EP4182599A1 - Système de chargement de gaz naturel liquide - Google Patents

Système de chargement de gaz naturel liquide

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EP4182599A1
EP4182599A1 EP21754813.0A EP21754813A EP4182599A1 EP 4182599 A1 EP4182599 A1 EP 4182599A1 EP 21754813 A EP21754813 A EP 21754813A EP 4182599 A1 EP4182599 A1 EP 4182599A1
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EP
European Patent Office
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cryogenic fluid
supply line
tank
circulating
reservoir tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21754813.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Aoun
Romain NARME
Guillaume Leclere
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.)
Gaztransport et Technigaz SA
Original Assignee
Gaztransport et Technigaz SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gaztransport et Technigaz SA filed Critical Gaztransport et Technigaz SA
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention falls within the field of liquid natural gas (LNG) loading systems, and more particularly natural gas loading systems for a tank equipping a floating structure.
  • LNG liquid natural gas
  • Liquid natural gas is generally stored in a reservoir tank, before being loaded into a receiving tank of a floating structure.
  • the liquid natural gas is maintained at a temperature low enough to maintain it in liquid form at atmospheric pressure in each of the tanks. It is known to transfer liquid natural gas from the reservoir tank to the receiving tank using a loading system.
  • Such a loading system comprises at least one supply line through which the liquid natural gas circulates from the reservoir tank to the receiving tank.
  • a temperature difference between the temperature of the fluid and the temperature inside the receiving tank causes some of the natural gas to evaporate.
  • the liquid natural gas may be heated, for example during its passage through a pump arranged on the supply line and forcing the movement of the liquid natural gas in the supply line, and/or even by thermal infiltration in the loading system, thus favoring its evaporation when it arrives in the receiving tank. It is known to equip such loading systems with a system for processing and/or consuming evaporated natural gas.
  • These loading systems comprise a gas return line and a unit for processing and/or consuming the evaporated natural gas, the gas evaporated in the receiving tank flowing from the receiving tank to the processing and/or consuming unit at through the gas return line.
  • the processing and/or consumption unit can, for example, be a liquefaction unit passing the evaporated natural gas into liquid form, the liquid natural gas produced then being recirculated to the reservoir tank, thus limiting the loss of natural gas in gaseous form.
  • the treatment and/or consumption unit used in such loading systems is thus sized to treat a volume of natural gas in gaseous form determined by the technical characteristics of the receiving tank. This volume being large, the processing unit and/or consumption comprises bulky, costly and energy-consuming technical means.
  • the present invention proposes a loading system for loading cooled liquid natural gas from a reservoir tank to a receiving tank while reducing the amount of natural gas in gaseous form generated during loading of the receiving tank, and during transport of the receiving tank to its place of unloading, which makes it possible to reduce the capacity of the reliquefaction units on board the ship comprising at least one receiving tank.
  • the main object of the present invention is a loading system configured to transfer a cryogenic fluid from a reservoir tank to a receiving tank, the loading system comprising at least one element for circulating the cryogenic fluid in the liquid state which connects the tank tank to the receiving tank, a unit for processing and/or consuming cryogenic fluid in the gaseous state coming from at least the receiving tank and a return line for the cryogenic fluid in the gaseous state which connects the receiving tank to the treatment and/or consumption unit, characterized in that the loading system comprises at least one unit for cooling the cryogenic fluid circulating towards the receiving vessel in the circulation element, the cold generated by the cooling unit resulting evaporation of the cryogenic fluid from the reservoir tank.
  • the loading system ensures the transfer of cryogenic fluid from the reservoir vessel to the receiving vessel, the cryogenic fluid circulating through the circulation element.
  • the cryogenic fluid circulating in the circulation element is cooled by the cooling unit, the temperature of the cooled cryogenic fluid being lower than that of the cryogenic fluid circulating in the circulation element upstream of the cooling unit.
  • This has the effect of lowering the temperature of the cryogenic fluid loaded into the receiving tank, thus limiting the evaporation of the cryogenic fluid received in the receiving tank and ultimately making it possible to reduce the capacity of the treatment and/or consumption unit.
  • that said unit is on board a ship equipped with at least one receiving tank and/or installed on the terminal with the reservoir tank.
  • the cold used to lower the temperature of the cryogenic fluid circulating in the circulation element comes from the evaporation of part of the cryogenic fluid coming from the reservoir tank. More precisely, this part of cryogenic fluid is relaxed, that is to say that the pressure of this part of cryogenic fluid is lowered, so that it lowers the temperature of the cryogenic fluid circulating in the additional supply line.
  • the loading system has the primary function of transferring cryogenic fluid from one tank to the other tower by cooling it in order to cleverly limit the evaporation of said cryogenic fluid once transferred into the receiving tank. It follows from this that the quantity of cryogenic fluid contained in the reservoir tank will decrease as the transfer of cryogenic fluid carried out by the loading system benefits the quantity of cryogenic fluid contained in the receiving tank. The loading system thus causes a modification of the quantity of cryogenic fluid contained in each of the tanks, the reservoir tank seeing its quantity of fluid reduced while that of the receiving tank increases.
  • the decrease in temperature of the cryogenic fluid sent to the receiving tank limits the evaporation of the cryogenic fluid contained in the receiving tank. Indeed, thanks to the cooling unit, the temperature of the cryogenic fluid transferred into the receiving tank is reduced compared to the temperature of the cryogenic fluid contained in the reservoir tank.
  • processing and/or consumption unit is understood to mean a unit that can either modify the temperature, the pressure and/or the state of the natural gas flowing through it, or use the natural gas to produce energy, for thermal or mechanical example, or both at the same time.
  • the fear processing unit wanders for example a liquefaction unit, a compression member, while the fear consumption unit wanders for example an engine using for example natural gas as fuel.
  • the reservoir tank and the receiving tank can be, one and/or the other, a type of tank chosen from among a terrestrial tank of cryogenic fluid, a transport tank installed on a ship, a tank tank in fuel of a ship transporting people and/or goods, a gravity platform, a floating cryogenic fluid storage unit or a floating cryogenic fluid storage and regasification unit.
  • the reservoir tank is a terrestrial tank or a gravity platform while the receiving tank is a transport tank installed on a vessel or a fuel tank of a vessel carrying people and/or goods.
  • the reservoir tank is a floating cryogenic fluid storage unit while the receiving tank is a transport tank installed on a ship.
  • the tank tank is a transport tank installed on a ship while the receiving tank is a fuel tank tank of a ship transporting people and/or goods.
  • the reservoir tank is a transport tank installed on a ship while the receiving tank is a floating unit for storing and regasifying cryogenic fluid.
  • the circulation element comprises a main supply line for the cryogenic fluid in the liquid state which connects the reservoir tank to the receiving tank, the cooling unit cooling the cryogenic fluid to the liquid state circulating in the main supply line.
  • cryogenic fluid circulating in the main supply line from the reservoir tank to the receiving tank is cooled by the cooling unit.
  • the circulation element comprises a main supply line for the cryogenic fluid in the liquid state which connects the reservoir tank to the receiving tank and at least one additional supply line for the fluid cryogen in the liquid state coming from the reservoir tank and circulating towards the receiving tank, the cooling unit cooling the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the additional supply line.
  • the loading system ensures the transfer of cryogenic fluid from the reservoir tank to the receiving tank, the cryogenic fluid circulating on the one hand through the main supply line and on the other hand through the additional supply line.
  • the cryogenic fluid circulating in the additional supply line is cooled by the cooling unit, the temperature of the cooled cryogenic fluid being lower than that of the cryogenic fluid circulating in the main supply line. This has the effect of lowering the temperature of the cryogenic fluid loaded into the receiving tank, thus limiting the evaporation of the cryogenic fluid received in the receiving tank and ultimately making it possible to reduce the capacity of the treatment and/or consumption unit, whether said unit is on board a ship equipped with at least one receiving tank and/or installed on the terminal with the reservoir tank.
  • the cooling unit only cools the cryogenic fluid circulating in the additional supply line, the cryogenic fluid circulating in the main supply line not undergoing treatment by the cooling unit.
  • the additional supply line can be directly or indirectly connected to one or the other of the tanks. Indeed, the additional supply line can extend from one tank to another while being completely separate from the main supply line or can come from and/or come out at the level of the main supply line.
  • the cooling unit comprises a pipe in which the cryogenic fluid circulates and which connects the reservoir tank to the processing and/or consumption unit, the cooling unit comprising at least an expansion member, a heat exchanger and a compression device arranged in this order on the pipe, the heat exchanger exchanging calories between the cryogenic fluid circulating in the additional supply line and the pipe.
  • cryogenic fluid coming from the reservoir tank circulates in the pipe, this cryogenic fluid being expanded by the expansion device before circulating through the heat exchanger.
  • the cryogenic fluid circulating in the additional supply line transfers calories to the expanded cryogenic fluid also circulating in the heat exchanger, the cryogenic fluid circulating in the additional supply line then being cooled to a lower temperature than the cryogenic fluid flowing through the main supply line.
  • the cryogenic fluid circulating in the pipe and passing through the heat exchanger is heated and evaporated in the heat exchanger by capturing calories from the cryogenic fluid circulating in the additional supply line, then sucked and compressed by the compression device.
  • the compression device causes a vacuum in the heat exchanger, lowering the pressure of the cryogenic fluid present upstream of the compression device and downstream of the expansion device.
  • the pressure of the cryogenic fluid then passes from a pressure below atmospheric pressure to a pressure above atmospheric pressure thanks to the compression device, the cryogenic fluid compressed in the gaseous state then being sent to the processing unit and/or consumption.
  • the temperature of the cryogenic fluid circulating in the additional supply line decreases and becomes lower than the temperature of the cryogenic fluid circulating in the main supply line, in particular via the transmission of calories from the cryogenic fluid circulating in the additional supply line to the cryogenic fluid circulating in the pipe. It is understood that the temperature of the cryogenic fluid circulating in the additional supply line is lowered during the exchange of calories carried out in the heat exchanger.
  • the heat exchanger comprises at least a first pass constituting the drive and a second pass constituting the additional supply line, the expansion member being arranged upstream of the first past.
  • the cryogenic fluid circulating in the additional supply line also circulates through the second pass while the cryogenic fluid circulating in the conduit traverses the first pass.
  • cryogenic fluid circulating in the pipe is loosened before circulating in the first pass of the heat exchanger.
  • the compression device is installed on the pipe between the heat exchanger and the processing and/or consumption unit.
  • the cryogenic fluid is in the gaseous state between the first pass and the compressor.
  • the compression device draws in and then increases the pressure of the cryogenic fluid circulating in the pipe downstream of the first pass of the heat exchanger.
  • the heat exchange carried out in the heat exchanger takes place between the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the additional supply line and the two-phase cryogenic fluid circulating in the pipe. before its entry into the heat exchanger, the cryogenic fluid circulating in the pipe changing from the two-phase state to the gaseous state within the heat exchanger.
  • the first pass of the heat exchanger is configured to be subjected to a pressure below atmospheric pressure.
  • This level of pressure in the first pass is the consequence of the circulation restriction generated by the expansion device combined with the suction produced by the compression device, thus placing a vacuum in the volume of the pipe located between the expansion device. trigger and compression device.
  • the loading system is configured so that the temperature of the cryogenic fluid circulating in the additional supply line between the heat exchanger and the receiving vessel is lower by at least 2°C. at the temperature of the cryogenic fluid circulating in the main supply line.
  • the temperature difference between the cryogenic fluid circulating downstream of the second pass and the cryogenic fluid circulating in the main supply line is at least 5°C.
  • the temperature difference between the cryogenic fluid circulating downstream of the second pass and the cryogenic fluid circulating in the main supply line is at least 8°C.
  • the temperature reached by the cryogenic fluid circulating in the additional supply line makes it possible to lower the overall temperature of the cargo loaded into the receiving tank by around 0.5°C to 1°C. Such a lowering significantly limits the evaporation of the natural gas loaded into the receiving tank by the loading system according to the invention.
  • This advantage of the invention has the effect of being able to limit the liquefaction capacity of the evaporated cryogenic fluid by installing treatment and/or consumption units of smaller sizes.
  • the cooling circuit comprises a cryogenic fluid flow control valve positioned on the main supply line or on the additional supply line upstream of the expansion device.
  • the additional supply line and the pipe are connected to the main supply line.
  • the pipe comes from the additional supply line.
  • the reservoir tank comprising at least one pump configured to circulate the cryogenic fluid within the main supply line, the additional supply line and the pipe.
  • the loading system comprises a pipe for cryogenic fluid in the gaseous state connecting the reservoir tank to the pipe, the pipe being configured to convey the cryogenic fluid in the gaseous state from the tank reservoir to the treatment and/or consumption unit.
  • the present invention also relates to an assembly comprising a floating structure comprising the receiving tank, a loading terminal comprising the reservoir tank and a loading system according to any one of the characteristics listed in this document connecting the loading terminal to the floating structure.
  • the receiving tank comprises at least one bottom wall and one ceiling wall, the main supply line emerging closer to the bottom wall than to the ceiling wall.
  • the cryogenic fluid coming from the additional supply line mixes with the cryogenic fluid stored in the receiving vessel and participates in cooling the cryogenic fluid contained in the receiving vessel.
  • the present invention also relates to a method for loading a receiving vessel by a loading system according to any one of the preceding characteristics, during which a cryogenic fluid in the liquid state is conveyed through the main supply line and the line additional supply from a reservoir tank to the receiving tank, and during which the cryogenic fluid circulating in the additional supply line is cooled to a temperature lower than that of the cryogenic fluid circulating in the main supply line by expansion of the cryogenic fluid coming from the reservoir tank.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a loading system according to the invention and according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic representation of a loading system according to the invention and according to a second embodiment
  • FIG. 3 is a schematic representation of a loading system according to the invention and according to a third embodiment
  • FIG. 4 is a representation in perspective of the loading system according to figure 1 connecting a receiving tank of a floating structure to a reservoir tank of a loading terminal.
  • variants of the invention may be associated with each other, in various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive with respect to each other.
  • variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention. compared to the prior art.
  • upstream and downstream are understood according to a direction of circulation of a cryogenic fluid in the liquid, gaseous or two-phase state through the element concerned.
  • FIGS. 1 to 4 a loading system 1 configured to transfer a cryogenic fluid 3 from a reservoir tank 2 to a receiving tank 4.
  • the term “reservoir tank 2” is understood to mean a tank in which the cryogenic fluid is initially stored. 3, and by “receiving tank 4” a tank in which the cryogenic fluid 3 coming from the reservoir tank 2 is routed.
  • the reservoir tank 2 can, for example, be installed on a loading terminal 6, such as the quay of a port for example, and the tank receiver 4 fear for example wanders installed on a floating structure 8, such as a transport vessel for example, the floating structure 8 being close to the loading terminal 6 to load cryogenic fluid 3 from the reservoir tank 2 to the receiving tank 4 of said work.
  • a loading terminal 6 such as the quay of a port for example
  • the tank receiver 4 fear for example wanders installed on a floating structure 8, such as a transport vessel for example, the floating structure 8 being close to the loading terminal 6 to load cryogenic fluid 3 from the reservoir tank 2 to the receiving tank 4 of said work.
  • At least one of the tanks 2, 4, and advantageously the receiving tank 4, consists of sealed and thermally insulating layers 10 configured to maintain the cryogenic fluid 3 at a temperature below its vaporization temperature. , for example -163°C.
  • the receiving tank 4 and the reservoir tank 2 consist of connected layers 10 that are sealed and thermally insulating.
  • the cryogenic fluid 3 is for example liquid natural gas (LNG) which is in the liquid state at a temperature equal to or less than ⁇ 163° C. at atmospheric pressure.
  • LNG liquid natural gas
  • each tank 2, 4 comprises, for example, at least one sealed and thermally insulating primary space 12 in contact with the cryogenic fluid 3 contained in the tank 2, 4 and a secondary space 14 sealed and rhermiquemenr insulating enveloping the primary space 12 and generally supported by a supporting structure.
  • each vessel 2, 4 comprises a bottom wall 10a and a ceiling wall 10b, the cryogenic fluid 3 in the liquid state resting on the bottom wall 10a, and the cryogenic fluid in the gaseous state generally being found at the level of the ceiling wall 10b in a space referred to as the top of the tank 16 in the following description.
  • the cryogenic fluid 3 is transported through the loading system 1 to circulate from the reservoir tank 2 to the receiving tank 4.
  • the loading system 1 comprises at least one circulation element 17 of the cryogenic fluid 3 in the state liquid which connects the reservoir tank 2 to the receiving tank 4.
  • This circulation element 17 comprises at least one main supply line 18 which extends from the reservoir tank 2 to the receiving tank 4 between a line inlet 20 installed at the level the bottom wall 10a of the reservoir tank 2 and a line outlet 22 installed at the level of the bottom wall 10a of the receiving tank 4.
  • the loading system 1 comprises at least one pump 24 installed at the level of the line inlet 20 of the main supply line 18.
  • the pump 24 is configured to circulate the fluid cryogenic 3 from reservoir tank 2 to tank receiver 4 through at least the main supply line 18 of the loading system 1.
  • the pump 24 can cause an increase in the pressure of the cryogenic fluid flowing through the main supply line 18, the pressure of the cryogenic fluid which can wander above atmospheric pressure, up to 10 bars for example.
  • Part of the cryogenic fluid 3 generally evaporates when it arrives in the receiving vessel 4.
  • the cryogenic fluid in the gaseous state present in the receiving vessel 4 naturally moves towards the ceiling wall 10b and forms the vessel roof 16 of the receiving tank 4.
  • the loading system 1 comprises at least one treatment and/or consumption unit 26 for the cryogenic fluid in the gaseous state coming at least from the receiving vessel 4 and a return line 28 from the cryogenic fluid in the gaseous state which connects the receiving tank 4 to the processing and/or consumption unit 26.
  • the fluid return line 28 comprises a gas inlet 29 installed at the level of the ceiling wall 10b of the receiving vessel 4 so as to communicate aeraulicically with the vessel roof 16 of the vessel. receiver 4, and a gas outlet 30 installed at the level of the treatment and/or consumption unit 26.
  • the cryogenic fluid in the gaseous state present in the vessel head 16 of the receiver vessel 4 thus circulates receiver 4 to the treatment and/or consumption unit 26 through the return line 28 of fluid.
  • the treatment and/or consumption unit is a liquefaction unit 26 configured to change the cryogenic fluid from the gaseous state to the liquid state.
  • the liquefaction unit 26 includes a heat exchanger responsible for condensing the natural gas vapors captured in the head of the vessel 16.
  • the cryogenic fluid passes from the gaseous state to the liquid state.
  • the cryogenic fluid emerges from the liquefaction unit 26 in the liquid state, then circulates in a fluid return tube 32 emerging at the level of the bottom wall 10a of the reservoir tank 2.
  • the loading system 1 comprises at least one cooling unit 36 for the cryogenic fluid 3 circulating in the circulation element 17 towards the receiving vessel 4, the cold generated by the cooling unit 36 resulting from evaporation of the cryogenic fluid 3 coming from the reservoir tank 2.
  • the cooling unit 36 cools the cryogenic fluid 3 circulating in the supply line main 18 from the reservoir tank 2 to the receiving tank 4.
  • the cryogenic fluid 3 in the liquid state circulating in the main supply line 18 downstream of the cooling unit 36 has a temperature lower than the temperature of the cryogenic fluid 3 circulating in the main supply line 18 upstream of the cooling unit 36.
  • the loading system 1 comprises a pipe 44 connected to the treatment and/or consumption unit 26 and in which cryogenic fluid circulates, the pipe 44 being part of the cooling unit 36.
  • the pipe 44 is here connected to the main supply line 18 to extend to the processing and/or consumption unit 26.
  • the cooling unit 36 comprises at least one expansion device 46, a heat exchanger 48 and a compression device 50 arranged on the pipe 44.
  • the heat exchanger 48 of the cooling unit 36 comprises at least a first pass 52 constituting the conduit 44 and a second pass 54 constituting the main supply line 18. Configured in this way, the heat exchanger 48 exchange of calories between the cryogenic fluid circulating in the main supply line 18 and the cryogenic fluid circulating in the conduit 44, the exchange of calories between the cryogenic fluid circulating in the main supply line 18 and the cryogenic fluid circulating in the pipe 44 being realized in particular at the level of the first and second passes 52, 54 of the heat exchanger 48.
  • the temperature of the cryogenic fluid circulating in the main supply line 18 downstream of the second pass 54 of the heat exchanger 48 is lower by at least 2° C. than the temperature of the cryogenic fluid circulating in the main supply line 18 upstream of the second pass 54 of the heat exchanger 48.
  • the temperature difference between the cryogenic fluid circulating in the supply line main 18 downstream of the second pass 54 of the heat exchanger 48 and the cryogenic fluid circulating in the pipe 44 is at least 8°C.
  • the expansion member 46 of the cooling unit 36 is installed upstream of the first pass 52 on the pipe 44.
  • the cryogenic fluid in the liquid state which feeds the first pass 52 undergoes an expansion, that is to say a reduction in its pressure before joining the first pass 52, causing a change of state of the cryogenic fluid, thus passing from a liquid state to a state diphasic where part of the cryogenic fluid is in the liquid state and another part in the gaseous state.
  • the cryogenic fluid in the liquid state circulating through the second pass 54 of the heat exchanger 48 joins this second pass 54 without having undergone any modification of its pressure or its temperature other than that related pumping itself.
  • this heat exchanger 48 is configured to carry out a heat exchange between cryogenic fluid in the released gaseous state and cryogenic fluid in the non-released liquid state.
  • cryogenic fluid fear wanders released at a pressure below atmospheric pressure, causing the cryogenic fluid to pass from a pressure of at most 10 bars upstream of the expansion member 46 to a pressure of 0.5 bar between the expansion device 46 and the compression device 50.
  • the difference in pressure, and therefore in temperature, between the cryogenic fluid in the gaseous state circulating in the first pass 52 and the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the second pass 54 causes the cooling of the cryogenic fluid at the liquid state circulating in the second pass 54 and the evaporation of the cryogenic fluid in the two-phase state entering the first pass 52.
  • An outlet orifice of the second pass 54 of the heat exchanger 48 is fluidly connected to the receiving vessel 4 so that the cryogenic fluid in the liquid state cooled by its passage through the second pass 54 of the heat exchanger of heat 48 can circulate towards the receiving tank 4. It is understood that injecting cryogenic fluid in the liquid state thus cooled contributes to lowering the temperature of the cargo sent to the receiving tank 4, thus limiting the phenomenon of evaporation cryogenic fluid 3 contained in the receiving tank 4. As described above, the cryogenic fluid circulating downstream of the first pass 52 of the heat exchanger 48 is in the gaseous state.
  • the compression device 50 is advantageously installed on the pipe 44 downstream of the heat exchanger 48 and upstream of the liquefaction unit 26.
  • the cryogenic fluid in the gaseous state leaving the first pass 52 of the heat exchanger of heat 48 is sucked by the compression device 50 into the pipe 44.
  • the suction of the cryogenic fluid in the gaseous state causes a depression of the volume of the circuit located between an outlet of the expansion member 46 and an inlet of the device of compression 50.
  • the pressure of the cryogenic fluid in this portion of the circuit is between 0.5 bar and 0.35 bar, absolute pressure.
  • the compression device 50 is configured to compress the cryogenic fluid in the gaseous state. It is understood by “compressing” that the pressure of the cryogenic fluid is increased by the compression device 50, causing the cryogenic fluid to pass in the gaseous state from a pressure of 0.35 bar, for example, to a pressure sufficient for the cryogenic fluid to reach the processing and/or consumption unit 26.
  • the conduit 44 fluidically connects the compression device 50 to the treatment and/or consumption unit 26 so that the cryogenic fluid in the compressed gaseous state can flow towards the treatment and/or consumption unit 26.
  • the processing and/or consumption unit 26 is a liquefaction unit 26, as represented for example in FIG. 1, the cryogenic fluid in the compressed gaseous state is then liquefied in the liquefaction unit 26, by decreasing the temperature of the cryogenic fluid.
  • the loading system 1 may comprise a pipe 56 of cryogenic fluid in the gaseous state connecting the reservoir tank 2 to the pipe 44, the pipe 56 being configured to convey the cryogenic fluid in the gaseous state from the tank tank 2 to the processing and/or consumption unit 26.
  • the pipe 56 extends from the ceiling wall 10b of the reservoir tank 2, thus connecting the top of the tank 16 of the reservoir tank 2 to lead it 44, the pipe 56 opening downstream of the compression device 50 and upstream of the liquefaction unit 26.
  • the cryogenic fluid 3 evaporating in the reservoir tank 2 thus passing from a liquid state to a gaseous state, circulates in the pipe 56 then in part of the pipe 44 towards the treatment and/or consumption unit 26.
  • the fluid cryogenic in the gaseous state coming from the reservoir tank 2 and circulating in the pipe 56 mixes with the cryogenic fluid in the gaseous state circulating in the pipe 44 and then wanders liquefied in the unit of treatment and / or consumption 26.
  • the circulation element 17 comprises at least one additional supply line 34 of the cryogenic fluid in the liquid state separate from the main supply line 18 and which fluidically connects the reservoir tank 2 to the receiving tank 4.
  • the cooling unit 36 cools the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34, the cold generated by the cooling unit 36 resulting from evaporation of the cryogenic fluid 3 coming from the reservoir tank 2.
  • the additional supply line 34 comprises a first portion 38 upstream of the cooling unit 36 and a second portion 40 downstream of the cooling unit 36.
  • the cryogenic fluid circulating through the second portion 40 of the supply line additional supply 34 has a temperature lower than the temperature of the cryogenic fluid circulating in the main supply line 18.
  • the loading system 1 may include a cryogenic fluid flow control valve 42 positioned on the main supply line 18. More specifically, the control valve 42 is installed downstream of the intersection between the first portion 38 of the additional supply line 34 and controls the flow of cryogenic fluid circulating through the main supply line 18. It is understood that the control valve 42 can block the circulation of the cryogenic fluid in the liquid state through the pipe d main supply 18 downstream of the control valve 42, all of the cryogenic fluid sent by the pump 24 into the main supply line 18 upstream of the control valve 42 thus passing through the additional supply line 34. In other words, the control valve 42 can guide all of the cryogenic fluid to the additional supply line 34 or only part of it.
  • the loading system comprises a control valve 42 for the flow rate of the cryogenic fluid positioned on the additional supply line 18. More specifically, the control valve 42 is installed on the first portion 38 of the additional supply line 34 and controls the flow rate of the cryogenic fluid circulating through the additional supply line 34.
  • Line 44 is here connected to additional supply line 34 to extend to processing and/or consumption unit 26. More specifically, line 44 extends from first portion 38 of line additional supply 34, between the control valve 42 and the cooling unit 36, and the liquefaction unit 26.
  • the additional supply line 34 and the pipe 44 are connected to the main supply line 18, the cryogenic fluid being circulated through the main supply line 18, the line additional supply line 34 and line 44 by pump 24 installed at line inlet 20 of main supply line 18.
  • the supply line additional supply line 34 emerges into the main supply line 18 downstream of the control valve 42.
  • the additional supply line 34 can emerge at the level of the bottom wall 10a of the receiving vessel 4 without thereby departing from the frame of the invention.
  • the first pass 52 of the heat exchanger 48 is here constitutive of the pipe 44 and the second pass 54 is itself constitutive of the additional supply line 34. Configured in this way, the heat exchanger 48 exchanges calories between the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34 and the cryogenic fluid circulating in the pipe 44, the exchange of calories between the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34 and the cryogenic fluid circulating in the pipe 44 being carried out in particular at the level of the first and second passes 52, 54 of the heat exchanger 48.
  • the calories exchanged between the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34 and the cryogenic fluid circulating in the pipe 44 cause the reduction the temperature of the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34, the cryogenic fluid circulating in the supply line additional entation 34 yielding calories for the benefit of the cryogenic fluid circulating in the pipe 44.
  • the temperature of the cryogenic fluid flowing in the additional supply line 34 downstream of the second pass 54 is lower by at least 2° C. than the temperature of the cryogenic fluid circulating in the main supply line 18.
  • the temperature difference between the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34 downstream of the second pass 54 and the cryogenic fluid circulating in the additional supply line 34 upstream of the second pass 54 is at least 8°C.
  • the main supply line 18, the additional supply line 34 and the pipe 44 each open independently into the reservoir tank 2.
  • the main supply line 18, the additional supply line 34 and the pipe 44 then each comprise a pump 24 installed at their respective inlets forcing the circulation of the cryogenic fluid 3 through each of the supply lines 18, 34 and the pipe 44.
  • only the main 18 and additional 34 supply lines can extend from the reservoir tank 2, the pipe 44 being able to be connected to the additional supply line 34 as described above.
  • processing and/or consumption unit 26 is a device for consuming natural gas in the gaseous state, as more particularly visible on the face
  • the processing and/or consumption unit 26 is a device for consuming natural gas in the gaseous state, that is to say that the consumption device 26 uses natural gas in a gaseous state as fuel.
  • the natural gas in the gaseous state supplying the consumption device 26 comes from the top of the tank 16 of the receiving tanks 4 and tank 2.
  • the gas outlet 30 of the return line 28 emerges here at the level of the pipe 44, between the compression device 50 and the machine of consumption 26.
  • the natural gas in the gaseous state flowing in the return line 28 to the consumption device 26 thus mixes with the natural gas in the compressed gaseous state flowing in the pipe 44 downstream of the compression member 50 and the pipe 56 to the consumption device 26.
  • the latter uses the mixture of natural gas in the gaseous state coming from the pipe 44 as fuel to operate.
  • the return tube 32 can be equipped with a pumping device 58 at its end opening into the reservoir tank 2, the pumping device 58 being configured to force the circulation of natural gas in the liquid state in the return tube 32 to the consumption device 26.
  • the consumption device 26 can be supplied with natural gas in the liquid state coming from the reservoir tank 2 through the return 32 and/or by gaseous natural gas coming from line 44.
  • the invention also relates to a method for loading the receiving vessel 4 by the loading system 1, the method comprising at least one step which can be carried out in addition to other already existing cryogenic fluid loading methods if the means used work permit.
  • the cryogenic fluid 3 in the liquid state is conveyed through the main supply line 18 and through the additional supply line 34 from the reservoir tank 2 to the receiving tank 4.
  • the pump 24 installed at the level of the line inlet 20 of the main supply line 18 draws in the cryogenic fluid 3 in the liquid state present in the reservoir tank 2 and injects it into the main supply line 18, can increase its pressure from 1 bar to 10 bars.
  • the cryogenic fluid in the liquid state then advantageously circulates for the most part in the main supply line 18 directly towards the bottom wall 10a of the receiving vessel 4, the flow rate of cryogenic fluid within this part being controlled by the valve control 42.
  • part of the cryogenic fluid in the liquid state branches off into the first portion 38 of the additional supply line 34.
  • the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the first portion 38 of the supply line additional supply 34 is distributed again so that a part circulates towards the second pass 54 of the heat exchanger 48 and that another part goes through the pipe 44 towards the expansion device 46.
  • the cryogenic fluid at the liquid state circulating in line 44 is then expanded by passing through expansion member 46, its pressure passing for example to 0.5 bar, causing the cryogenic fluid to pass from a liquid state to a two-phase state, as explained earlier in the description above.
  • the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the first portion 38 of the additional supply line 34 towards the receiving vessel 4 passes through the second pass 54 of the heat exchanger 48.
  • the cryogenic fluid in the diphasic state circulating in line 44 downstream of expansion member 46 passes through first pass 52 of heat exchanger 48.
  • the cryogenic fluid in the liquid state circulating in second pass 54 exchanges calories with the cryogenic fluid in the two-phase state circulating in the first pass 52. More specifically, the cryogenic fluid in the liquid state yields calories to the benefit of the cryogenic fluid in the two-phase state.
  • the temperature of the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the second pass 54 of the heat exchanger 48 drops while the temperature of the cryogenic fluid in the biphasic state circulating in the first pass 52 of the heat exchanger 48 increases, changing it from a two-phase state to a gaseous state.
  • the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the additional supply line 34 is cooled down to a temperature lower than that of the cryogenic fluid in the liquid state circulating in the main supply line 18 thanks to the expansion of the fluid.
  • cryogenic coming from the reservoir tank 2 and circulating in the pipe 44 through the expansion device 46.
  • the cryogenic fluid in the cooled liquid state then circulates towards the main supply line 18 downstream of the control valve 42 then , through the main supply line 18, to the bottom wall 10a of the receiving vessel 4.
  • the cryogenic fluid in the gaseous state circulates towards the compression device 50, the latter compressing it and increasing its pressure, causing it to pass for example from 0.35 bar to a pressure compatible with the operation of the liquefaction unit 26.
  • the cryogenic fluid in the compressed gaseous state then circulates through the pipe 44 towards treatment and/or consumption unit 26 by mixing with the cryogenic fluid in the gaseous state coming from the pipe 56.
  • the cryogenic fluid in the gaseous state is then liquefied in the liquefaction unit 26 then returns to the bottom of the reservoir tank 2 in particular through the return tube 32, or consumed by the consumption device 26.
  • the invention cannot however be limited to the means and configurations described and illustrated here. It also extends to any equivalent means or configuration and to any technical combination using such means.
  • the connections between the main supply line 18, the additional supply line 34 and the conduit 44 can vary, as mentioned earlier in the description above.
  • the pressure values indicated above are not strictly limiting and may vary substantially as long as this contributes to the proper functioning of the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

La présente invention a pour principal objet un système de chargement (1) configuré pour transférer un fluide cryogénique (3) d'une cuve réservoir (2) vers une cuve réceptrice (4), le système de chargement (1) comprenant au moins un élément de circulation (17) du fluide cryogénique (3) à l'état liquide qui relie la cuve réservoir (2) à la cuve réceptrice (4), une unité de traitement et/ou de consommation (26) du fluide cryogénique (3) à l'état gazeux issu au moins de la cuve réceptrice (4) et une ligne de retour (28) du fluide cryogénique à l'état gazeux qui relie la cuve réceptrice (4) à l'unité de traitement et/ou de consommation (26), caractérisé en ce que le système de chargement (1) comprend au moins une unité de refroidissement (36) du fluide cryogénique (3) circulant vers la cuve réceptrice (4) dans l'élément de circulation (17), le froid généré par l'unité de refroidissement (36) résultant d'une évaporation du fluide cryogénique (3) provenant de la cuve réservoir (2).

Description

DESCRIPTION
Titre : Système de chargement de gaz naturel liquide.
La présente invention s’inscrit dans le domaine des systèmes de chargement de gaz naturel liquide (GNL), et plus particulièrement les systèmes de chargement de gaz naturel d’une cuve équipant un ouvrage flottant.
Le gaz naturel liquide est généralement stocké dans une cuve réservoir, avant d’être chargé dans une cuve réceptrice d’un ouvrage flottant. Le gaz naturel liquide est maintenu à une température suffisamment basse permettant de le maintenir sous forme liquide à pression atmosphérique dans chacune des cuves. Il est connu de transférer le gaz naturel liquide de la cuve réservoir vers la cuve réceptrice grâce un système de chargement.
Un tel système de chargement comprend au moins une ligne d’alimentation par laquelle le gaz naturel liquide circule de la cuve réservoir vers la cuve réceptrice. Lorsque le gaz naturel liquide arrive dans la cuve réceptrice, un écart de température entre la température du fluide et la température à l'intérieur de la cuve réceptrice entraîne une évaporation d’une partie du gaz naturel. De plus, le gaz naturel liquide peur erre chauffé par exemple lors de son passage à travers une pompe disposée sur la ligne d’alimentation et forçant la mise en mouvement du gaz naturel liquide dans la ligne d’alimentation, et/ou encore par des infil trations thermiques dans le système de chargemenr, favorisant alors son évaporation lors de son arrivée dans la cuve réceptrice. Il est connu d’équiper de tels systèmes de chargemenr d’un système de traitement et/ou de consommation du gaz naturel évaporé. Ces systèmes de chargemenr comprennent une ligne de retour de gaz et une unité de traitement et/ou de consommation du gaz naturel évaporé, le gaz évaporé dans la cuve réceptrice circulant depuis la cuve réceptrice vers l’unité de traitement et/ou de consommation à travers la ligne de retour de gaz. L’unité de traitement et/ou de consommation peuvent par exemple erre une unité de liquéfaction faisant passer le gaz naturel évaporé sous forme liquide, le gaz naturel liquide produit étant ensuite remis en circulation vers la cuve réservoir, limitant ainsi la perte de gaz naturel sous forme gazeuse.
L’uniré de traitement et/ou de consommation utilisée dans de tels systèmes de chargement est ainsi dimensionnée pour traiter un volume de gaz naturel sous forme gazeuse déterminé par les caractéristiques techniques de la cuve réceptrice. Ce volume étant important, l’unité de traitement et/ou de consommation comprend des moyens techniques volumineux, coûteux et consommateur d’énergie.
Dans ce contexte, la présente invention propose un système de chargement permettant de charger du gaz naturel liquide refroidi d’une cuve réservoir vers une cuve réceptrice tout en réduisant la quantité de gaz naturel sous forme gazeuse générée pendant le chargement de la cuve réceptrice, et durant le transport de la cuve réceptrice vers son lieu de déchargement, ce qui permet de réduire la capacité des unités de reliquéfaction embarquées sur le navire comportant au moins une cuve réceptrice.
La présente invention a pour principal objet un système de chargement configuré pour transférer un fluide cryogénique d’une cuve réservoir vers une cuve réceptrice, le système de chargement comprenant au moins un élément de circulation du fluide cryogénique à l’état liquide qui relie la cuve réservoir à la cuve réceptrice, une unité de traitement et/ou de consommation du fluide cryogénique à l’état gazeux issu au moins de la cuve réceptrice et une ligne de retour du fluide cryogénique à l’état gazeux qui relie la cuve réceptrice à l’unité de traitement et/ou de consommation, caractérisé en ce que le système de chargement comprend au moins une unité de refroidissement du fluide cryogénique circulant vers la cuve réceptrice dans l’élément de circulation, le froid généré par l’unité de refroidissement résultant d’une évaporation du fluide cryogénique provenant de la cuve réservoir.
Le système de chargement assure le transfert de fluide cryogénique de la cuve réservoir vers la cuve réceptrice, le fluide cryogénique circulant à travers l’élément de circulation. Le fluide cryogénique circulant dans l’élément de circulation est refroidi par l’unité de refroidissement, la température du fluide cryogénique refroidi étant inférieure à celle du fluide cryogénique circulant dans l’élément de circulation en amont de l’unité de refroidissement. Cela a pour effet d’abaisser la température du fluide cryogénique chargé dans la cuve réceptrice, limitant ainsi l’évaporation du fluide cryogénique reçu dans la cuve réceptrice et permettant in fine de réduire la capacité de l’unité de traitement et/ou de consommation, que ladite unité soit embarquée sur un navire équipé d’au moins une cuve réceptrice et/ou installée sur le terminal avec la cuve réservoir. Le froid utilisé pour abaisser la température du fluide cryogénique circulant dans l’élément de circulation provient de l’évaporation d’une partie de fluide cryogénique provenant de la cuve réservoir. Plus précisément, cette partie de fluide cryogénique est détendue, c’est-à-dire que la pression de cette partie de fluide cryogénique est abaissée, de sorte qu’elle abaisse la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle.
On comprend donc ici que le système de chargement a pour première fonction de transférer du fluide cryogénique d’une cuve à l’aurre tour en le refroidissanr afin de limiter de façon astucieuse l’évaporation dudit fluide cryogénique une fois transféré dans la cuve réceptrice. Il découle de cela que la quantité de fluide cryogénique contenu dans la cuve réservoir va diminuer au fur et à mesure du transfert de fluide cryogénique réalisé par le système de chargement au profit de la quantité de fluide cryogénique contenue dans la cuve réceptrice. Le système de chargement entraîne ainsi une modification de la quantité de fluide cryogénique contenue dans chacune des cuves, la cuve réservoir voyant sa quantité de fluide diminuée tandis que celle de la cuve réceptrice augmente.
La diminution de température du fluide cryogénique envoyé vers la cuve réceptrice limite l’évaporation du fluide cryogénique contenu dans la cuve réceptrice. En effet, grâce à l’unité de refroidissement, la température du fluide cryogénique transféré dans la cuve réceptrice est diminuée par rapport à la température du fluide cryogénique contenu dans la cuve réservoir.
Par ailleurs, on comprend par « unité de traitement et/ou de consommation » une unité pouvant soir modifiée la température, la pression et/ou l'état du gaz naturel circulant au travers, soir utiliser le gaz naturel pour produire une énergie, par exemple thermique ou mécanique, soir les deux à la fois. L’unité de traitement peur erre par exemple une unité de liquéfaction, un organe de compression, tandis que l’unité de consommation peur erre par exemple un moteur utilisant par exemple le gaz naturel comme carburant.
De plus, la cuve réservoir et la cuve réceptrice peuvent erre, l’une et/ou l'autre, un type de cuve choisi parmi un réservoir terrestre de fluide cryogénique, une cuve de transport installée sur un navire, une cuve de réservoir en carburant d’un navire de transport de personnes et/ou de marchandises, une plateforme gravitaire, une unité flottante de stockage de fluide cryogénique ou une unité flottante de stockage et de regazéification de fluide cryogénique.
Selon une caractéristique optionnelle de l'invention, la cuve réservoir est un réservoir terrestre ou une plateforme gravitaire tandis que la cuve réceptrice est une cuve de transport installé sur un navire ou une cuve de réservoir de carburant d’un navire de transport de personnes et/ou de marchandises.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la cuve réservoir est une unité flottante de stockage de fluide cryogénique tandis que la cuve réceptrice est une cuve de transport installé sur un navire.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la cuve réservoir est une cuve de transport installé sur un navire tandis que la cuve réceptrice est une cuve de réservoir de carburant d’un navire de transport de personnes et/ou de marchandises.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la cuve réservoir est une cuve de transport installé sur un navire tandis que la cuve réceptrice est une unité flottante de stockage et de regazéification de fluide cryogénique.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’élément de circulation comprend une ligne d’alimentation principale du fluide cryogénique à l’état liquide qui relie la cuve réservoir à la cuve réceptrice, l’unité de refroidissement refroidissant le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation principale.
On comprend que le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale depuis la cuve réservoir vers la cuve réceptrice est refroidi par l’unité de refroidissement.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’élément de circulation comprend une ligne d’alimentation principale du fluide cryogénique à l’état liquide qui relie la cuve réservoir à la cuve réceptrice et au moins une ligne d’alimentation additionnelle du fluide cryogénique à l’état liquide provenant de la cuve réservoir et circulant vers la cuve réceptrice, l’unité de refroidissement refroidissant le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle.
Le système de chargement assure le transfert de fluide cryogénique de la cuve réservoir vers la cuve réceptrice, le fluide cryogénique circulant d’une part à travers la ligne d’alimentation principale et d’autre part à travers la ligne d’alimentation additionnelle. Le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle est refroidi par l’unité de refroidissement, la température du fluide cryogénique refroidi étant inférieure à celle du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale. Cela a pour effet d’abaisser la température du fluide cryogénique chargé dans la cuve réceptrice, limitant ainsi l'évaporation du fluide cryogénique reçu dans la cuve réceptrice et permettant in fine de réduire la capacité de l’unité de traitement et/ou de consommation, que ladite unité soit embarquée sur un navire équipé d’au moins une cuve réceptrice et/ ou installée sur le terminal avec la cuve réservoir.
Avantageusement, l’unité de refroidissement ne refroidit que le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle, le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale ne subissant pas de traitement par l’unité de refroidissement.
On comprend que la ligne d’alimentation additionnelle peut être directement ou indirectement reliée à l’une ou l’autre des cuves. En effet, la ligne d’alimentation additionnelle peut s’étendre d’une cuve à l’autre en étant totalement distincte de la ligne d’alimentation principale ou peut être issue et/ou débouché au niveau de la ligne d’alimentation principale.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, l’unité de refroidissement comprend une conduite dans laquelle circule du fluide cryogénique et qui relie la cuve réservoir à l’unité de traitement et/ou de consommation, l’unité de refroidissement comprenant au moins un organe de détente, un échangeur de chaleur et un dispositif de compression disposés dans cet ordre sur la conduite, l’échangeur de chaleur échangeant des calories entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle et la conduite.
Plus précisément, le fluide cryogénique provenant de la cuve réservoir circule dans la conduite, ce fluide cryogénique étant détendu par l’organe de détente avant de circuler à travers l’échangeur de chaleur. Lorsqu’il traverse l’échangeur de chaleur, le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle cède des calories au fluide cryogénique détendu circulant également dans l’échangeur de chaleur, le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle étant alors refroidi à une température inférieure à celle du fluide cryogénique circulant à travers la ligne d’alimentation principale.
En d’autres termes, le fluide cryogénique circulant dans la conduite et traversant l’échangeur de chaleur est réchauffé et évaporé dans l’échangeur de chaleur par captation de calories provenant du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle, puis aspiré et compressé par le dispositif de compression. Lors de l’aspiration, le dispositif de compression provoque une dépression dans l’échangeur de chaleur, abaissant la pression du fluide cryogénique présent en amont du dispositif de compression et en aval de l’organe de détente. La pression du fluide cryogénique passe par la suite d’une pression inférieure à la pression atmosphérique à une pression supérieure à la pression atmosphérique grâce au dispositif de compression, le fluide cryogénique compressé à l'état gazeux étant alors envoyé vers l’unité de traitement et/ou de consommation.
Par ailleurs, c’est au sein de l’échangeur de chaleur que la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle diminue et devient inférieure à la température du fluide cryogénique circulant dans la conduire d’alimentation principale, notamment par la transmission des calories du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle vers le fluide cryogénique circulant dans la conduire. On comprend que la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d'alimentation additionnelle est abaissée lors de l’échange de calories réalisé dans l’échangeur de chaleur.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention, l’échangeur de chaleur comprend au moins une première passe constitutive de la conduire et une deuxième passe constitutive de la ligne d'alimentation additionnelle, l’organe de détente étant disposé en amont de la première passe. En d’autres termes, le fluide cryogénique circulant dans la ligne d'alimentation additionnelle circule également à travers la deuxième passe tandis que le fluide cryogénique circulant dans la conduire parcourt la première passe.
On comprend que dans cette configuration, le fluide cryogénique circulant dans la conduire est dérendu avant de circuler dans la première passe de l’échangeur de chaleur.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention, le dispositif de compression est installé sur la conduire entre l’échangeur de chaleur et l’unité de traitement et/ou de consommation.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention, le fluide cryogénique est à l'état gazeux entre la première passe et le compresseur.
Le dispositif de compression aspire puis augmente la pression du fluide cryogénique circulant dans la conduire en aval de la première passe de l’échangeur de chaleur.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention, l’échange de chaleur réalisé dans l’échangeur de chaleur se fait entre le fluide cryogénique à l'état liquide circulant dans la ligne d'alimentation additionnelle et le fluide cryogénique diphasique circulant dans la conduire avant son entrée dans l’échangeur de chaleur, le fluide cryogénique circulant dans la conduite passant de l’état diphasique à l’état gazeux au sein de l’échangeur de chaleur.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la première passe de l’échangeur de chaleur est configurée pour être soumise à une pression inférieure à la pression atmosphérique.
Ce niveau de pression dans la première passe est la conséquence de la restriction de circulation générée par l’organe de détente combiné à l’aspiration réalisée par le dispositif de compression, mettant ainsi en dépression le volume de la conduite situé entre l’organe de détente et le dispositif de compression.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le système de chargement est configuré pour que la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle entre l’échangeur de chaleur et la cuve réceptrice soit inférieure d’au moins 2°C à la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale. Préférentiellement, la différence de température entre le fluide cryogénique circulant en aval de la deuxième passe et le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale est d’au moins 5°C.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la différence de température entre le fluide cryogénique circulant en aval de la deuxième passe et le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale est d’au moins 8°C.
La température atteinte par le fluide cryogénique qui circule dans la ligne d’alimentation additionnelle permet d’abaisser la température globale de la cargaison chargée dans la cuve réceptrice de l’ordre de 0,5°C à 1°C. Un tel abaissement limite signifîcativement l’évaporation du gaz naturel chargé dans la cuve réceptrice par le système de chargement selon l’invention. Cet avantage de l’invention a pour effet de pouvoir limiter la capacité de liquéfaction du fluide cryogénique évaporé en installant des unités de traitement et/ou de consommation de plus petites tailles.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le circuit de refroidissement comprend une vanne de contrôle du débit du fluide cryogénique positionnée sur la ligne d’alimentation principale ou sur la ligne d’alimentation additionnelle en amont de l’organe de détente. Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la ligne d’alimentation additionnelle et la conduite sont raccordées à la ligne d’alimentation principale.
Selon une alternative, la conduite est issue de la ligne d’alimentation additionnelle.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la cuve réservoir comprenant au moins une pompe configurée pour mettre en circulation le fluide cryogénique au sein de la ligne d’alimentation principale, de la ligne d’alimentation additionnelle et de la conduite.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, le système de chargement comprend une canalisation de fluide cryogénique à l’état gazeux reliant la cuve réservoir à la conduite, la canalisation étant configuré pour acheminer le fluide cryogénique à l’état gazeux de la cuve réservoir vers l’unité de traitement et/ou de consommation.
La présente invention a également pour objet un ensemble comprenant un ouvrage flottant comprenant la cuve réceptrice, un terminal de chargement comprenant la cuve réservoir et un système de chargement selon l’une quelconque des caractéristiques listées dans le présent document reliant le terminal de chargement à l’ouvrage flottant.
Selon une autre caractéristique optionnelle de l’invention, la cuve réceptrice comprend au moins une paroi de fond et une paroi de plafond, la ligne d’alimentation principale débouchant plus proche de la paroi de fond que de la paroi de plafond.
Dans cette configuration, le fluide cryogénique provenant de la ligne d’alimentation additionnelle se mélange au fluide cryogénique stocké dans la cuve réceptrice et participe à refroidir le fluide cryogénique contenu dans la cuve réceptrice.
La présente invention concerne également un procédé de chargement d’une cuve réceptrice par un système de chargement selon l’une quelconque caractéristiques précédentes, durant lequel on achemine un fluide cryogénique à l’état liquide à travers la ligne d’alimentation principale et la ligne d’alimentation additionnelle depuis une cuve réservoir vers la cuve réceptrice, et au cours duquel on refroidit le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle à une température inférieure à celle du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale par détente du fluide cryogénique provenant de la cuve réservoir. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[Fig. 1] est une représentation schématique d’un système de chargement selon l’invention et selon un premier mode de réalisation ;
[Fig. 2] est une représentation schématique d’un système de chargement selon l’invention et selon un deuxième mode de réalisation ;
[Fig. 3] est une représentation schématique d’un système de chargement selon l’invention et selon un troisième mode de réalisation ;
[Fig. 4] est une représentation en perspective du système de chargement selon la figure 1 reliant une cuve réceptrice d’un ouvrage flottant à une cuve réservoir d’un terminal de chargement.
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure oit elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
Dans la suite de la description, les termes « amont » et « aval » s’entendent selon un sens de circulation d’un fluide cryogénique à l’état liquide, gazeux ou diphasique à travers l’élément concerné.
Sur les figures 1 à 4 est représenté un système de chargement 1 configuré pour transférer un fluide cryogénique 3 d’une cuve réservoir 2 vers une cuve réceptrice 4. On comprend par « cuve réservoir 2 » une cuve dans laquelle est initialement stocké le fluide cryogénique 3, et par « cuve réceptrice 4 » une cuve dans laquelle est acheminé le fluide cryogénique 3 provenant de la cuve réservoir 2.
Tel qu’illustré plus particulièrement sur la figure 4, la cuve réservoir 2 peut, par exemple, être installée sur un terminal de chargement 6, tel que le quai d’un port par exemple, et la cuve réceptrice 4 peur par exemple erre installée sur un ouvrage flottant 8, tel qu’un navire de transport par exemple, l’ouvrage flottant 8 étant proche du terminal de chargement 6 pour charger du fluide cryogénique 3 depuis la cuve réservoir 2 vers la cuve réceptrice 4 dudit ouvrage.
Tel qu’illustré sur la figure 1, au moins une des cuves 2, 4, et avantageusement la cuve réceptrice 4, est constituée de couches 10 étanches et thermiquement isolantes configurées pour maintenir le fluide cryogénique 3 à une température inférieure à sa température de vaporisation, par exemple - 163°C. Préférentiellement, la cuve réceptrice 4 et la cuve réservoir 2 sont constituées de relies couches 10 étanches et thermiquement isolantes. Le fluide cryogénique 3 est par exemple du gaz naturel liquide (LNG) qui est à l'état liquide à une température égale ou inférieure à -163°C à pression atmosphérique.
Pour maintenir le fluide cryogénique 3 à une température la plus basse possible, chaque cuve 2, 4 comprend, par exemple, au moins un espace primaire 12 étanche et thermiquement isolant en contact avec le fluide cryogénique 3 contenu dans la cuve 2, 4 et un espace secondaire 14 étanche et rhermiquemenr isolant enveloppant l’espace primaire 12 et généralement soutenu par une structure porteuse.
Par ailleurs, chaque cuve 2, 4 comprend une paroi de fond 10a et une paroi de plafond 10b, le fluide cryogénique 3 à l'état liquide reposant sur la paroi de fond 10a, et le fluide cryogénique à l'état gazeux se retrouvant généralement au niveau de la paroi de plafond 10b dans un espace dénommé ciel de cuve 16 dans la suite de la description.
Le fluide cryogénique 3 est transporté à travers le système de chargement 1 pour circuler de la cuve réservoir 2 vers la cuve réceptrice 4. Pour cela, le système de chargement 1 comprend au moins un élément de circulation 17 du fluide cryogénique 3 à l'état liquide qui relie la cuve réservoir 2 à la cuve réceptrice 4. Cet élément de circulation 17 comprend au moins une ligne d'alimentation principale 18 qui s’étend depuis la cuve réservoir 2 vers la cuve réceptrice 4 entre une entrée de ligne 20 installée au niveau la paroi de fond 10a de la cuve réservoir 2 et une sortie de ligne 22 installée au niveau de la paroi de fond 10a de la cuve réceptrice 4.
Tel qu’illustré sur la figure 1, le système de chargement 1 comprend au moins une pompe 24 installée au niveau de l'entrée de ligne 20 de la ligne d’alimentation principale 18. La pompe 24 est configurée pour mettre en circulation le fluide cryogénique 3 de la cuve réservoir 2 vers la cuve réceptrice 4 à travers au moins la ligne d’alimen ration principale 18 du système de chargement 1. Par ailleurs, la pompe 24 peur entraîner une augmentation de la pression du fluide cryogénique circulant à travers la ligne d’alimentation principale 18, la pression du fluide cryogénique pouvant erre supérieure à la pression atmosphérique, jusqu’à 10 bars par exemple.
Une partie du fluide cryogénique 3 s’évapore généralement lors de son arrivée dans la cuve réceptrice 4. Le fluide cryogénique à l'état gazeux présent dans la cuve réceptrice 4 se déplace naturellement vers la paroi de plafond 10b et forme le ciel de cuve 16 de la cuve réceptrice 4.
Pour optimiser la quantité de fluide cryogénique stocké, le système de chargement 1 comprend au moins une unité de traitement et/ou de consommation 26 du fluide cryogénique à l'état gazeux issu au moins de la cuve réceptrice 4 et une ligne de retour 28 du fluide cryogénique à l'état gazeux qui relie la cuve réceptrice 4 à l’unité de traitement et/ou de consommation 26.
Tel qu’illustré sur la figure 1, la ligne de retour 28 de fluide comprend une entrée de gaz 29 installée au niveau de la paroi de plafond 10b de la cuve réceptrice 4 de sorte à communiquer aérauliquemenr avec le ciel de cuve 16 de la cuve réceptrice 4, et une sortie de gaz 30 installée au niveau de l’unité de traitement et/ou de consommation 26. Le fluide cryogénique à l’état gazeux présent dans le ciel de cuve 16 de la cuve réceptrice 4 circule ainsi depuis la cuve réceptrice 4 vers l’uniré de traitement et/ou de consommation 26 à travers la ligne de retour 28 de fluide.
Selon un premier mode de réalisation et tel qu’illusrré sur la figure 1, l’uniré de traitement et/ou de consommation est une unité de liquéfaction 26 configurée pour faire passer le fluide cryogénique de l’état gazeux à l'état liquide. Généralement, l’uniré de liquéfaction 26 comprend un échangeur thermique chargé de condenser les vapeurs de gaz naturel captées dans le ciel de cuve 16. A ce stade, le fluide cryogénique passe de l’état gazeux à l'état liquide. Le fluide cryogénique ressort de l’uniré de liquéfaction 26 à l’état liquide, circule ensuite dans un tube de retour 32 de fluide débouchant au niveau de la paroi de fond 10a de la cuve réservoir 2.
Selon l’invenrion et tel qu’illusrré sur la figure 1, le système de chargement 1 comprend au moins une unité de refroidissement 36 du fluide cryogénique 3 circulant dans l’élément de circulation 17 vers la cuve réceptrice 4, le froid généré par l’uniré de refroidissement 36 résultant d’une évaporation du fluide cryogénique 3 provenant de la cuve réservoir 2. On comprend que l’uniré de refroidissement 36 refroidir le fluide cryogénique 3 circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 depuis la cuve réservoir 2 vers la cuve réceptrice 4. De la sorte, le fluide cryogénique 3 à l'état liquide circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 en aval de l’unité de refroidissemenr 36 présente une température inférieure à la température du fluide cryogénique 3 circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 en amonr de l’uniré de refroidissemenr 36.
Le système de chargement 1 comprend une conduire 44 reliée à l’uniré de traitement et/ou de consommation 26 et dans laquelle circule du fluide cryogénique, la conduire 44 faisant partie de l’uniré de refroidissemenr 36. La conduire 44 est reliée ici à la ligne d’alimentation principale 18 pour s’étendre jusqu’à l’uniré de traitement et/ou de consommation 26.
L’uniré de refroidissemenr 36 comprend au moins un organe de détente 46, un échangeur de chaleur 48 et un dispositif de compression 50 disposés sur la conduire 44.
L’échangeur de chaleur 48 de l’unité de refroidissemenr 36 comprend au moins une première passe 52 constitutive de la conduire 44 et une deuxième passe 54 constitutive de la ligne d'alimentation principale 18. Configuré de cette façon, l’échangeur de chaleur 48 échange des calories entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d'alimentation principale 18 et le fluide cryogénique circulant dans la conduire 44, l’échange de calories entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 et le fluide cryogénique circulant dans la conduire 44 se réalisant notamment au niveau des première et deuxième passes 52, 54 de l’échangeur de chaleur 48. Les calories échangées entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimen ration principale 18 et le fluide cryogénique circulant dans la conduire 44 entraînent la diminution de la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18, le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 cédant des calories au profit du fluide cryogénique circulant dans la conduire 44.
Ce transfert des calories est obtenu par la présence de l’organe de détente 46 qui abaisse la pression du fluide cryogénique, favorisant ainsi son changement d’état.
Selon l’invenrion, la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 en aval de la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 est inférieure d’au moins 2°C à la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 en amonr de la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48. Avantageusement, la différence de température entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 en aval de la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 er le fluide cryogénique circulant dans la conduire 44 est d’au moins 8°C.
Tel qu’illustré sur la figure 1, l’organe de détente 46 de l’unité de refroidissement 36 est installé en amonr de la première passe 52 sur la conduire 44. Autrement dir, on comprend que le fluide cryogénique à l'état liquide qui alimente la première passe 52 subi une détente, c’est- à-dire une diminution de sa pression avant de rejoindre la première passe 52, entraînant un changement d’état du fluide cryogénique, passant ainsi d’un état liquide à un état diphasique où une partie du fluide cryogénique est à l'état liquide er une autre partie à l'état gazeux. A l’inverse, le fluide cryogénique à l'état liquide circulant à travers la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 rejoint cette deuxième passe 54 sans n’avoir subi aucune modification de sa pression ou de sa température autre que celle liée au pompage en lui-même. En d’autres termes, on comprend que cet échangeur de chaleur 48 est configuré pour opérer un échange de chaleur entre du fluide cryogénique à l'état gazeux dérendu er du fluide cryogénique à l'état liquide non dérendu. Par exemple, le fluide cryogénique peur erre dérendu à une pression inférieure à la pression atmosphérique, faisant passer le fluide cryogénique d’une pression d’au plus de 10 bars en amonr de l’organe de détente 46 à une pression de 0.5 bar entre l’organe de détente 46 er le dispositif de compression 50.
Avantageusement, la différence de pression, er donc de température, entre le fluide cryogénique à l'état gazeux circulant dans la première passe 52 er le fluide cryogénique à l'état liquide circulant dans la deuxième passe 54 entraîne le refroidissement du fluide cryogénique à l'état liquide circulant dans la deuxième passe 54 er l’évaporation du fluide cryogénique à l'état diphasique entrant dans la première passe 52.
Un orifice de sortie de la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 est fluidiquement raccordé à la cuve réceptrice 4 de sorte que le fluide cryogénique à l'état liquide refroidi par son passage au travers de la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 peur circuler vers la cuve réceptrice 4. On comprend qu’injecter du fluide cryogénique à l'état liquide ainsi refroidi participe à abaisser la température de la cargaison envoyée dans la cuve réceptrice 4, er ainsi à limiter le phénomène d’évaporation du fluide cryogénique 3 contenu dans la cuve réceptrice 4. Tel que décrit ci-dessus, le fluide cryogénique circulant en aval de la première passe 52 de l’échangeur de chaleur 48 est à l'état gazeux. Le dispositif de compression 50 est avantageusement installé sur la conduire 44 en aval de l’échangeur de chaleur 48 et en amont de l’unité de liquéfaction 26. Le fluide cryogénique à l'état gazeux sortant de la première passe 52 de l’échangeur de chaleur 48 est aspiré par le dispositif de compression 50 dans la conduire 44. L’aspiration du fluide cryogénique à l'état gazeux provoque une dépression du volume de circuit situé entre une sortie de l’organe de détente 46 et une entrée du dispositif de compression 50. La pression du fluide cryogénique dans cette portion de circuit est comprise entre 0.5 bar et 0.35 bar, pression absolue.
Le dispositif de compression 50 est configuré pour compresser le fluide cryogénique à l'état gazeux. On comprend par « compresser » que la pression du fluide cryogénique est augmentée par le dispositif de compression 50, faisant passer le fluide cryogénique à l'état gazeux d’une pression de 0.35 bar par exemple à une pression suffisante pour que le fluide cryogénique rejoigne l’unité de traitement et/ou de consommation 26.
La conduire 44 relie fluidiquement le dispositif de compression 50 à l’uniré de traitement et/ou de consommation 26 de sorte que le fluide cryogénique à l'état gazeux compressé peur circuler vers l’uniré de traitement et/ou de consommation 26.
Lorsque l’unité de traitement et/ou de consommation 26 est une unité de liquéfaction 26, comme représentée par exemple sur la figure 1 , le fluide cryogénique à l'état gazeux compressé est alors liquéfié dans l’uniré de liquéfaction 26, par diminution de la température du fluide cryogénique.
Par ailleurs, le système de chargement 1 peur comprendre une canalisation 56 de fluide cryogénique à l'état gazeux reliant la cuve réservoir 2 à la conduire 44, la canalisation 56 étant configurée pour acheminer le fluide cryogénique à l'état gazeux de la cuve réservoir 2 vers l’unité de traitement et/ou de consommation 26. Plus précisément, la canalisation 56 s’étend depuis la paroi de plafond 10b de la cuve réservoir 2 en reliant ainsi le ciel de cuve 16 de la cuve réservoir 2 à la conduire 44, la canalisation 56 débouchant en aval du dispositif de compression 50 et en amonr de l’uniré de liquéfaction 26. Le fluide cryogénique 3 s’évaporant dans la cuve réservoir 2, passant ainsi d’un état liquide à un état gazeux, circule dans la canalisation 56 puis dans une partie de la conduire 44 vers l’uniré de traitement et/ou de consommation 26. Le fluide cryogénique à l’état gazeux provenant de la cuve réservoir 2 et circulant dans la canalisation 56 se mélange au fluide cryogénique à l'état gazeux circulant dans la conduire 44 pour ensuite erre liquéfié dans l’uniré de traitement et/ou de consommation 26.
On va maintenant décrire un deuxième mode de réalisation en référence à la figure 2.
Tel qu’illustré sur la figure 2, l'élément de circulation 17 comprend au moins une ligne d’alimentation additionnelle 34 du fluide cryogénique à l'état liquide distincte de la ligne d’alimentation principale 18 et qui relie fluidiquement la cuve réservoir 2 à la cuve réceptrice 4.
L’uniré de refroidissemenr 36 refroidir le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34, le froid généré par l’uniré de refroidissemenr 36 résultant d’une évaporation du fluide cryogénique 3 provenant de la cuve réservoir 2. De la sorte, la ligne d’alimentation additionnelle 34 comprend une première portion 38 en amonr de l’uniré de refroidissemenr 36 et une deuxième portion 40 en aval de l’uniré de refroidissemenr 36. Le fluide cryogénique circulant à travers la deuxième portion 40 de la ligne d’alimentation additionnelle 34 présente une température inférieure à la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18.
Le système de chargement 1 peur comprendre une vanne de contrôle 42 du débit du fluide cryogénique positionnée sur la ligne d’alimen ration principale 18. Plus précisément, la vanne de contrôle 42 est installée en aval de l'intersection entre la première portion 38 de la ligne d’alimentation additionnelle 34 et contrôle le débit de fluide cryogénique circulant à travers la ligne d’alimentation principale 18. On comprend que la vanne de contrôle 42 peur bloquer la circulation du fluide cryogénique à l'état liquide à travers la conduire d’alimen ration principale 18 en aval de la vanne de contrôle 42, la totalité du fluide cryogénique envoyée par la pompe 24 dans la ligne d’alimen ration principale 18 en amonr de la vanne de contrôle 42 passant ainsi par la ligne d'alimentation additionnelle 34. En d’autres termes, la vanne de contrôle 42 peur guider la totalité du fluide cryogénique vers la ligne d’alimentation additionnelle 34 ou seulement une partie.
Selon un autre mode de réalisation alternatif à celui décrit ci-dessus, le système de chargement comprend une vanne de contrôle 42 du débit du fluide cryogénique positionnée sur la ligne d'alimentation additionnelle 18. Plus précisément, la vanne de contrôle 42 est installée sur la première portion 38 de la ligne d’alimentation additionnelle 34 et contrôle le débit du fluide cryogénique circulant à travers la ligne d’alimentation additionnelle 34.
La conduite 44 est reliée ici à la ligne d’alimentation additionnelle 34 pour s’étendre jusqu’à l’unité de traitement et/ou de consommation 26. Plus précisément, la conduite 44 s’étend depuis la première portion 38 de la ligne d’alimentation additionnelle 34, entre la vanne de contrôle 42 et l’unité de refroidissement 36, et l’unité de liquéfaction 26.
Tel qu’illustré sur la figure 2, la ligne d’alimentation additionnelle 34 et la conduite 44 sont raccordées à la ligne d’alimentation principale 18, le fluide cryogénique étant mis en circulation à travers la ligne d’alimentation principale 18, la ligne d’alimentation additionnelle 34 et la conduite 44 par la pompe 24 installée au niveau de l’entrée de ligne 20 de la ligne d’alimentation principale 18. De plus et tel qu’illustré ici sur la figure 2, la ligne d’alimentation additionnelle 34 débouche dans la ligne d’alimentation principale 18 en aval de la vanne de contrôle 42. Cependant, la ligne d’alimentation additionnelle 34 peut déboucher au niveau de la paroi de fond 10a de la cuve réceptrice 4 sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
La première passe 52 de l’échangeur de chaleur 48 est ici constitutive de la conduite 44 et la deuxième passe 54 est quant à elle constitutive de la ligne d’alimentation additionnelle 34. Configuré de cette façon, l’échangeur de chaleur 48 échange des calories entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 et le fluide cryogénique circulant dans la conduite 44, l’échange de calories entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 et le fluide cryogénique circulant dans la conduite 44 se réalisant notamment au niveau des première et deuxième passes 52, 54 de l’échangeur de chaleur 48. Les calories échangées entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 et le fluide cryogénique circulant dans la conduite 44 entraînent la diminution de la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34, le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 cédant des calories au profit du fluide cryogénique circulant dans la conduite 44.
Ce transfert des calories est obtenu par la présence de l’organe de détente 46 qui abaisse la pression du fluide cryogénique, favorisant ainsi son changement d’état, le fonctionnement de l’échangeur de chaleur 48 dans ce deuxième mode de réalisation étant similaire à celui décrit dans le premier mode de réalisation.
Selon l’invention, la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 en aval de la deuxième passe 54, c’est-à-dire dans la deuxième portion 40 de la ligne d’alimentation additionnelle 34 de l’échangeur de chaleur 48 est inférieure d’au moins 2°C à la température du fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation principale 18. Avantageusement, la différence de température entre le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 en aval de la deuxième passe 54 et le fluide cryogénique circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 en amont de la deuxième passe 54 est d’au moins 8°C.
Selon un autre mode de réalisation alternatif au mode de réalisation décrit ci-dessus, la ligne d’alimentation principale 18, la ligne d’alimentation additionnelle 34 et la conduite 44 débouchent chacune indépendamment dans la cuve réservoir 2. La ligne d’alimentation principale 18, la ligne d’alimentation additionnelle 34 et la conduite 44 comprennent alors chacune une pompe 24 installée au niveau de leurs entrées respectives forçant la circulation du fluide cryogénique 3 à travers chacune des lignes d’alimentation 18, 34 et la conduite 44. De plus et sans que cela sorte du cadre de l’invention, seules les lignes d’alimentation principale 18 et additionnelle 34 peuvent s’étendre depuis la cuve réservoir 2, la conduite 44 pouvant être raccordée à la ligne d’alimentation additionnelle 34 comme décrit ci-dessus.
On va maintenant décrire un troisième mode de réalisation différent des premier et deuxième modes de réalisation dans le fait que l’unité de traitement et/ou de consommation 26 est un engin de consommation de gaz naturel à l’état gazeux, comme plus particulièrement visible sur la figure
3.
En référence à la figure 3, l’unité de traitement et/ou de consommation 26 est un engin de consommation de gaz naturel à l’état gazeux, c’est-à-dire que l’engin de consommation 26 utilise le gaz naturel à l’état gazeux comme carburant.
Pour cela, le gaz naturel à l’état gazeux alimentant l’engin de consommation 26 provient du ciel de cuve 16 des cuves réceptrice 4 et réservoir 2. La sortie de gaz 30 de la ligne de retour 28 débouche ici au niveau de la conduite 44, entre le dispositif de compression 50 et l’engin de consommation 26. Le gaz naturel à l’état gazeux circulant dans la ligne de retour 28 vers l’engin de consommation 26 se mélange ainsi au gaz naturel à l’état gazeux comprimé circulant dans la conduite 44 en aval de l’organe de compression 50 et de la canalisation 56 vers l’engin de consommation 26. Par ailleurs, ce dernier utilise ensuite le mélange de gaz naturel à l’état gazeux provenant de la conduite 44 comme carburant pour fonctionner.
De manière alternative et/ou complémentaire, le tube de retour 32 peut être équipé d’un organe de pompage 58 au niveau de son extrémité débouchant dans la cuve réservoir 2, l’organe de pompage 58 étant configuré pour forcer la circulation de gaz naturel à l’état liquide dans le tube de retour 32 vers l’engin de consommation 26. On comprend que l’engin de consommation 26 peut être alimenté par du gaz naturel à l’état liquide provenant de la cuve réservoir 2 par le tube de retour 32 et/ou par du gaz naturel à l’état gazeux provenant de la conduite 44.
L’invention concerne également un procédé de chargement de la cuve réceptrice 4 par le système de chargement 1, le procédé comprenant au moins une étape qui peut être réalisée en complément d’autres procédés de chargement de fluide cryogénique déjà existant si les moyens mis en œuvre le permettent.
Durant ce procédé de chargement, on achemine le fluide cryogénique 3 à l’état liquide à travers la ligne d’alimentation principale 18 et à travers la ligne d’alimentation additionnelle 34 depuis la cuve réservoir 2 vers la cuve réceptrice 4. Autrement dit, la pompe 24 installée au niveau de l’entrée de ligne 20 de la ligne d’alimentation principale 18 aspire le fluide cryogénique 3 à l’état liquide présent dans la cuve réservoir 2 et l’injecte dans la ligne d’alimentation principale 18, pouvant faire passer sa pression de 1 bar à 10 bars.
Le fluide cryogénique à l’état liquide circule ensuite avantageusement en majeure partie dans la ligne d’alimentation principale 18 directement vers la paroi de fond 10a de la cuve réceptrice 4, le débit de fluide cryogénique au sein de cette partie étant contrôlé par la vanne de contrôle 42. Cependant, une partie du fluide cryogénique à l’état liquide bifurque dans la première portion 38 de la ligne d’alimentation additionnelle 34. Le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la première portion 38 de la ligne d’alimentation additionnelle 34 se répartit de nouveau de sorte qu’une partie circule vers la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 et qu’une autre partie se dirige par la conduite 44 vers l’organe de détente 46. Le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la conduite 44 est ensuite détendu en passant à travers l’organe de détente 46, sa pression passant par exemple à 0.5 bar, faisant passer le fluide cryogénique d’un état liquide à un état diphasique, comme expliqué plus tôt dans la description ci-dessus.
Le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la première portion 38 de la ligne d’alimentation additionnelle 34 vers la cuve réceptrice 4 passe à travers la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48. Le fluide cryogénique à l’état diphasique circulant quant à lui dans la conduite 44 en aval de l’organe de détente 46 passe à travers la première passe 52 de l’échangeur de chaleur 48. Le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la deuxième passe 54 échange des calories avec le fluide cryogénique à l’état diphasique circulant dans la première passe 52. Plus précisément, le fluide cryogénique à l’état liquide cède des calories au profit du fluide cryogénique à l’état diphasique. Lors de leur passage à travers leur passe respective, la température du fluide cryogénique à l'état liquide circulant dans la deuxième passe 54 de l’échangeur de chaleur 48 s’abaisse tandis que la température du fluide cryogénique à l'état biphasique circulant dans la première passe 52 de l’échangeur de chaleur 48 augmente, le faisant passer d’un état biphasique à un état gazeux.
On refroidit le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle 34 jusqu’à une température inférieure à celle du fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation principale 18 grâce à la détente du fluide cryogénique provenant de la cuve réservoir 2 et circulant dans la conduite 44 à travers l’organe de détente 46. Le fluide cryogénique à l’état liquide refroidi circule ensuite vers la ligne d’alimentation principale 18 en aval de la vanne de contrôle 42 puis, à travers la ligne d’alimentation principale 18, jusqu’à la paroi de fond 10a de la cuve réceptrice 4. Le fluide cryogénique à l’état gazeux circule quant à lui vers le dispositif de compression 50, ce dernier le compressant et augmentant sa pression, la faisant passer par exemple de 0.35 bar à une pression compatible avec le fonctionnement de l’unité de liquéfaction 26. Le fluide cryogénique à l’état gazeux compressé circule ensuite à travers la conduite 44 vers l’unité de traitement et/ou de consommation 26 en se mélangeant au fluide cryogénique à l’état gazeux provenant de la canalisation 56. Le fluide cryogénique à l’état gazeux est ensuite liquéfié dans l’unité de liquéfaction 26 puis retourne dans le fond de la cuve réservoir 2 notamment à travers le tube de retour 32, ou consommé par l’engin de consommation 26. L’invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici. Elle s’étend également à tout moyen ou configuration équivalents et à toute combinaison technique opérant de tels moyens. En particulier, les connexions entre la ligne d’alimentation principale 18, la ligne d’alimentation additionnelle 34 et la conduite 44 peuvent varier, comme mentionné plus tôt dans la description ci-dessus. De plus, les valeurs de pression indiquées ci-dessus ne sont pas strictement limitatifs et peuvent être sensiblement varier tant que cela participe au bon fonctionnement de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de chargement (1) configuré pour transférer un fluide cryogénique (3) d’une cuve réservoir (2) vers une cuve réceptrice (4), le système de chargement (1) comprenant au moins un élément de circulation (17) du fluide cryogénique (3) à l’état liquide qui relie la cuve réservoir (2) à la cuve réceptrice (4), une unité de traitement et/ou de consommation (26) du fluide cryogénique (3) à l’état gazeux issu au moins de la cuve réceptrice (4) et une ligne de retour (28) du fluide cryogénique à l’état gazeux qui relie la cuve réceptrice (4) à l’unité de traitement et/ou de consommation (26), caractérisé en ce que le système de chargement (1) comprend au moins une unité de refroidissement (36) du fluide cryogénique (3) circulant vers la cuve réceptrice (4) dans l’élément de circulation (17), le froid généré par l’unité de refroidissement (36) résultant d’une évaporation du fluide cryogénique (3) provenant de la cuve réservoir (2).
2. Système de chargement (1) selon la revendication 1, dans lequel l’élément de circulation (17) comprend une ligne d’alimentation principale (18) du fluide cryogénique (3) à l’état liquide qui relie la cuve réservoir (2) à la cuve réceptrice (4), l’unité de refroidissement (36) refroidissant le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation principale (18).
3. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l’élément de circulation (17) comprend une ligne d’alimentation principale (18) du fluide cryogénique (3) à l’état liquide qui relie la cuve réservoir (2) à la cuve réceptrice (4) et au moins une ligne d’alimentation additionnelle (34) du fluide cryogénique à l’état liquide provenant de la cuve réservoir (2) et circulant vers la cuve réceptrice (4), l’unité de refroidissement (36) refroidissant le fluide cryogénique à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle (34).
4. Système de chargement (1) selon la revendication 3, dans lequel l’unité de refroidissement (36) comprend une conduite (44) dans laquelle circule du fluide cryogénique (3) et qui relie la cuve réservoir (2) à l’unité de traitement et/ou de consommation (26), l’unité de refroidissement (36) comprenant au moins un organe de détente (46), un échangeur de chaleur (48) et un dispositif de compression (50) disposés dans cet ordre sur la conduite (44), l’échangeur de chaleur (48) échangeant des calories entre le fluide cryogénique (3) circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle (34) et la conduite (44).
5. Système de chargement (1) selon la revendication 4, dans lequel l’échangeur de chaleur (48) comprend au moins une première passe (52) constitutive de la conduite (44) et une deuxième passe (54) constitutive de la ligne d’alimentation additionnelle (34), l’organe de détente (46) étant disposé en amont de la première passe (52).
6. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel le dispositif de compression (50) est installé sur la conduite (44) entre l’échangeur de chaleur (48) et l’unité de traitement et/ou de consommation (26).
7. Système de chargement (1) selon la revendication 5, dans lequel la première passe (52) de l’échangeur de chaleur (48) est configurée pour être soumise à une pression inférieure à la pression atmosphérique.
8. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, configuré pour que la température du fluide cryogénique (3) circulant dans la ligne d’alimentation additionnelle (34) entre l’échangeur de chaleur (48) et la cuve réceptrice (4) soit inférieure d’au moins 2°C à la température du fluide cryogénique (3) circulant dans la ligne d’alimentation principale (18).
9. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, comprenant une vanne de contrôle (42) du débit de fluide cryogénique (3) positionnée sur la ligne d’alimentation principale (18) ou sur la ligne d’alimentation additionnelle (34) en amont de l’organe de détente (46).
10. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel la ligne d’alimentation additionnelle (34) et la conduite (44) sont raccordées à la ligne d’alimentation principale (18).
11. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel dans lequel la cuve réservoir (2) comprend au moins une pompe (24) configurée pour mettre en circulation le fluide cryogénique (3) au sein de la ligne d’alimentation principale (18), de la ligne d’alimentation additionnelle (34) et de la conduite (44).
12. Système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 11, comprenant une canalisation (56) de fluide cryogénique (3) à l’état gazeux reliant la cuve réservoir (2) à la conduite (44), la canalisation (56) étant configuré pour acheminer le fluide cryogénique (3) à l’état gazeux de la cuve réservoir (2) vers l’unité de traitement et/ou de consommation (26).
13. Ensemble comprenant un ouvrage flottant (8) comprenant une cuve réceptrice (4), un terminal de chargement (6) comprenant une cuve réservoir (2) et un système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes reliant le terminal de chargement (6) à l’ouvrage flottant (8).
14. Ensemble selon la revendication 13 en combinaison avec l’objet de la revendication 2, dans lequel au moins la cuve réceptrice (4) comprend au moins une paroi de fond (10a) et une paroi de plafond (10b), la ligne d’alimentation principale (18) débouchant plus proche de la paroi de fond (10a) que de la paroi de plafond (10b).
15. Procédé de chargement d’une cuve réceptrice (4) par un système de chargement (1) selon l’une quelconque des revendications 3 à 12, durant lequel on achemine un fluide cryogénique (3) à l'état liquide à travers la ligne d’alimentation principale (18) et la ligne d’alimentation additionnelle (34) depuis une cuve réservoir (2) vers la cuve réceptrice (4), et au cours duquel on refroidir le fluide cryogénique (3) circulanr dans la ligne d’alimentation additionnelle (34) à une température inférieure à celle du fluide cryogénique (3) circulanr dans la ligne d’alimentation principale (18) par détente du fluide cryogénique (3) provenant de la cuve réservoir (2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013011212B4 (de) * 2013-07-04 2015-07-30 Messer Group Gmbh Vorrichtung zum Kühlen eines Verbrauchers mit einer unterkühlten Flüssigkeit in einem Kühlkreislauf
JP2019525103A (ja) * 2016-08-23 2019-09-05 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイＳｈｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍａａｔｓｃｈａｐｐｉｊ Ｂｅｓｌｏｔｅｎ Ｖｅｎｎｏｏｔｓｈａｐ 再ガス化端末およびそのような再ガス化端末の操作方法
FR3066248B1 (fr) * 2017-05-12 2020-12-11 Gaztransport Et Technigaz Procede et systeme de traitement de gaz d'une installation de stockage de gaz pour un navire de transport de gaz

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