EP3172500B1 - Procédé de régulation d'une installation de réfrigération cryogénique et installation correspondante - Google Patents

Procédé de régulation d'une installation de réfrigération cryogénique et installation correspondante Download PDF

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EP3172500B1
EP3172500B1 EP15733806.2A EP15733806A EP3172500B1 EP 3172500 B1 EP3172500 B1 EP 3172500B1 EP 15733806 A EP15733806 A EP 15733806A EP 3172500 B1 EP3172500 B1 EP 3172500B1
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Jean-Marc Bernhardt
Cindy Deschildre
David Grillot
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the present invention relates to a method of regulating a cryogenic refrigeration plant and a corresponding installation.
  • the refrigeration cycles (which generate the cold) are said to be "closed” at each refrigerator. That is to say that the flow of working gas that enters the cold box of a refrigerator / liquefier is mainly from this same cold box. In contrast, the flow of working gas is said to be "open” at the application to be cooled, that is to say that the gas of the various refrigerators / liquefiers is mixed therein. The flow of working gas supplied by the refrigerators / liquefiers is therefore pooled for cooling the application and then returned separately to each refrigerator by a distribution system.
  • the regulation of the refrigerators of such an installation generally consists in manually positioning the control valves of the working circuit (from and to the application to be cooled).
  • refrigerators / liquefiers will recover more working and cold gases than others. Thus, some refrigerators / liquefiers may move away from their nominal operating point. Some components of these refrigerators / liquefiers can be used to their limit (compressors, turbines, ...) while other refrigerators / liquefiers will be underutilized. The overall cold power of the installation and its efficiency will be reduced.
  • L / R refrigerators / liquefiers in parallel use a similar working gas such as pure helium gas.
  • each refrigerator / liquefier may comprise two compressors 12, 22 arranged in series on the working circuit and designated respectively "low pressure compressor” 12 and “medium pressure compressor” 12.
  • the low pressure compressor 12 receives the relatively hot working gas returning to low pressure (return flow 31) after passing or not in the cold box 3.
  • the electronic logic 50 can perform the real-time calculation of the dynamic average value of this operating parameter for all L / R refrigerators / liquefiers.
  • the electronic logic 50 controls in real time the opening / closing of each bypass valve 14 as a function of the difference between the instantaneous values of the operating parameter of the refrigerator / liquefiers considered for converging said values. instantaneous of said operating parameter of the various refrigerators / liquefiers R / L to this dynamic average value.
  • the forward flow 32 is for example the flow of working gas at the outlet of a cooling exchanger of the cold box (for example at the outlet of the first heat exchanger which cools the working gas after passing through the station 2 compression).
  • the return flow 31 in the same temperature range is the part of the working circuit in which the working gas returns to the compression station 2 before entering the same heat exchanger.
  • each refrigerator / liquefier may comprise, in the cold box 3, a main pipe 19 comprising a cooling exchanger 20 for the working gas immersed in a cryogenic tank 21 of liquefied working gas and a secondary pipe 23 forming a bypass of the main pipe upstream of the cryogenic tank 21.
  • the secondary pipe 23 opens into this tank 21 to pour there liquefied working gas produced by the cold box 3.
  • the secondary pipe 23 is provided with a variable opening valve 25 whose opening is increased in case of increased production of liquefied working gas in the cold box 3.
  • the control of each downstream valve can be corrected according to the open state of the distribution valve to reduce the opening of the downstream valve when the opening of the distribution valve increases and vice versa. .
  • each L / R refrigerators / liquefiers may comprise a plurality of heat exchangers 26 for cooling the working fluid and a bypass line 27 of at least a portion of said heat exchangers 26.
  • by-pass exchangers 26 provides downstream of the working gas output of the cold box 3.
  • Each hot branch 129 comprises a controlled variable opening valve 9.
  • Each cold box 3 comprises a sensor 130 measuring the operating parameter consisting of the instantaneous value of the flow rate of the gas flow in said hot branch 129.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé de régulation d'une installation de réfrigération cryogénique ainsi qu'une installation correspondante.
  • L'invention concerne plus particulièrement un procédé de régulation d'une installation de réfrigération cryogénique comprenant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs disposés en parallèle pour refroidir une même application, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail, les réfrigérateurs/liquéfacteurs en parallèle utilisant un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant une station de compression du gaz de travail, une boîte froide destinée à refroidir un flux de gaz de travail en sortie de la station de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction, lesdits flux de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs étant mélangés puis mis en échange thermique avec l'application en vue de céder des frigories à cette dernière, le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application étant ensuite divisé en plusieurs flux de retour répartis respectivement dans les stations de compression respectives.
  • L'invention concerne les installations de réfrigération dites « de grande taille » utilisant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs en parallèle pour refroidir une même application utilisatrice.
  • Par «réfrigérateur/liquéfacteur» on désigne un dispositif soumettant un gaz de travail (par exemple de l'hélium) à un cycle de travail thermodynamique (compression/détente) amenant le fluide de travail à une température cryogénique (par exemple quelque degrés K pour l'hélium) et liquéfiant le cas échant ce gaz de travail.
  • La demande FR2980564A1 dévoile un procédé selon le préambule de la revendication 1 et une installation selon le préambule de la revendication 13.
  • Les cycles de réfrigération (qui génèrent le froid) sont dits « fermés » au niveau de chaque réfrigérateur. C'est-à-dire que le débit de gaz de travail qui entre dans la boite froide d'un réfrigérateur/liquéfacteur ressort en majorité de cette même boite froide. En revanche, le débit de gaz de travail est dit « ouvert » au niveau de l'application à refroidir, c'est-à-dire que le gaz des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs y est mélangé. Le débit de gaz de travail fourni par les réfrigérateurs/liquéfacteurs est donc mutualisé pour le refroidissement de l'application puis retourne séparément vers chaque réfrigérateur par un système de distribution.
  • La régulation des réfrigérateurs d'une telle installation consiste généralement à positionner manuellement les vannes de contrôle du circuit de travail (depuis et vers l'application à refroidir).
  • Une régulation adéquate devient plus difficile lorsque l'installation comprend un grand nombre d"interfaces et quand les charges thermiques à refroidir sont variables dans le temps. En effet, un réglage statique des vannes peut être inadapté en cas de variations de débit et/ou pression du système.
  • Les charges thermiques fluctuantes de l'application génèrent en effet des fluctuations de débit sur les compresseurs.
  • Si ceci n'est pas corrigé, certains réfrigérateurs/liquéfacteurs vont récupérer plus de gaz de travail et de froid que d'autres. Ainsi, certains réfrigérateurs/liquéfacteurs peuvent s'éloigner de leur point d'opération nominal. Certains composants de ces réfrigérateurs/liquéfacteurs peuvent donc être utilisés à leur limite (compresseurs, turbines,...) alors que les autres réfrigérateurs/liquéfacteurs seront sous-utilisés. La puissance froide globale de l'installation et son efficacité seront donc réduites.
  • Le fait de prévoir des systèmes de contrôle et de régulation des flux indépendants pour chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut conduire à un système globalement instable où les charges et les débits vont se repartir de manière fluctuante entre les réfrigérateurs/liquéfacteurs. De plus, les particularités de l'hélium (densité très variable en fonction de la température) engendrent un phénomène d'amplification des déséquilibres des réfrigérateurs entre eux.
  • La répartition des débits d'hélium entre les réfrigérateurs est réalisée généralement via une pression commune de l'alimentation d'hélium et la résistance (perte de charge) du circuit de retour vers la source de pression (compresseurs).
  • Lorsqu'un réfrigérateur/liquéfacteur reçoit relativement plus de gaz froid provenant de l'application, la température moyenne du circuit de retour baisse et donc la perte de charge du circuit est réduite. La densité du gaz peut en effet évoluer plus rapidement que la vitesse du gaz dans le circuit. Cette baisse de la perte de charge dans un circuit provoque une augmentation relative de débit de gaz froid accepté dans le circuit concerné et donc une divergence au sein de l'installation.
  • Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
  • A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement parmi : un débit du flux de gaz de travail dit « de retour » revenant vers la station de compression, un débit du flux de gaz de travail dit « aller » circulant dans la boîte froide après sa sortie de la station de compression, un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux aller de gaz de travail et, d'autre part, le flux de retour de gaz de travail situés dans la boîte froide dans une même gamme de température, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du a u moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique.
  • Cette particularité permet de réguler de façon dynamique l'installation pour réagir automatiquement aux variations des paramètres des réfrigérateurs (température, pression, débit, niveau,...).
  • Cette régulation permet de s'approcher au plus près du fonctionnement optimum prédéterminé (calculé au préalable) dans lequel les différents réfrigérateurs/liquéfacteurs fonctionnent de manière identiques (mêmes débits/pression/température du gaz de travail dans le circuit).
  • Pour répondre à cette contrainte, le procédé compare un des paramètres dynamiques représentatifs du fonctionnement d'un réfrigérateur et le compare à la moyenne de ce même paramètre sur tous les autres réfrigérateurs. L'action de contrôle du procédé utilise cette différence de valeur du paramètre afin de modifier la consigne des régulateurs existant sur chaque réfrigérateur ayant un impact sur le paramètre. Cela modifie donc également la moyenne des paramètres et donc la consigne est également mise à jour. C'est un système de régulation qui peut être qualifié de "en cascade" avec une consigne "dynamique" qui fait converger chaque paramètre vers la moyenne ce paramètre sur les différents réfrigérateurs.
  • Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • les réfrigérateur/liquéfacteur sont identiques, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger vers une valeur identique déterminée lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs,
    • les réfrigérateur/liquéfacteur sont identiques, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour à la fois faire converger vers une valeur identique déterminée de débit lesdites valeurs instantanées des débit du flux de retour du gaz de travail vers les stations de compression, pour faire converger vers une valeur de différentiel de température identique déterminée le différentiel de température du gaz de travail entre le flux aller de gaz de travail dans la boîte froide et le flux de retour du gaz de travail vers la station de compression à un même niveau de température dans la boîte froide, et pour faire converger vers une valeur de débit identique déterminée le débit du flux de gaz de travail refroidi à la sortie de chaque boîte froide,
    • la station de compression de chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend deux compresseurs disposés en série sur le circuit de travail et désignés respectivement « compresseur basse pression » et « compresseur moyenne pression », un circuit de dérivation sélective du compresseur basse pression comprenant au moins d'une vanne de dérivation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de retour du gaz de travail vers la station de compression, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
    • le procédé comporte une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux de retour et, d'autre part, le flux aller à un même niveau de température dans la boîte froide, le pilotage de chaque vanne de dérivation étant corrigé en fonction de l'écart dudit différentiel de température pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré avec la moyenne dudit différentiel de température calculée pour l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'ouverture/fermeture de chaque vanne de dérivation étant réduite lorsque le différentiel de température pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré augmente en valeur absolue par rapport à la moyenne dudit différentiel de température,
    • à la sortie de la station de compression, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend une vanne de sortie commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz de travail de sortie, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne de sortie en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
    • chaque vanne de sortie est pilotée selon une consigne de pression mesurée à la sortie de ladite vanne, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne de sortie pour réduire la consigne de pression lorsque la valeur instantanée du débit du flux de gaz à la sortie de la station de compression du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré est supérieure à ladite valeur moyenne dynamique et inversement,
    • le circuit de travail comprend, dans la boîte froide de chaque réfrigérateur/liquéfacteur, une conduite principale comprenant un échangeur de refroidissement du gaz de travail immergé dans un réservoir cryogénique de gaz de travail liquéfié et une conduite secondaire formant une dérivation de la conduite principale en amont du réservoir cryogénique et débouchant dans le ce dernier pour y déverser du gaz de travail liquéfié produit par la boîte froide, la conduite principale comprenant une vanne aval commandée à ouverture variable située en aval de l'échangeur de refroidissement, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit de sortie de gaz de travail dans ladite conduite principale en aval de l'échangeur de refroidissement, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne aval en fonction de la différence entre les valeurs instantanées de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
    • la conduite secondaire est munie d'une vanne de répartition à ouverture variable dont l'ouverture est augmentée en cas de production accrue de gaz de travail liquéfié dans la boîte froide, en ce que le pilotage de chaque vanne aval est corrigé en fonction l'état d'ouverture de la vanne de répartition pour réduire l'ouverture de la vanne aval lorsque l'ouverture de la vanne de répartition croît et inversement,
    • la boîte froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs comprend une pluralité d'échangeurs de chaleur de refroidissement du fluide de travail et une conduite de by-pass d'au moins une partie desdits échangeurs fournissant du gaz de travail en sortie de la boîte froide, ladite conduite de by-pass étant raccordée au reste du circuit de travail en échange thermique avec les échangeurs via des vannes de dérivation commandées respectives à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite conduite de by-pass, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture d'au moins une des vannes de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
    • le circuit de travail comprend, dans la boîte froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs, une pluralité d'échangeurs de réchauffage du fluide de travail froid ayant échangé avec l'application, le circuit de travail comprenant une conduite de retour pour le flux de retour gaz de travail revenant vers la station de compression, la conduite de retour comprenant une portion subdivisée en deux branches parallèles respectivement dites « chaude » et « froide », la branche chaude by-passant au moins une partie des échangeurs de réchauffage, la branche froide échangeant thermiquement avec les échangeurs de réchauffage, le fluide de travail ayant échangé avec l'application retournant vers la station de compression étant réparti dans la branche chaude lorsque sa température est supérieure à un seuil déterminé ou la branche froide lorsque sa température est inférieure au seuil déterminé, chaque branche chaude comprenant une vanne de régulation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche chaude, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne de la branche chaude en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
    • chaque branche froide comprend une vanne de régulation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche froide, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne de la branche froide en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique,
  • L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
  • L'invention peut concerner également une installation de réfrigération cryogénique comprenant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs disposés en parallèle pour refroidir une même application, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail, les réfrigérateurs/liquéfacteurs en parallèle utilisant un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant une station de compression du gaz de travail, une boîte froide destinée à refroidir un flux de gaz de travail en sortie de la station de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction, lesdits flux de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs étant mélangés puis mis en échange thermique avec l'application en vue de céder des frigories à cette dernière, le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application étant ensuite divisé en plusieurs flux de retour répartis respectivement dans les stations de compression respectives, l'installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend une logique électronique de commande reliée à des organes de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs, de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement parmi : un débit du flux de gaz de travail dit « de retour » revenant vers la station de compression, un débit du flux de gaz de travail « dit de sortie » circulant dans la boîte froide après sa sortie de la boîte froide, un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part un flux de gaz de travail aller au sein de la boîte froide et, d'autre part, le flux de retour de gaz de travail dans la boîte froide, la logique électronique étant configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique du au moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs, et pour piloter en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique.
  • L'invention concerne également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
  • D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
    • la figure 1 représente une vue schématique et partielle illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une installation pouvant mettre en oeuvre l'invention,
    • la figure 2 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie des stations de compression et des boîtes froides des réfrigérateurs/liquéfacteurs de l'installation,
    • la figure 3 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail à la sortie des stations de compression,
    • la figure 4 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail au niveau de réservoirs de stockage de gaz de travail liquéfié,
    • la figure 5 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail au niveau d'une conduite de by-pass d'échangeurs de refroidissement de la boîte froide,
    • la figure 6 représente une vue schématique et partielle d'un détail de l'installation de la figure 1 illustrant un exemple de structure et de fonctionnement d'une partie du circuit de travail au niveau de la conduite de retour de gaz de travail vers la station de compression.
  • La figure 1 illustre schématiquement une installation de réfrigération cryogénique comprenant trois réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) disposés en parallèle pour refroidir une même application 1. Classiquement, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R comprend un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail.
  • Chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend sa propre station 2 de compression du gaz de travail et sa propre boîte froide 3 destinée à refroidir le flux 30 de gaz de travail en sortie de la station 2 de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction.
  • Les flux 30 de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes 3 froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs L, R sont mélangés puis mis en échange thermique avec l'application 1 en vue de céder des frigories à cette dernière. Le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application 1 est ensuite divisé en plusieurs flux 31 de retour répartis respectivement dans les stations 2 de compression.
  • Les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R en parallèle utilisent un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur.
  • L'installation 100 comporte de préférence une logique 50 électronique de commande comprenant par exemple un micro-processeur (un ordinateur et/ou calculateur). La logique 50 électronique est reliée à des organes de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement concernant le gaz de travail dans le cycle de travail de chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. Par soucis de simplification, la figure 1 ne représente pas ces organes de mesure (des exemples de ces derniers seront illustrés aux figures 2 à 6).
  • Le au moins un paramètre de fonctionnement mesuré pour chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R comprend de préférence au moins l'un parmi : un débit du flux de retour du gaz de travail vers la station de compression (après son échange thermique avec l'application ou un flux de gaz de travail retour revenant directement vers la station de compression sans passer par l'application 1 ou certaines parties de la boîte froide 3), un débit du flux de gaz de travail refroidi à la sortie de la boîte froide (après sa sortie de la station de compression), un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux de gaz de travail dans la boîte froide (vers l'application) et, d'autre part le flux de retour du gaz de travail vers la station de compression (depuis l'application),.
  • La logique 50 électronique est configurée (par exemple programmée) pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique du au moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R et pour piloter en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur L/R en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique. Plus précisément, la logique électronique est configurée pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.
  • C'est-à-dire que chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R est piloté dans son cycle de travail en fonction d'une moyenne de fonctionnement de l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, de façon à faire converger tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R vers cette moyenne.
  • Cette régulation peut être mise en oeuvre via des contrôleurs du type « Proportionnel Intégrale » (PI) pour le contrôle des boucles de gaz de travail.
  • De préférence l'installation pilote en temps réel la au moins une vanne de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger vers une valeur identique déterminée lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L.
  • Différents exemples de pilotages de l'installation vont être décrits en référence respectivement aux figures 2 à 6. Tous ou partie de ces différents exemples peuvent être mis en oeuvre cumulativement ou alternativement pour réguler le fonctionnement d'une telle installation 100.
  • Comme illustré partiellement à la figure 2, la station 2 de compression de chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut comprendre deux compresseurs 12, 22 disposés en série sur le circuit de travail et désignés respectivement « compresseur basse pression » 12 et « compresseur moyenne pression » 12. Le compresseur 12 basse pression reçoit le gaz de travail relativement chaud revenant à basse pression (flux de retour 31) après avoir transité ou non dans la boîte froide 3.
  • Chaque station 2 de compression comprend un circuit 14 de dérivation sélective du compresseur 12 basse pression muni d'une vanne 4 de dérivation commandée et à ouverture variable.
  • L'installation comprend, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, un capteur 13 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit Q du flux 31 de retour du gaz de travail vers la station de compression 2. Ce capteur 13 de mesure est par exemple situé au sein de la boîte 3 froide, en amont d'un ou plusieurs échangeurs 26 assurant à la fois le refroidissement vers du gaz de travail vers l'application et le réchauffage du gaz de travail de retour vers la station 2 de compression.
  • La logique 50 électronique peut réaliser le calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. La logique 50 électronique pilote en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne 14 de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.
  • Par exemple, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 14 de dérivation est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=A-B.ΔQ, avec A une valeur prédéterminée de pression, B un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part, la valeur moyenne dynamique du débit des trois refroidisseurs et, d'autre part, le débit instantané du réfrigérateur/liquéfacteur considéré.
  • De plus, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R peut comporter un capteur 15 de mesure du différentiel de température DT=T31-T32 du gaz de travail entre le flux de retour 31 (vers la station de compression) et le flux « aller » 32 (vers l'application 1) situés dans la boîte froide (3) dans une partie du circuit ayant une même gamme de température déterminée.
  • Par l'expression « une même gamme de température dans la boîte froide » on désigne les points du circuit de travail dans lesquels les flux aller 32 (vers l'application à refroidir 1) et retour 31 (vers la station 2 de compression) sont situés au même niveau par rapport aux échangeurs de refroidissement de la boîte froide 3 (par exemple les deux points de mesure sont situés dans des branches du circuit situées entre deux mêmes échangeurs de refroidissement). C'est-à-dire que les deux points du circuit ont des températures relativement proches par exemples ayant quelques degrés Kelvin de différence (typiquement entre 0,1 et 4°K d'écart).
  • Le flux aller 32 est par exemple le flux de gaz de travail à la sortie d'un échangeur de refroidissement de la boîte froide (par exemple à la sortie du premier échangeur de chaleur qui refroidit le gaz de travail après son passage dans la station 2 de compression). Le flux de retour 31 dans la même gamme de température est la partie du circuit de travail dans lequel le gaz de travail revient vers la station 2 de compression avant son entrée dans ce même échangeur de chaleur. Selon une caractéristique avantageuse le pilotage de chaque vanne 14 de dérivation peut être corrigé en fonction de l'écart dudit différentiel de température DT=T31-T32 pour le réfrigérateur/liquéfacteur L/R considéré avec la moyenne dudit différentiel de température DT=T31-T32 calculée pour l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. Ce différentiel de température DT=T31-T32 est représentatif du déséquilibre des débits du gaz de travail entre le flux de retour 31 (vers la station de compression) et le flux aller 32 (vers l'application 1).
  • Par exemple, l'ouverture de chaque vanne 14 de dérivation peut être augmentée lorsque le différentiel de température DT=T31-T32 pour le réfrigérateur/liquéfacteur L/R considéré augmente (en valeur absolue) par rapport à la moyenne dudit différentiel de température. Ce pilotage aura pour effet de réduire le déséquilibre des débits du gaz de travail entre le flux de retour 31 (vers la station de compression) et le flux aller 32 (vers l'application 1).
  • Comme illustré schématiquement à la figure 3, à la sortie de la station 2 de compression, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R peut comprendre, sur la conduite 30 de sortie une vanne 11 de sortie commandée à ouverture variable.
  • De plus, chaque réfrigérateur/liquéfacteur L/R peut comprendre un capteur 16 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux 30 de gaz à la sortie de la station 2 de compression.
  • Comme précédemment, la logique 50 électronique peut être configurée pour calculer en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R. La logique 50 électronique peut piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne 11 de sortie en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique
  • Par exemple, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 11 de sortie est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=C+D.ΔQ, avec B une valeur prédéterminée de pression, C un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré.
  • Comme illustré à la figure 4, le circuit de travail de chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut comporter, dans la boîte froide 3, une conduite 19 principale comprenant un échangeur 20 de refroidissement du gaz de travail immergé dans un réservoir 21 cryogénique de gaz de travail liquéfié et une conduite 23 secondaire formant une dérivation de la conduite principale en amont du réservoir 21 cryogénique. La conduite 23 secondaire débouche dans ce réservoir 21 pour y déverser du gaz de travail liquéfié produit par la boîte froide 3.
  • Chaque conduite 19 principale comprend une vanne 5 aval commandée à ouverture variable et située en aval de l'échangeur 20 de refroidissement. Chaque installation comprend un capteur 24 du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz de travail dans ladite conduite 23 principale en aval de l'échangeur 20 de refroidissement de débit.
  • La logique 50 électronique peut être configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne 5 aval en fonction de la différence entre les valeurs instantanées de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.
  • Par exemple, la conduite 23 secondaire est munie d'une vanne 25 de répartition à ouverture variable dont l'ouverture est augmentée en cas de production accrue de gaz de travail liquéfié dans la boîte 3 froide. De plus, le pilotage de chaque vanne 5 aval peut être corrigé en fonction l'état d'ouverture de la vanne 25 de répartition pour réduire l'ouverture de la vanne 5 aval lorsque l'ouverture de la vanne 25 de répartition croît et inversement.
  • Comme illustré à la figure 5, la boîte 3 froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R peut comprendre une pluralité d'échangeurs 26 de chaleur de refroidissement du fluide de travail et une conduite 27 de by-pass d'au moins une partie desdits échangeurs 26. Cette conduite 27 de by-pass des échangeurs 26 fournit en aval du gaz de travail en sortie de la boîte 3 froide.
  • Comme représenté, la conduite 27 de by-pass est raccordée à plusieurs portions du circuit de travail en échange thermique avec les échangeurs 26 via des vannes de dérivation commandées 6, 7, 8, respectives (vannes à ouverture variable).
  • Chaque réfrigérateur/liquéfacteur peut comporter un capteur 28 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite conduite 27 de by-pass. La logique 50 électronique peut comporter une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture d'au moins une des vannes 6, 7, 8 de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.
  • Par exemple, l'ouverture/fermeture de la vanne 7 de dérivation est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=G+H.ΔQ, avec G une valeur prédéterminée de pression, G un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré. Les autres vannes 6, 8 de dérivation permettent la régulation de température du circuit pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré. Comme illustré à la figure 6, le circuit de travail peut comprendre, dans la boîte 3 froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs L/R, une pluralité d'échangeurs 26 de réchauffage du fluide de travail froid ayant échangé avec l'application 1. Le circuit de travail comprend de plus une conduite 29 de retour pour le flux 30 de gaz de travail revenant vers la station 2 de compression, la conduite 29 de retour comprenant une portion subdivisée en deux branches parallèles 129, 229 respectivement dites «chaude» et froide ». La branche 129 chaude n'échange pas thermiquement avec au moins une partie des échangeurs 26 de réchauffage. La branche 229 froide quant à elle échange thermiquement avec plusieurs échangeurs de réchauffage. Le fluide de travail ayant échangé avec l'application retourne vers la station 2 de compression et est réparti dans la branche 129 chaude lorsque sa température est supérieure à un seuil déterminé ou dans la branche 229 froide lorsque sa température est inférieure au seuil déterminé. Chaque branche 129 chaude comprend une vanne 9 de régulation commandée à ouverture variable.
  • Chaque boîte 3 froide comporte un capteur 130 mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche 129 chaude.
  • La logique 50 électronique peut être configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne 9 de la branche 129 chaude en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs vers cette valeur moyenne dynamique.
  • Par exemple, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 9 de la branche chaude est pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=I+J.ΔQ, avec I une valeur prédéterminée de pression, J un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré.
  • De façon analogue, chaque branche 229 froide comprend une vanne 10 de régulation commandée à ouverture variable et un capteur 131 de mesure du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche 229. La logique 50 électronique peut être conformée pour calculer en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs et pour piloter en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne 10 de la branche 229 froide en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs R/L vers cette valeur moyenne dynamique.
  • Comme précédemment, l'ouverture/fermeture de chaque vanne 10 de la branche froide peut être pilotée selon une consigne de pression CP selon une formule du type CP=K+L.ΔQ, avec K une valeur prédéterminée de pression, L un coefficient (dimension= Pression/débit) prédéterminé et ΔQ le différentiel (dimension=débit) entre d'une part la valeur moyenne dynamique de ce débit pour les trois refroidisseurs et, d'autre part, ce débit instantané pour le réfrigérateur/liquéfacteur considéré.

Claims (13)

  1. Procédé de régulation d'une installation (100) de réfrigération cryogénique comprenant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) disposés en parallèle pour refroidir une même application (1), chaque réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) comprenant un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) de contrôle du flux de gaz de travail, les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) en parallèle utilisant un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant une station (2) de compression du gaz de travail, une boîte froide (3) destinée à refroidir un flux (30) de gaz de travail en sortie de la station (2) de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction, lesdits flux (30) de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes (3) froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L, R) étant mélangés puis mis en échange thermique avec l'application (1) en vue de céder des frigories à cette dernière, le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application étant ensuite divisé en plusieurs flux (31) de retour répartis respectivement dans les stations (2) de compression respectives, le procédé est caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement parmi : un débit du flux (31) de gaz de travail dit « de retour » revenant vers la station de compression (2), un débit du flux (30, 32) de gaz de travail dit « aller » circulant dans la boîte froide (3) après sa sortie de la station (2) de compression, un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part le flux aller (32) de gaz de travail et, d'autre part, le flux (31) de retour de gaz de travail situés dans la boîte froide (3) dans une même gamme de température, et en ce qu'il comporte une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du au moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) sont identiques, et en ce que l'installation pilote en temps réel la au moins une vanne (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger vers une valeur identique déterminée lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) sont identiques, l'installation pilotant en temps réel la au moins une vanne (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour à la fois faire converger vers une valeur identique déterminée de débit lesdites valeurs instantanées des débit du flux (31) de retour du gaz de travail vers les stations de compression (2), pour faire converger vers une valeur de différentiel de température identique déterminée le différentiel de température du gaz de travail entre le flux aller (320) de gaz de travail dans la boîte froide (3) et le flux (31) de retour du gaz de travail vers la station (2) de compression à un même niveau de température dans la boîte froide (3), et pour faire converger vers une valeur de débit identique déterminée le débit du flux (30) de gaz de travail refroidi à la sortie de chaque boîte froide (3).
  4. Procédé selon quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la station (2) de compression de chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprend deux compresseurs (12, 22) disposés en série sur le circuit de travail et désignés respectivement « compresseur basse pression » (12) et « compresseur moyenne pression» (12), un circuit (14) de dérivation sélective du compresseur (12) basse pression comprenant au moins d'une vanne (4) de dérivation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure (13) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux (31) de retour du gaz de travail vers la station de compression (2), le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne (14) de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le procédé comporte une mesure (15) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du différentiel de température (DT=T31-T32) du gaz de travail entre d'une part le flux de retour (31) et, d'autre part, le flux aller (32) à un même niveau de température dans la boîte froide (3), et en ce que le pilotage de chaque vanne (14) de dérivation est corrigé en fonction de l'écart dudit différentiel de température (DT=T31-T32) pour le réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) considéré avec la moyenne dudit différentiel de température (DT=T31-T32) calculée pour l'ensemble des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'ouverture/fermeture de chaque vanne (14) de dérivation étant réduite lorsque le différentiel de température (DT=T31-T32) pour le réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) considéré augmente en valeur absolue par rapport à la moyenne dudit différentiel de température.
  6. Procédé selon quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, à la sortie de la station (2) de compression, chaque réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) comprend une vanne (11) de sortie commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure (16) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux (30) de gaz de travail de sortie, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique du paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne (11) de sortie en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque vanne (11) de sortie est pilotée selon une consigne (18) de pression mesurée (17) à la sortie de ladite vanne (11), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne (11) de sortie pour réduire la consigne de pression lorsque la valeur instantanée du débit du flux (30) de gaz à la sortie de la station (2) de compression du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré est supérieure à ladite valeur moyenne dynamique et inversement.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit de travail comprend, dans la boîte froide (3) de chaque réfrigérateur/liquéfacteur, une conduite (19) principale comprenant un échangeur (20) de refroidissement du gaz de travail immergé dans un réservoir (21) cryogénique de gaz de travail liquéfié et une conduite (23) secondaire formant une dérivation de la conduite principale en amont du réservoir (21) cryogénique et débouchant dans le ce dernier pour y déverser du gaz de travail liquéfié produit par la boîte froide (3), la conduite (23) principale comprenant une vanne (5) aval commandée à ouverture variable située en aval de l'échangeur (20) de refroidissement, le procédé comprenant une mesure (24) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit de sortie de gaz de travail dans ladite conduite (23) principale en aval de l'échangeur (20) de refroidissement, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de chaque vanne (5) aval en fonction de la différence entre les valeurs instantanées de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la conduite (23) secondaire est munie d'une vanne (25) de répartition à ouverture variable dont l'ouverture est augmentée en cas de production accrue de gaz de travail liquéfié dans la boîte (3) froide, en ce que le pilotage de chaque vanne (5) aval est corrigé en fonction l'état d'ouverture de la vanne (25) de répartition pour réduire l'ouverture de la vanne (5) aval lorsque l'ouverture de la vanne (25) de répartition croît et inversement.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la boîte (3) froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) comprend une pluralité d'échangeurs (26) de chaleur de refroidissement du fluide de travail et une conduite (27) de by-pass d'au moins une partie desdits échangeurs (26) fournissant du gaz de travail en sortie de la boîte (3) froide, ladite conduite (27) de by-pass étant raccordée au reste du circuit de travail en échange thermique avec les échangeurs (26) via des vannes de dérivation commandées (7, 8, 9) respectives à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure (28) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite conduite (27) de by-pass, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture d'au moins une des vannes (7, 8, 9) de dérivation en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le circuit de travail comprend, dans la boîte (3) froide de chaque réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), une pluralité d'échangeurs de réchauffage du fluide de travail froid ayant échangé avec l'application, le circuit de travail comprenant une conduite (29) de retour pour le flux (31) de retour gaz de travail revenant vers la station (2) de compression, la conduite (29) de retour comprenant une portion subdivisée en deux branches parallèles (129, 229) respectivement dites «chaude» et « froide », la branche (129) chaude by-passant au moins une partie des échangeurs (26) de réchauffage, la branche (229) froide échangeant thermiquement avec les échangeurs de réchauffage, le fluide de travail ayant échangé avec l'application retournant vers la station (2) de compression étant réparti dans la branche (129) chaude lorsque sa température est supérieure à un seuil déterminé ou la branche (229) froide lorsque sa température est inférieure au seuil déterminé, chaque branche (129) chaude comprenant une vanne (9) de régulation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure (30) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche (129) chaude, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne (9) de la branche (129) chaude en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque branche (229) froide comprend une vanne (10) de régulation commandée à ouverture variable, le procédé comprenant une mesure (131) simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), du paramètre de fonctionnement constitué de la valeur instantanée du débit du flux de gaz dans ladite branche (229) froide, le procédé comportant une étape de calcul en temps réel de la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), l'installation pilotant en temps réel l'ouverture/fermeture de la vanne (10) de la branche (229) froide en fonction de la différence entre les valeurs instantanées et la valeur moyenne dynamique de ce paramètre de fonctionnement du réfrigérateur/liquéfacteurs considéré, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
  13. Installation (100) de réfrigération cryogénique comprenant plusieurs réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) disposés en parallèle pour refroidir une même application (1), chaque réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) comprenant un circuit de travail pour un gaz de travail muni d'au moins une vanne (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) de contrôle du flux de gaz de travail, les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R) en parallèle utilisant un gaz de travail de même nature tel que l'hélium gazeux pur, chaque réfrigérateur/liquéfacteur comprenant une station (2) de compression du gaz de travail, une boîte froide (3) destinée à refroidir un flux (30) de gaz de travail en sortie de la station (2) de compression à une température cryogénique au moins proche de sa température de liquéfaction, lesdits flux (30) de gaz de travail refroidis par chacune des boîtes (3) froides respectives des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L, R) étant mélangés puis mis en échange thermique avec l'application (1) en vue de céder des frigories à cette dernière, le gaz de travail froid ayant échangé avec l'application étant ensuite divisé en plusieurs flux (31) de retour répartis respectivement dans les stations (2) de compression respectives, l'installation (100) étant caractérisée en ce qu'elle comprend une logique (50) électronique de commande reliée à des organes de mesure simultanée, pour chacun des réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), de la valeur instantanée d'au moins un même paramètre de fonctionnement parmi : un débit du flux (31) de gaz de travail dit « de retour » revenant vers la station de compression (2), un débit du flux (30) de gaz de travail « dit de sortie » circulant dans la boîte froide après sa sortie de la boîte froide (3), un différentiel de température du gaz de travail entre d'une part un flux (32) de gaz de travail aller au sein de la boîte froide (3) et, d'autre part, le flux (31) de retour de gaz de travail dans la boîte froide (3), et en ce que la logique (50) électronique est configurée pour calculer en temps réel la valeur moyenne dynamique du au moins un paramètre de fonctionnement pour tous les réfrigérateurs/liquéfacteurs (L/R), et pour piloter en temps réel la au moins une vanne (4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) de contrôle du flux de gaz de travail d'au moins un réfrigérateur/liquéfacteur (L/R) en fonction de la différence entre les valeurs instantanées du paramètre par rapport à ladite valeur moyenne dynamique, pour faire converger lesdites valeurs instantanées dudit paramètre de fonctionnement des différents réfrigérateurs/liquéfacteurs (R/L) vers cette valeur moyenne dynamique.
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