière d'ajuster la capacité de la cuvette primaire 111 est de faire varier le diamètre du pied de support 110. Dans des modes de réalisation préférés, ce diamètre est compris entre 0,4 m et 1 m.
  • Par ailleurs, bien que les cuvettes 111 et 116 aient été représentés comme entièrement distinctes du pied de support 110, il est clair que la paroi latérale du pied de support 110 pourrait alternativement constituer la paroi latérale de la cuvette 111 ou 116 sur au moins une partie de sa hauteur. Il suffit pour cela de fournir une paroi de fond 113 ou 118 obturant la section du pied de support 110 au niveau souhaité.
  • Les modes de réalisation des figures 9 et 10 concernent une structure de puisard qui reste à l'intérieur de la paroi porteuse 203 pour limiter l'encombrement de la cuve. Les éléments analogues ou identiques à ceux de la figure 1 portent le même chiffre de référence augmenté de 200 et ne sont décrits que dans la mesure où ils diffèrent de la figure 1. La membrane étanche primaire est omise.
  • Dans le mode de réalisation de la figure 9, la cuvette primaire 211 et la cuvette secondaire 216 ne sont pas fixées l'une à l'autre. Le rebord plan 214 de la cuvette primaire 211 prend appui dans un lamage sur le dessus des blocs modulaires 206 formant la barrière isolante primaire où il est fixé. De même, le rebord plan 219 de la cuvette secondaire 216 prend appui dans un lamage sur le dessus des blocs modulaires 204 formant la barrière isolante secondaire où il est fixé. Entre la paroi porteuse 203 et le fond 218 de la cuvette secondaire 216, le bloc isolant 230 de relativement faible épaisseur est réalisé de préférence en matériau à très haut pouvoir d'isolation, par exemple en aérogels ou en panneau isolant sous vide. Optionnellement, un bloc relativement rigide, non représenté, peut être installé entre le fond 218 et le fond 213 pour améliorer le support de la cuvette primaire 211.
  • La membrane étanche secondaire 205 est liée de manière étanche au rebord plan 219. De préférence, des rainures de circulation sont ménagées dans la plaque de fond 59 des blocs modulaires 206, de manière à permettre le passage de la phase gazeuse entre l'espace primaire de la paroi de cuve et l'espace primaire 233 de la structure de puisard.
  • Le mode de réalisation de la figure 10 diffère de la figure 9 seulement par l'ajout d'un embout supérieur tronconique 58 au-dessus de la cuvette primaire 211. Cet embout est muni à sa base, juste au-dessus de la membrane étanche primaire non représentée, d'orifices d'entrée 61 contrôlés par des clapets anti-retour non représentés, qui permettent de capturer dans l'embout supérieur tronconique 58 les résidus de liquide présents au fond de la cuve.
  • Les techniques décrites ci-dessus pour réaliser une structure de puisard peuvent être utilisée dans différents types de réservoirs, par exemple un réservoir de GNL dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
  • La figure 11 illustre schématiquement l'installation d'une structure de puisard, correspondant ici à la structure de puisard 210 de la figure 9, à la base d'une tour de chargement/déchargement 60 dans une cuve de méthanier, à savoir à la verticale du dôme liquide de la cuve. La tour de chargement/déchargement 60 est supportée par un pied de support 63 prenant appui sur la paroi porteuse 3 qui est la paroi de fond interne de la double coque du navire. La tour de chargement/déchargement 60 comporte notamment une pompe principale 62 et une pompe auxiliaire 1 de plus petit débit que la pompe principale 62. La structure de puisard 210 est agencée pour recevoir l'entrée d'aspiration de la pompe auxiliaire 1. Par ailleurs, grâce à l'intégration de la structure de puisard dans l'épaisseur de la paroi de cuve, les parois de cuve 65 peuvent être réalisées selon la structure multicouche plane habituelle, tant au niveau de la paroi de fond 3 que du cofferdam transversal 64, et le raccordement à la structure de puisard 210 est obtenu sans dévier significativement les membranes étanches de leur géométrie plane habituelle.
  • En référence à la figure 12, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
  • De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
  • La figure 12 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
  • Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75. Pour le déchargement de la cuve, on peut utiliser notamment la pompe auxiliaire 1 et/ou la pompe principale 62 agencées dans la cuve.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre des revendications.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (24)

  1. Cuve étanche et isolante munie d'une pompe de déchargement et disposée dans une double coque flottante, la cuve comportant des parois de cuve fixées sur des parois internes de la double coque flottante, dans laquelle une paroi de cuve (2, 65) comporte une structure à couches multiples superposées dans une direction d'épaisseur incluant une membrane étanche primaire (7, 107) destinée à être en contact avec un produit contenu dans la cuve,
    dans laquelle une paroi interne de fond (3, 103, 203) de la double coque porte une paroi de fond de la cuve et une structure de puisard (10, 110, 210) interrompant localement la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve, la structure de puisard comportant un récipient rigide (11, 111, 211) agencé à travers l'épaisseur de la paroi de fond de la cuve,
    ledit récipient rigide comportant une paroi latérale périphérique (12, 112, 212), la paroi latérale périphérique s'étendant vers l'intérieur de la cuve au moins jusqu'à la membrane étanche primaire (7, 107) de la paroi de fond de la cuve, la paroi latérale périphérique présentant une ouverture débouchant à l'intérieur de la cuve,
    dans laquelle la structure de puisard comporte un plateau de liaison primaire (14, 114, 214) entourant le récipient et présentant un bord interne lié de manière étanche, directement ou indirectement, à la paroi latérale périphérique (12, 112, 212) du récipient tout autour du récipient, le plateau de liaison primaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard
    caractérisée en ce que la structure à couches multiples de la paroi de cuve comporte en outre une membrane étanche secondaire (5, 105) disposée entre la membrane étanche primaire et la paroi interne de la double coque, une barrière d'isolation thermique secondaire (4, 104, 204) disposée entre la membrane étanche secondaire et la paroi interne de la double coque et supportant la membrane étanche secondaire, et une barrière d'isolation thermique primaire (6, 106, 206) disposée entre la membrane étanche primaire et la membrane étanche secondaire et supportant la membrane étanche primaire,
    la pompe de déchargement étant agencée dans la cuve pour aspirer le produit contenu dans la cuve vers le haut de la cuve, la pompe de déchargement comportant un organe d'aspiration (1, 101, 201) accueilli dans ledit récipient rigide,
    dans laquelle le récipient rigide comporte une paroi de fond (13, 113, 213) située à un niveau plus extérieur que la membrane étanche secondaire (5, 105, 205) de la paroi de fond de la cuve dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve, la paroi latérale périphérique (12, 112, 212) du récipient rigide étant liée de manière étanche à la paroi de fond du récipient de manière à être fermée par la paroi de fond (13, 113, 213) du récipient, la paroi latérale périphérique s'étendant vers l'intérieur de la cuve depuis la paroi de fond du récipient, l'ouverture de la paroi latérale périphérique débouchant à l'intérieur de la cuve étant située à l'opposé de la paroi de fond du récipient.
  2. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle la structure de puisard comporte en outre un pied de support pour supporter un équipement dans la cuve étanche, le pied de support comportant une enveloppe creuse (110) présentant un axe longitudinal sensiblement perpendiculaire à la paroi interne de fond (103) de la double coque, une première extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse en appui contre la paroi interne de fond de la double coque et une deuxième extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse en saillie dans la cuve pour supporter l'équipement à distance de la membrane étanche primaire,
    le récipient (111) de la structure de puisard étant fixé à l'intérieur de l'enveloppe creuse (110), le plateau de liaison primaire (114) étant disposé entre la première extrémité longitudinale et la deuxième extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse et présentant un bord interne lié de manière étanche à l'enveloppe creuse tout autour de l'enveloppe creuse.
  3. Cuve selon la revendication 2, dans laquelle la paroi latérale périphérique (112) du récipient (111) est logée dans l'enveloppe creuse (110) sur au moins une partie inférieure du récipient.
  4. Cuve selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle la paroi latérale périphérique du récipient est constituée par l'enveloppe creuse (110) sur au moins une partie supérieure du récipient.
  5. Cuve selon la revendication 2, dans laquelle la structure de puisard comporte en outre un plateau de liaison secondaire (119) disposé entre le plateau de liaison primaire et la première extrémité longitudinale de l'enveloppe creuse (110) et présentant un bord interne lié de manière étanche à l'enveloppe creuse tout autour de l'enveloppe creuse, le plateau de liaison secondaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche secondaire (105) de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  6. Cuve selon la revendication 5, dans laquelle la structure de puisard comporte en outre une paroi étanche secondaire (116) fixée à l'intérieur de l'enveloppe creuse (110) à l'extérieur du récipient (111)et délimitant un espace primaire (133) à l'intérieur de l'enveloppe creuse entre le récipient (111) et la paroi étanche secondaire (116), et une garniture isolante poreuse disposée dans l'espace primaire à l'intérieur de l'enveloppe creuse.
  7. Cuve selon la revendication 6, dans laquelle la paroi étanche secondaire forme un deuxième récipient (116) présentant un espace intérieur dans lequel est disposée une portion inférieure du premier récipient (111) de la structure de puisard.
  8. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle la structure de puisard comporte en outre un plateau de liaison secondaire (19) disposé entre le plateau de liaison primaire (14) et la paroi de fond (18) du récipient et présentant un bord interne lié de manière étanche à la paroi latérale périphérique (12) du récipient tout autour du récipient, le plateau de liaison secondaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche secondaire (5) de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  9. Cuve selon la revendication 1, dans laquelle la structure de puisard comporte en outre un deuxième récipient (16, 216) présentant un espace intérieur dans lequel est disposée une portion inférieure du récipient (11, 211) de la structure de puisard, le deuxième récipient comportant une paroi de fond (18, 218) disposée au même niveau que la paroi de fond (18) du premier récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve ou à un niveau plus extérieur que la paroi de fond (13, 213) du premier récipient, le deuxième récipient comportant une paroi latérale périphérique (17, 217) liée de manière étanche à la paroi de fond du deuxième récipient et s'étendant vers l'intérieur de la cuve depuis la paroi de fond du deuxième récipient au moins jusqu'à la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve,
    et dans laquelle la structure de puisard comporte en outre un plateau de liaison secondaire (19, 219) disposé entre le plateau de liaison primaire et la paroi de fond (18, 218) du deuxième récipient et présentant un bord interne lié de manière étanche à la paroi latérale périphérique du deuxième récipient tout autour du deuxième récipient, le plateau de liaison secondaire présentant une surface de liaison s'étendant parallèlement à la membrane étanche secondaire (5, 205) de la paroi de fond de la cuve, la membrane étanche secondaire de la paroi de fond de la cuve étant attachée de manière étanche sur la surface de liaison tout autour de la structure de puisard.
  10. Cuve selon la revendication 9, dans laquelle la paroi de fond du premier récipient et la paroi de fond du deuxième récipient sont formées par une seule plaque étanche (18) à laquelle sont liées la paroi latérale périphérique du premier récipient et la paroi latérale périphérique du deuxième récipient entourant la paroi latérale périphérique du premier récipient.
  11. Cuve selon la revendication 9, dans laquelle la paroi de fond (18, 218) du deuxième récipient est espacée de la paroi de fond (13, 213) du premier récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve.
  12. Cuve selon la revendication 11, dans laquelle la paroi périphérique latérale (46) du premier récipient se prolonge au-delà de la paroi du fond du premier récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve et prend appui sur la paroi de fond (18) du deuxième récipient.
  13. Cuve selon l'une des revendications 9 à 12, comportant en outre une garniture isolante poreuse disposée dans un espace primaire délimité entre le premier récipient et le deuxième récipient.
  14. Cuve selon l'une des revendications 8 à 13, comportant en outre un bloc de matière isolante (230) disposé sur la paroi interne de fond de la double coque, le bloc de matière isolante comportant une surface supérieure opposée à la paroi interne de fond de la double coque, la paroi de fond (213) d'au moins un des premier et deuxième récipients étant en appui sur la surface supérieure du bloc de matière isolante.
  15. Cuve selon l'une des revendications 1 à 14, dans laquelle la structure de puisard comporte en outre une structure d'extension creuse (20, 120) fixée en saillie sur une surface extérieure de la paroi interne de fond (3, 103) de la double coque,
    la paroi interne de fond de la double coque comportant en outre une ouverture (9, 109) débouchant dans un espace interne de la structure d'extension creuse, ladite ouverture étant traversée par le récipient (11, 111) de la structure de puisard, de sorte que la paroi de fond du récipient est située dans l'espace interne de la structure d'extension à un niveau plus extérieur que la paroi interne de fond de la double coque dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve.
  16. Cuve selon la revendication 15 prise en combinaison avec l'une des revendications 8 à 14, comportant en outre un bloc de matière isolante (30) disposé sur une paroi de fond (22, 122) de la structure d'extension, le bloc de matière isolante comportant une surface supérieure opposée à la paroi de fond de la structure d'extension, la paroi de fond (18) d'au moins un des premier et deuxième récipients (11, 16) étant en appui sur la surface supérieure du bloc de matière isolante.
  17. Cuve selon la revendication 15 ou 16 prise en combinaison avec la revendication 11, comportant en outre des pieds de support (45) prolongeant la paroi périphérique latérale (17) du deuxième récipient au-delà de la paroi du fond du deuxième récipient dans la direction d'épaisseur de la paroi de fond de la cuve et prenant appui sur une paroi de fond (22) de la structure d'extension.
  18. Cuve selon l'une des revendications 16 à 17, comportant en outre une garniture isolante poreuse disposée dans un espace secondaire (27, 127) délimité entre la paroi latérale périphérique du deuxième récipient et une paroi latérale périphérique de la structure d'extension.
  19. Cuve selon l'une des revendications 15 à 18, dans laquelle la paroi de fond de la structure d'extension est parallèle à la paroi interne de fond de la double coque.
  20. Cuve selon l'une des revendications 1 à 19, dans laquelle la paroi latérale périphérique du récipient de la structure de puisard comporte une portion supérieure évasée (58) en saillie au-dessus de la membrane étanche primaire de la paroi de fond de la cuve,
    la portion supérieure évasée étant munie d'un orifice traversant (61) et d'un clapet anti-retour associé à l'orifice et présentant un sens d'ouverture orienté en direction de l'intérieur du récipient.
  21. Cuve selon l'une des revendications 1 à 20, dans laquelle la paroi de fond du ou de chaque récipient est parallèle à la paroi interne de fond de la double coque.
  22. Navire (70) pour le transport d'un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l'une des revendications 1 à 21 disposée dans la double coque.
  23. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 22, dans lequel on achemine un produit liquide froid 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).
  24. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 22, 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), ladite pompe de déchargement étant apte à entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées vers l'installation de stockage flottante ou terrestre depuis la cuve du navire.
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