EP3726173A1 - Panneau de charpente destiné à faire partie d'une boîte froide d'un appareil de séparation - Google Patents

Panneau de charpente destiné à faire partie d'une boîte froide d'un appareil de séparation Download PDF

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EP3726173A1
EP3726173A1 EP20166568.4A EP20166568A EP3726173A1 EP 3726173 A1 EP3726173 A1 EP 3726173A1 EP 20166568 A EP20166568 A EP 20166568A EP 3726173 A1 EP3726173 A1 EP 3726173A1
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EP
European Patent Office
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panel
box
cold box
low temperature
fixed
Prior art date
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Pending
Application number
EP20166568.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Patrice Cavagne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
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    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/04945—Details of internal structure; insulation and housing of the cold box
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25J3/0489—Modularity and arrangement of parts of the air fractionation unit, in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions

  • the present invention relates to a frame panel intended to form part of a cold box of a separation apparatus and to a cold box comprising such a panel.
  • the units for separation by distillation at low temperature, or even cryogenic temperature comprise at least one distillation column which is arranged in an insulating structure called a cold box (BF).
  • the cold box is a metal enclosure generally having a substantially parallelepipedal shape so as to provide around the column and its pipes a predetermined insulation thickness.
  • the insulation used is generally perlite.
  • a low temperature is a temperature below 0 ° C, or even below -100 ° C.
  • the present invention deals with boxes internal to a LF, housing at least one accessory chosen from the following group: manual valve, automatic valve, flowmeter, valve, sensor or other instrumentation means.
  • the accessory generally requires access for maintenance operations but is connected to the piping of the distillation columns and / or the heat exchangers of a device for separation by distillation at low temperature, or even cryogenic temperature.
  • the mixtures to be separated include air or air gases for the ASUs (double main column or argon column) but also a synthesis gas comprising hydrogen and carbon monoxide, an ammonia synthesis gas comprising nitrogen and hydrogen, a mixture comprising carbon dioxide, oxygen and nitrogen or a mixture comprising carbon dioxide and hydrogen.
  • the cold boxes can be assembled on site or prefabricated in the workshop.
  • one of the methods commonly used is to pre-assemble the column with piping elements and accessories in a manufacturer's workshop and insert it into a metal enclosure, with a section integrating the future insulation thicknesses all around the column as described in EP 0 913653 A1 .
  • This assembly, pre-assembled in a horizontal position, called a package unit or in English “package unit” is then transported and installed on the final construction site.
  • At least one accessory of the BF chosen from the following group: valve manual, automatic valve, flowmeter, valve, sensor or other means of instrumentation etc ... requiring its installation in an independent box fixed on the internal walls of the BF, is installed in an accessory box, of parallelepiped shape but with roof and / or bottom faces inclined between 45 ° and 60 ° horizontally in order to avoid the perlite sloping and loss of insulation performance.
  • the caisson itself is installed in the package in order to allow it to be thermally insulated, generally with rock wool, once the installation on the construction site is completed and before the start of the BF which itself is filled with a powdery perlite type insulation.
  • the entire assembly of the BFs is carried out on the construction site. That is to say that all the pipes of the BF must be installed one by one and connected to the vertical distillation column or / and to other columns, to / cryogenic exchangers or / and to pumps or / and turbines at a height ranging from the ground to about 60m.
  • the accessories manual or automatic valves, flowmeters, valves, various sensors etc.
  • These accessory boxes can be located on any internal face of the BF at a height varying between the ground and approximately 60 m. These boxes are of the same type as those installed in the packages and house the accessories seen previously.
  • one of the challenges is to significantly reduce the installation time and planning risks of the BF by limiting construction activities as much as possible while ensuring a level of quality comparable to the manufacture of packages unites in workshop.
  • the present invention proposes, on the one hand, to design a box housing the various accessories (manual or automatic valves, flow meters, valves, various sensors, etc.) and to have it manufactured in a unit. builder's workshop.
  • the distillation column can be partially equipped, in the manufacturer's workshop, with some of its pipes, such as obviously those which will have to be connected. to the accessory boxes so as to completely reconstitute the piping network once the accessories box is attached to its structural panel in place and after welding of the pipe interfaces of said box with the pipe sections previously installed on the distillation column.
  • This casing will then be shipped, like the distillation column fitted with some of its pipe sections, to the construction site.
  • This box will have at least one open face which will subsequently be in contact with the frame panel of the BF.
  • This box the structure of which will be in carbon or stainless steel, will preferably be provided with handling means (in English “lifting lugs") in order to handle it in order to connect it by welding or by bolting to the inside face of a frame panel.
  • handling means in English "lifting lugs"
  • connection of the box to the frame panel should preferably be on the ground, at human height or else requiring only a small mobile scaffolding, before lifting and final installation of the frame panel around the distillation column in order to minimize the risks and reduce the generally very expensive work at height.
  • the object of the present invention is to provide an assembly means making it possible both to maintain the quality criteria of pre-assembly in the workshop of elements requiring high quality control (typically the entire cryogenic part), while greatly limiting the problems and transport costs to the construction site and facilitate their installation on the construction site of the Cold Boxes mounted on site.
  • a frame panel intended to form part of a cold box of a separation apparatus by distillation at a low temperature
  • at least one casing made of carbon steel or of stainless steel for example. example comprising chrome and nickel, with rectangular or non-rectangle trapezoidal section, possibly isosceles, having a roof and / or a bottom inclined at an angle of between 45 ° to 60 ° with respect to the panel and an open face, the open face being positioned on the interior face of the framing panel.
  • a cold box of a separation apparatus by distillation at a low temperature comprising at least four vertical walls, at least one of which is constituted by or comprises a panel as described above. above, the cold box being filled with insulation and containing at least one element of the apparatus intended to operate at a low temperature, or even at a cryogenic temperature.
  • the cold box preferably contains at least one distillation column and / or at least one heat exchanger.
  • a method of mounting a box cold of a separation apparatus by distillation at a low temperature comprising at least four panels to be arranged vertically around an element intended to operate at a low temperature, or even at a cryogenic temperature, in which the wall is fitted with at least one panel of a box of carbon steel or chromium and nickel alloy with rectangular or non-rectangle trapezoidal section, possibly isosceles, having a roof and / or a bottom inclined at an entrance angle 45 ° to 60 ° to the panel and an open face, fixing the open face to the interior face of the frame panel.
  • the box can be fixed to the panel in a workshop or at the site of installation and / or construction of the cold box.
  • the panels are fixed together once the box is attached to the panel.
  • a panel 5 of a cold box of a distillation air separation apparatus is shown; the cold box may contain a column and / or a heat exchanger.
  • An element 3 to be insulated is illustrated as being surrounded by perlite 15.
  • Attached to the interior face of the panel 5 is a casing 1 made of carbon steel or chromium and nickel alloy (stainless steel). It has a roof at an angle of 60 ° relative to a vertical plane, which is that of panel 5. The bottom is inclined at 45 ° relative to the panel. Other angles between 45 ° and 60 ° are possible.
  • the box 1 has an open face, the open face being positioned on the interior face of the frame panel 5.
  • Inside the box 1 is at least one accessory 9 which can be a manual valve, an automatic valve, a flowmeter, a valve or a sensor.
  • the accessory is connected, if necessary, to the outside of the cold box through the panel 5 and a sleeve 8 to its actuator 10.
  • the box section is trapezoidal. In the figure, it is a non-rectangle and non-isosceles trapezoid, since the roof is tilted at 60 ° vertically and the bottom is tilted 45 ° vertically. It is also possible that the two angles are the same. Otherwise the roof and / or the bottom may be perpendicular to the panel, in which case the section is in the shape of a rectangular trapezoid.
  • At least one wall of the box 1 may be perforated, for example by being made of mesh or of expanded metal 18.
  • the mesh is covered with a material impermeable to a particulate insulator, the box of which is filled, for example with perlite 15 but permeable to sweep gas. This allows the purge gas, eg nitrogen, which circulates in the perlite 15 to circulate in the chamber to prevent the formation of ice packs or the accumulation of other impurities.
  • a distillation column 3 is placed in a cold box consisting of eight angle panels 5.5A having an L-shaped section. Only four of the panels are visible in the figure.
  • the panels 5.5A each have a box 1 fixed to the inner wall. Obviously the panels of the cold box do not necessarily carry a box. This is again a case in carbon steel or chrome and nickel alloy (stainless steel). It has a roof at an angle of 60 ° relative to a vertical plane, which is that of panel 5. The bottom is inclined at 45 ° relative to the panel.
  • the box or boxes contain rock wool and the cold box is filled with perlite in use.
  • Column 3 is lined with pipes and can be connected to an accessory present in one of the boxes.
  • the boxes 1 can be fixed to the 5.5A panels by welding or bolting. It is preferable to fix the box to the panel 5A on the ground and then to lift the panel 5A into position above the panel 5. However, it is possible to put the box in place subsequently on its frame panel after lifting said panel by a opening in the roof of the BF or sliding it from the outside through one face of a framing panel using the walkways of the BF.
  • the figure 2 shows that the boxes are in place before attaching the cold box panels together.
  • the figure 3 shows the detail of the box 1 with its accessories such as manual valve, automatic valve, flowmeter, valve, sensor as well as at least one pipe section 23 connected to the accessory.
  • accessories such as manual valve, automatic valve, flowmeter, valve, sensor as well as at least one pipe section 23 connected to the accessory.
  • the actuator 10 of the valve 9 protruding to the outside and wire 21 for connecting instrumentation in the future.

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Abstract

Panneau de charpente (5,5A) destiné à faire partie d'une boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins un caisson (1) en acier carbone ou alliage de chrome et nickel à section en forme de trapèze rectangle ou non-rectangle, éventuellement isocèle, ayant un toit et/ou un fond incliné(s) à un angle d'entre 45° à 60° par rapport au panneau et une face ouverte, la face ouverte étant positionnée sur la face intérieure du panneau de charpente.

Description

  • La présente invention est relative à un panneau de charpente destiné à faire partie d'une boîte froide d'un appareil de séparation et à une boîte froide comprenant un tel panneau.
  • Classiquement, les unités de séparation par distillation à basse température, voire température cryogénique comprennent au moins une colonne de distillation qui est disposée dans une structure isolante appelée boîte froide (BF). La boîte froide est une enceinte métallique ayant généralement une forme sensiblement parallélépipédique de manière à ménager autour de la colonne et de ses tuyauteries une épaisseur d'isolation prédéterminée. L'isolant utilisé est généralement de la perlite.
  • Une basse température est une température inférieure à 0°C, voire inférieure à -100°C.
  • La présente invention traite des caissons internes à une BF, abritant au moins un accessoire choisi dans le groupe suivant: vanne manuelle, vanne automatique, débitmètre, clapet, capteur ou autre moyen d'instrumentation. L'accessoire nécessite généralement un accès pour des opérations de maintenance mais est connecté aux tuyauteries des colonnes de distillation et/ou des échangeurs de chaleur d'un appareil de séparation par distillation à basse température, voire température cryogénique. Les mélanges à séparer comprennent l'air ou des gaz de l'air pour les ASUs (double colonne principale ou colonne argon) mais aussi un gaz de synthèse comprenant de l'hydrogène et du monoxyde de carbone, un gaz de synthèse d'ammoniac comprenant de l'azote et de l'hydrogène, un mélange comprenant du dioxyde de carbone, de l'oxygène et de l'azote ou un mélange comprenant du dioxyde de carbone et de l'hydrogène.
  • Les boîtes froides peuvent être montées sur site ou préfabriquées en atelier.
    • Préfabriquées en atelier (en anglais "package unit")
  • Dans le but de limiter les coûts de montage sur le site d'installation et surtout de maîtriser la qualité de fabrication, une des méthodes communément utilisée est de pré assembler la colonne avec des éléments de tuyauterie et des accessoires dans un atelier du constructeur et de l'insérer dans une enceinte métallique, d'une section intégrant les futures épaisseurs d'isolation tout autour de la colonne comme décrit dans EP 0 913653 A1 . Cet ensemble, pré assemblé en position horizontale, appelé unité en paquet ou en anglais "package unit" est ensuite transporté et installé sur le chantier de construction final.
  • L'option de montage en unité en paquet décrite ci-dessus présente néanmoins l'inconvénient d'augmenter considérablement le poids de l'enceinte afin d'assurer sa stabilité mécanique lors de la phase d'érection permettant de passer l'unité en paquet de position horizontale à verticale. En plus de leur poids, qui augmente fortement le coût du transport, ces unités en paquet sont aussi confrontées, en grande partie à cause de leur volume important, à de sérieux problèmes de limitation de transport (franchissement de ponts ou tunnels, virages, câbles électriques...).
  • Selon l'invention, lorsque les BF sont préfabriquées en paquet(s) (comprenant un ou plusieurs sous paquets), tant en atelier que directement sur le site d'installation, au moins un accessoire de la BF choisi dans le groupe suivant: vanne manuelle, vanne automatique, débitmètre, clapet, capteur ou autre moyen d'instrumentation etc... nécessitant son installation dans un caisson indépendant fixé sur les parois internes de la BF, est installé dans un caisson d'accessoire, de forme parallélépipédique mais avec des faces de toiture et/ou de fond inclinées entre 45° et 60° à l'horizontale afin d'éviter le talutage de la perlite et une perte de performance de l'isolation. Le caisson est lui-même installé dans le paquet afin de permettre de l'isoler thermiquement, avec généralement de la laine de roche, une fois l'installation sur le site de construction terminée et avant le démarrage de la BF qui elle-même est remplie d'un isolant pulvérulent type perlite. Cette installation dans des caissons dédiés, permettant de s'isoler de la perlite, assure l'accès en permettant de retirer facilement l'isolant type laine de verre qui les remplit, en cas d'intervention ultérieure pour contrôle ou maintenance par exemple des éléments ou accessoires qu'ils contiennent.
  • Dans ce type de conception, le montage et la réalisation des caissons d'accessoires, puisque réalisé en position horizontale en atelier, ne complexifient pas la fabrication des appareils préfabriqués en atelier. Les contraintes engendrées par cette conception sont essentiellement le surcoût de la matière de l'enceinte et la limite de transportabilité.
    • Montées site (en anglais "Stick built")
  • Lors d'une conception montée site, la totalité du montage des BF est réalisée sur le site de construction. C'est à dire que l'ensemble des tuyauteries de la BF doivent être installées une à une et connectée à la colonne de distillation verticale ou/et à d'autres colonnes, à des /échangeurs cryogéniques ou/et à des pompes ou/et à des turbines sur une hauteur allant du sol à environ 60m. De la même manière les accessoires (vannes manuelles ou automatiques, débitmètres, clapets, divers capteurs etc.) doivent être reliés à ces tuyauteries un à un, ce qui nécessite beaucoup de main d'œuvre, une grande quantité d'échafaudage et ne facilite pas la productivité des ouvriers.
  • La réalisation de ces caissons d'accessoires se fait, elle aussi, sur le site de construction. Ces caissons d'accessoires peuvent se trouver sur n'importe quelle face interne de la BF à une hauteur variant entre le sol et environ 60 m. Ces caissons sont du même type que ceux installés dans les paquets et abritent les accessoires vus précédemment.
  • Dans ce type de montage de BF, un des enjeux est de réduire de manière significative le temps d'installation et les risques planning de la BF en limitant au maximum les activités de construction tout en garantissant un niveau de qualité comparable à la fabrication des packages unit en atelier.
  • Dans cette optique, on s'arrange pour proposer un haut niveau de préfabrication des structures d'enveloppe en acier carbone de la BF. On parle alors de préfabrication en panneaux, des différents éléments structurels de charpente de la BF. Ces différents panneaux peuvent être rectangulaires et plats (panneaux plan), d'angles (panneaux cornière) mais aussi en portion de secteur de cercle (panneaux coquille) et sont décrits par exemple dans US20060162379A1 .
  • Lors de conception de boîte froide montée sur site, la présente invention propose, d'une part, de concevoir un caisson abritant les différents accessoires (vannes manuelles ou automatiques, débitmètres, clapets, divers capteurs etc.) et de le faire fabriquer dans un atelier du constructeur.
  • D'autre part, pour une optimisation encore plus importante de la phase de construction sur site, la colonne de distillation pourra être en partie équipée, dans l'atelier du constructeur, de certaines de ses tuyauteries, comme évidemment celles qui auront à se raccorder aux caissons d'accessoires de façon à reconstituer entièrement le réseau de tuyauterie une fois le caisson d'accessoires fixé à son panneau de charpente mis en place et après soudage des interfaces de tuyauteries dudit caisson avec les tronçons de tuyauteries préalablement installés sur la colonne de distillation.
  • Ce caisson sera ensuite expédié, comme la colonne de distillation équipée de certains de ses tronçons de tuyauterie, sur le site de construction.
  • Ce caisson possédera au minimum une face ouverte qui sera ultérieurement en contact avec le panneau de charpente de la BF.
  • Ce caisson dont la structure sera en acier carbone ou inoxydable sera de préférence pourvu de moyens de manutention (en anglais "lifting lugs") afin de le manipuler pour le connecter par soudure ou par boulonnage sur la face intérieure d'un panneau de charpente de BF préfabriqué.
  • La connexion du caisson au panneau de charpente se fera préférentiellement au sol, à hauteur d'homme ou bien ne nécessitant seulement qu'un petit échafaudage mobile, avant levage et mise en place finale du panneau de charpente autour de la colonne de distillation afin de minimiser les risques et de réduire les interventions en hauteur généralement très coûteuses.
  • Dans ce caisson préfabriqué seront aussi installés des tronçons de tuyauteries comprenant leurs accessoires associés vu précédemment.
  • Ces tronçons de tuyauteries, dans ce caisson préfabriqué, posséderont des supports définitifs ou temporaires pour le maintien des tronçons et des accessoires pendant la phase de transport et de manipulation en vue de la connexion au panneau, mais aussi pendant la manipulation du panneau et sa mise en place définitive autour de la colonne de distillation.
  • La présente invention a pour but de fournir un moyen de montage permettant à la fois de maintenir les critères de qualité de pré assemblage en atelier des éléments nécessitant un contrôle de qualité élevé (typiquement toute la partie cryogénique), tout en limitant fortement les problèmes et les coûts de transport vers le site de construction et en faciliter l'installation sur le site de construction des Boîtes Froides montées site.
  • Un tel procédé, ne tenant plus compte, pour son pré assemblage et son transport, ni du volume d'isolation nécessaire à la colonne ni de l'enceinte qui contient cette isolation, permet d'augmenter les possibilités de transport d'un sous-ensemble d'une unité cryogénique comme une colonne de distillation en diminuant les dimensions hors tout en permettant un haut niveau de préfabrication contrôlé en atelier.
  • Selon un objet de l'invention, il est prévu un panneau de charpente destiné à faire partie d'une boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins un caisson en acier carbone ou en acier inoxydable, par exemple comprenant du chrome et du nickel, à section en forme de trapèze rectangle ou non-rectangle, éventuellement isocèle, ayant un toit et/ou un fond incliné(s) à un angle d'entre 45° à 60° par rapport au panneau et une face ouverte, la face ouverte étant positionnée sur la face intérieure du panneau de charpente.
  • Selon d'autres objets facultatifs :
    • le panneau contient au moins un accessoire choisi dans le groupe suivant: vanne manuelle, vanne automatique, débitmètre, clapet, capteur ou autre moyen d'instrumentation ainsi qu'au moins un tronçon de tuyauterie relié à l'accessoire.
    • le caisson comprend au moins un moyen de manutention du caisson et au moins un support définitifs ou temporaire pour supporter l'au moins un tronçon de tuyauteries et/ou l'au moins un accessoire pendant les phases de transport et la connexion au panneau de charpente.
    • le caisson est fixé au panneau par soudage ou par boulonnage, de préférence au sol avant levage.
    • le caisson comprend au moins une face ajourée et recouvert de matière imperméable à un isolant particulaire, par exemple à la perlite, mais perméable à un gaz de balayage.
    • le caisson contient de la laine de roche et/ou de l'aérogel.
  • Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu une boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins quatre parois verticales, dont au moins une est constituée par ou comprend un panneau tel que décrit ci-dessus, la boîte froide étant remplie d'isolant et contenant au moins un élément de l'appareil destiné à fonctionner à une basse température, voire à une température cryogénique.
  • La boîte froide contient de préférence au moins une colonne de distillation et/ou au moins un échangeur de chaleur.
  • Selon un autre objet de l'invention, il est prévu un procédé de montage d'une boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins quatre panneaux à disposer à la verticale autour d'un élément destiné à fonctionner à une basse température, voire à une température cryogénique, dans lequel on équipe la paroi d'au moins un panneau d'un caisson en acier carbone ou alliage de chrome et nickel à section en forme de trapèze rectangle ou non-rectangle, éventuellement isocèle, ayant un toit et/ou un fond incliné(s) à un angle d'entre 45° à 60° par rapport au panneau et une face ouverte, en fixant la face ouverte sur la face intérieure du panneau de charpente.
  • On peut fixer le caisson au panneau dans un atelier ou sur le site d'installation et/ou de construction de la boîte froide.
  • De préférence on fixe les panneaux ensemble une fois que le caisson est fixé au panneau.
  • L'invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures.
    • La figure 1 est une coupe verticale d'un caisson fixé à un panneau selon l'invention.
    • La figure 2 est une vue éclatée d'une boîte froide comprenant deux panneaux selon l'invention.
    • La figure 3 illustre le caisson de manière plus détaillée.
  • Dans la Figure 1, un panneau 5 d'une boîte froide d'un appareil de séparation d'air par distillation est illustré; la boîte froide peut contenir une colonne et/ou un échangeur de chaleur. Un élément 3 devant être isolé est illustré comme étant entouré de perlite 15. Fixé à la face intérieure du panneau 5 est un caisson 1 en acier carbone ou alliage de chrome et nickel (acier inoxydable). Il a un toit à un angle de 60° par rapport à un plan vertical, qui est celui du panneau 5. Le fond est incliné à 45° par rapport au panneau. D'autres angles entre 45° et 60° sont possibles.
  • Ceci sert à empêcher le talutage de la perlite 15 qui l'entoure. Le caisson 1 a une face ouverte, la face ouverte étant positionnée sur la face intérieure du panneau de charpente 5. A l'intérieur du caisson 1 se trouve au moins un accessoire 9 pouvant être une vanne manuelle, une vanne automatique, un débitmètre, un clapet ou un capteur. L'accessoire est relié, si besoin, à l'extérieur de la boîte froide à travers le panneau 5 et une manchette 8 à son actionneur 10.
  • Le caisson 1 est rempli de laine de roche 11.
  • La section du caisson est en forme de trapèze. Dans la figure, il s'agit d'un trapèze non-rectangle et non-isocèle, puisque le toit est incliné à 60° à la verticale et le fond est incliné à 45° à la verticale. Il est également possible que les deux angles soient identiques. Sinon le toit et/ou le fond peut être perpendiculaire au panneau, auquel cas la section est en forme de trapèze rectangle.
  • Au moins une paroi du caisson 1 peut être ajourée, par exemple en étant en grillage ou en métal déployé 18. Le grillage est couvert d'une matière imperméable à un isolant particulaire, dont la boîte est remplie, par exemple à la perlite 15 mais perméable à un gaz de balayage. Ceci permet au gaz de balayage, par exemple l'azote, qui circule dans la perlite 15 de circuler dans le caisson pour empêcher la formation de poches de glace ou l'accumulation d'autres impuretés.
  • Dans la Figure 2, une colonne de distillation 3 est disposée dans une boîte froide constitué par huit panneaux cornières 5,5A ayant une section en forme de L. Seuls quatre des panneaux sont visibles sur la figure. Les panneaux 5,5A ont chacun un caisson 1 fixé à la paroi intérieure. Evidemment les panneaux de la boîte froide ne portent pas nécessairement de caisson. Il s'agit ici encore d'un caisson en acier carbone ou alliage de chrome et nickel (acier inoxydable). Il a un toit à un angle de 60° par rapport à un plan vertical, qui est celui du panneau 5. Le fond est incliné à 45° par rapport au panneau.
  • Le ou les caissons contiennent de la laine de roche et la boîte froide est remplie de perlite à l'usage.
  • La colonne 3 est revêtue de tuyauteries et peut être reliée à un accessoire présent dans un des caissons.
  • Les caissons 1 peuvent être fixés aux panneaux 5,5A par soudage ou par boulonnage. Il est préférable de fixer le caisson au panneau 5A au sol et ensuite de lever le panneau 5A en position au-dessus du panneau 5. Néanmoins il est possible de mettre en place le caisson ultérieurement sur son panneau de charpente après levage dudit panneau par une ouverture dans la toiture de la BF ou de le glisser depuis l'extérieur à travers une face d'un panneau de charpente en utilisant les passerelles de la BF.
  • La figure 2 montre que les caissons sont mis en place avant d'attacher les panneaux de la boîte froide ensemble.
  • La figure 3 montre le détail du caisson 1 avec ses accessoires tels que vanne manuelle, vanne automatique, débitmètre, clapet, capteur ainsi qu'au moins un tronçon de tuyauterie 23 relié à l'accessoire. On aperçoit aussi l'actionneur 10 de la vanne 9 dépassant à l'extérieur et le fil 21 permettant de connecter de l'instrumentation à l'avenir.

Claims (13)

  1. Panneau de charpente (5,5A) destiné à faire partie d'une boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins un caisson (1) en acier carbone ou en acier inoxydable, par exemple comprenant du chrome et du nickel, à section en forme de trapèze rectangle ou non-rectangle, éventuellement isocèle, ayant un toit et/ou un fond incliné(s) à un angle d'entre 45° à 60° par rapport au panneau et une face ouverte, la face ouverte étant positionnée sur la face intérieure du panneau de charpente.
  2. Panneau selon la revendication 1 contenant au moins un accessoire (9) choisi dans le groupe suivant: vanne manuelle, vanne automatique, débitmètre, clapet, capteur ou autre moyen d'instrumentation ainsi qu'au moins un tronçon de tuyauterie (23) relié à l'accessoire.
  3. Panneau selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le caisson comprend au moins un moyen de manutention du caisson et au moins un support définitif ou temporaire pour supporter l'au moins un tronçon de tuyauterie (23) et/ou l'au moins un accessoire (9) pendant les phases de transport et la connexion au panneau de charpente.
  4. Panneau selon l'une des revendications précédentes dans lequel le caisson (1) est fixé au panneau (5,5A) par soudage ou par boulonnage, de préférence au sol avant levage.
  5. Panneau selon l'une des revendications précédentes dans lequel le caisson (1) comprend au moins une face ajourée et recouvert de matière (18) imperméable à un isolant particulaire, par exemple à la perlite (15), mais perméable à un gaz de balayage.
  6. Panneau selon l'une des revendications précédentes dans lequel le caisson (1) contient de la laine de roche (11) et/ou de l'aérogel.
  7. Boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins quatre parois verticales, dont au moins une est constituée par ou comprend un panneau (5,5A) selon une revendication précédente, la boîte froide étant remplie d'isolant (15) et contenant au moins un élément de l'appareil (3) destiné à fonctionner à une basse température, voire à une température cryogénique.
  8. Boîte froide selon la revendication 7 contenant au moins une colonne de distillation (3) et/ou au moins un échangeur de chaleur
  9. Procédé de montage d'une boîte froide d'un appareil de séparation par distillation à une basse température comprenant au moins quatre panneaux (5, 5A) à disposer à la verticale autour d'un élément (3) destiné à fonctionner à une basse température, voire à une température cryogénique, dans lequel on équipe la paroi d'au moins un panneau d'un caisson (1) en acier carbone ou alliage de chrome et nickel à section en forme de trapèze rectangle ou non-rectangle, éventuellement isocèle, ayant un toit et/ou un fond incliné(s) à un angle d'entre 45° à 60° par rapport au panneau et une face ouverte, en fixant la face ouverte sur la face intérieure du panneau.
  10. Procédé selon la revendication 9 dans lequel on fixe le caisson (1) au panneau (5,5A) dans un atelier.
  11. Procédé selon la revendication 9 dans lequel on fixe le caisson (1) au panneau (5,5A) sur le site d'installation de la boîte froide.
  12. Procédé selon la revendication 9 ou 11 dans lequel on fixe le caisson (1) au panneau (5,5A) sur le site de construction de la boîte froide.
  13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12 dans lequel on fixe les panneaux (5,5A) ensemble une fois que le caisson (1) est fixé au panneau.
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