EP4437261A1 - Réservoir de stockage de gaz liquéfié et procédé de transfert de fluide - Google Patents

Réservoir de stockage de gaz liquéfié et procédé de transfert de fluide

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EP4437261A1
EP4437261A1 EP22822031.5A EP22822031A EP4437261A1 EP 4437261 A1 EP4437261 A1 EP 4437261A1 EP 22822031 A EP22822031 A EP 22822031A EP 4437261 A1 EP4437261 A1 EP 4437261A1
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EP
European Patent Office
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tank
bowl
storage volume
height
volume
Prior art date
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Pending
Application number
EP22822031.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc Bernhardt
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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 Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
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    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
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    • F17C2270/0171—Trucks
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

  • a liquefied gas storage tank and fluid transfer method are disclosed.
  • the invention relates more particularly to a storage tank for liquefied gas, in particular liquefied hydrogen, comprising a sealed casing delimiting a storage volume between a lower end and an upper end, the tank comprising a circuitry fluidically connected with the storage volume for filling and/or withdrawing fluid.
  • liquid hydrogen compared to water, for example, limits the pressure available per hydrostatic height. At low temperature, this can lead to quite significant evaporation losses during transfers. Liquid hydrogen delivery and storage systems can cause losses of up to 15% of production.
  • Truck tanks filled with liquid must be pressurized in order to deliver liquid hydrogen to the receiving storage (this storage is generally kept under pressure in order to guarantee the operation of a liquid pump or for the pressurized supply of hydrogen) .
  • This pressurization is usually done by evaporating and heating hydrogen from the tank of the truck ("PBU” for "Pressure Building Unit”). This therefore injects energy into the reservoir.
  • the tank can go to fill another station or return to supply the liquid source.
  • the movement of the truck will allow a reduction of the pressure in the tank thanks to the movement of the liquid and to the contact with the vapor phase.
  • the resulting pressure will always be higher than the initial pressure due to the addition of energy to the system.
  • the number of deliveries and the pressure required for these receiving stations will determine the quantity of hydrogen lost or to be re-liquefied at the liquefier after the tour.
  • An object of the present invention is to overcome all or part of the drawbacks of the prior art noted above.
  • the tank according to the invention is essentially characterized in that it comprises, in the storage volume, a set of walls forming a basin located in the upper part of the storage volume and open towards the upper end of the storage volume.
  • This structure makes it possible to maintain in the tank both a pressure above atmospheric pressure and a temperature of the stratified and undercooled liquid despite the potential movements of the liquid due to the transport of the tank.
  • the proposed solution also promotes the pressurization and filling operations of these storages.
  • Transport tanks are typically 90% full (and a maximum of 95% liquid) to allow room for vapor as the tank naturally rises in pressure (thermal inflows). Indeed, when the pressure rises, the density of the liquid drops and the space taken up by the same mass of liquid increases. The level therefore tends to rise when the pressure increases without drawing off steam from the reservoir. The transport rules prohibit the evacuation of liquid by the safety devices when moving the tank. The maximum level is therefore limited by these conditions.
  • the invention also relates to a method of transferring fluid into a tank according to any of the characteristics above or below, comprising at least one of: a step of filling the tank with liquid via the first conduit , a step of transferring gas into the tank via the first pipe, a step of withdrawing gas from the tank via the first pipe.
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the characteristics above or below within the scope of the claims.
  • FIG. 1 represents a longitudinal sectional view, schematic and partial, illustrating an example of a possible embodiment of a tank according to the invention
  • FIG. 1 represents a longitudinal sectional view, schematic and partial, illustrating yet another possible embodiment of a tank according to the invention
  • FIG. 1 represents a longitudinal sectional view, schematic and partial, illustrating yet another possible embodiment of a tank according to the invention
  • FIG. 1 represents a longitudinal sectional view, schematic and partial, illustrating the embodiment of the in a filling phase
  • the illustrated liquefied gas storage tank 1 is for example intended to store liquefied hydrogen.
  • This tank 1 can in particular be a mobile delivery tank, for example carried by a truck or a truck trailer.
  • the reservoir 1 comprises a sealed casing 2 delimiting a storage volume between a lower end and an upper end.
  • This envelope 2 can be surrounded by a second envelope 20 with a thermally insulated spacing, for example under vacuum (shown only at for simplicity).
  • Reservoir 1 comprises circuitry 3, 4 fluidly connected with the storage volume for filling and/or withdrawing fluid.
  • the casing 2 can be of generally cylindrical shape and extend along a main direction A which is horizontal in the configuration of use of the tank 1.
  • the tank is thus for example a so-called “horizontal” tank.
  • tank 1 comprises, in the storage volume, a set of walls 15, 25 forming a bowl 5 located in the upper part of the storage volume and open towards the upper end of the storage volume.
  • the tank 1 comprises in its upper part a basin 5 (or tray) configured to avoid or limit the contact of the liquid with the vapor from the top of the storage, even when the tank is in motion. That is to say that the walls of the bowl 5 will isolate or separate the gas located in the bowl from the liquid located below.
  • the basin 5 preferably extends along this main direction A.
  • this bowl 5 can be closed at least at one of its ends (for example at the longitudinal ends by leaktight connection with the casing 2, for example by welding). Bowl 5 may retain at least one opening for communication with the rest of the volume of envelope 5, for example at its longitudinal edges, along the upper wall of reservoir 1.
  • the volume delimited by the bowl 5 communicates with the rest of the storage volume of the tank at the level of at least one upper edge of the bowl 5.
  • the volume delimited by the bowl 5 communicates for example with the rest of the storage volume of the tank 1 via a gap having a height of between 1mm and 50mm.
  • the volume delimited by the bowl 5 communicates with the rest of the storage volume of the reservoir via a gap having a length of between 50 and 95% of the length of the envelope 2 and preferably between 70 and 90% of the length.
  • the volume delimited by bowl 5 can be between 2% and 15% of the volume delimited by envelope 2.
  • the set of walls forming the bowl 5 may comprise a wall 15 defining the bottom of the bowl (for example flat and horizontal).
  • this bottom is located at a first height L1 in the envelope 2 corresponding to xx% and UU% of the height of the envelope 2.
  • this first height L1 can correspond to a level for filling with liquid of the envelope 2 comprised between 80 and 98% of the total storage volume, and preferably between 90 and 95%. That is to say that the first height L1 can be determined so as to reach a liquid filling of 90% or 95% of the storage volume.
  • the set of walls forming the bowl 5 further comprises at least one wall 25 defining the upper edge of the bowl 5 from the bottom.
  • This upper border is preferably located at a second height L2 in the casing 2 and preferably corresponds to 80% and 98% of the height of the casing 2.
  • the second height L2 can be determined according to the geometry of the tank. It is thus possible to maximize the second height L2 by adding edges to the bowl in the upper part. When the tank is full, the stratification of the liquid can be kept also with the horizontal or almost horizontal walls.
  • At least part of the wall forming the upper edge of the bowl 5 can be vertical (cf. ) or flared towards the outside of the bowl, or folded towards the central part of the bowl (cf. ).
  • This structure makes it possible to maintain a pressure in the tank 1 above atmospheric pressure even if the temperature of the subcooled liquid would theoretically allow a drop in this pressure due to the condensation of the vapor phase.
  • the level of the liquid will be able to reach the first height L1 without impact on the pressure of the tank even during movements of the tank creating waves on the free surface.
  • the pressure will be impacted only when the level reaches the second height L2 where part of the liquid can flow into the basin 5 retaining the vapor and partially condense the latter.
  • the width L3 of the bowl is preferably determined to define the required volume of gas during transport of tank 1.
  • the circuitry may comprise a first pipe 4 for transferring fluid (liquid and/or gas) opening into the bowl 5 for filling and/or drawing off.
  • a steam outlet tap can be located inside this bowl 5 near one of the (longitudinal) ends.
  • a second pipe 3 can be provided to emerge in the lower part of the casing 2.
  • the first pipe 4 can open out into the bowl 5 via its bottom, passing through the storage volume of the tank located under the bowl 5.
  • the bowl 5 can serve as a distributor of the liquid during a filling from the top.
  • the liquid can be brought into the bowl 5 (cf. ).
  • Bowl 5 fills with liquid before overflowing towards the vapor phase of the reservoir below. This can distribute the liquid on the upper walls of the tank and also through the vapor phase which may condense on contact with the subcooled liquid. This system can advantageously replace an injection rail in the gas section without adding any additional pressure drop.
  • a slope can be provided at the level of the bowl 5 towards the end of the reservoir opposite the liquid inlet to distribute the liquid over the entire surface or length of the bowl and of the reservoir.
  • relatively hot gas can be sent through the first pipe 4 in the upper part and can allow the pressure of the tank to be increased.
  • This hot gas can be generated by the vaporization of liquid in a heat exchanger or via other gas sources.
  • the proposed solution limits the dispersion of the hot gas towards the bottom of the tank and towards the liquid by bringing it into the bowl 5. Thus, only the upper part of the tank and the bowl 5 will be heated during this operation (or more heated than the rest).
  • the pressure reduction (particularly after the tank has been emptied) can also be improved if the temperature stratification is maintained by this device. Indeed, the hot gas taken at the level of the bowl 5 will be the first to leave the tank while the cold gas coming from the lower part will cool the tank and the walls before leaving through the pipe 4. Part of the energy injected during pressurization will then be taken out of the tank by this device. In order to achieve the same residual pressure, the amount of gas withdrawn from the tank will be relatively small.
  • the reservoir 1 may additionally comprise one or more deflecting walls 13 in the storage volume which extend offset in a main longitudinal direction A, to force the fluid to perform at least one return trip in this main direction A during its transit between the lower end and the upper end of the storage volume 2. At least part of the deflecting walls 13 can be located in the lower half of the storage volume to be immersed in the liquid phase of the liquefied gas when the tank contains liquefied gas.
  • the bowl can also be symmetrical longitudinally and/or transversely (for example according to a plane parallel to the main direction A and/or according to a plane perpendicular to the main direction A),
  • the height of the gap between the upper end of the bowl and the upper wall of the sealed envelope is not fixed in the main direction (for example increase in this height when moving away from the supply of the gas, that is to say the place where the first transfer line opens into the bowl), this allows a better distribution of the fluid.

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Abstract

Réservoir de stockage de gaz liquéfié, notamment d'hydrogène liquéfié, comprenant une enveloppe (2) étanche délimitant un volume de stockage entre une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, le réservoir (1) comprenant une circuiterie (3, 4) reliée fluidiquement avec le volume de stockage pour le remplissage et/ou le soutirage de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend, dans le volume de stockage, un ensemble de parois (15, 25) formant une cuvette (5) située dans la partie supérieure du volume de stockage et ouverte en direction de l'extrémité supérieure du volume de stockage.

Description

    Réservoir de stockage de gaz liquéfié et procédé de transfert de fluide
  • L’invention concerne un réservoir de stockage de gaz liquéfié et un procédé de transfert de fluide.
  • L’invention concerne plus particulièrement un réservoir de stockage de gaz liquéfié, notamment d’hydrogène liquéfié, comprenant une enveloppe étanche délimitant un volume de stockage entre une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, le réservoir comprenant une circuiterie reliée fluidiquement avec le volume de stockage pour le remplissage et/ou le soutirage de fluide.
  • La faible densité de l’hydrogène liquide comparativement à l’eau par exemple limite la pression disponible par hauteur hydrostatique. A basse température, cela peut engendrer des pertes par évaporation assez importantes lors des transferts. Les systèmes de livraison et de stockage de l’hydrogène liquide peuvent engendrer des pertes pouvant aller jusqu’à 15 % de la production.
  • Le transport d’un liquide sous-refroidi nécessite des précautions afin de ne pas faire baisser la pression du réservoir mobile sous la pression atmosphérique (c’est en effet dangereux pour la tenue mécanique du réservoir ou pour l’entrée d’air dans le fluide transporté).
  • Les réservoirs de camions remplis de liquide doivent être pressurisés afin de livrer l’hydrogène liquide vers le stockage receveur (ce stockage est généralement maintenu sous pression afin de garantir le fonctionnement d’une pompe liquide ou pour la fourniture sous pression de l’hydrogène). Cette pressurisation se fait généralement par évaporation et réchauffage d’hydrogène du réservoir du camion (« PBU » pour « Pressure Building Unit » en anglais). Ceci injecte donc de l’énergie dans le réservoir.
  • Une fois le liquide livré au premier stockage receveur, le réservoir peut aller remplir une autre station ou retourner s’approvisionner à la source de liquide. Le mouvement du camion va permettre une réduction de la pression dans le réservoir grâce au mouvement du liquide et au contact avec la phase vapeur. La pression résultante sera toujours supérieure à la pression initiale du fait de l’ajout d’énergie dans le système.
  • Au final, le nombre de livraisons et la pression nécessaire pour ces stations receveuses déterminera la quantité d’hydrogène perdu ou à re-liquéfier au liquéfacteur après la tournée.
  • Lors de la dépressurisation d’un réservoir de liquide cryogénique vers un autre équipement, différents cas de figure peuvent se produire, notamment:
    • la réduction de pression à l’intérieur du réservoir peut générer une évaporation du liquide (bulles dans le liquide) si celui-ci est à l’équilibre avec la vapeur, cette évaporation ayant tendance à homogénéiser la température du liquide (anti-stratification),
    • la masse à extraire du réservoir pour réduire la pression est directement liée à la température de la vapeur sortante du réservoir (plus la vapeur est froide, plus la densité est importante et plus la masse à extraire est importante pour la même variation de pression).
  • De même, lors de la pressurisation d’un réservoir de liquide cryogénique par des entrées thermiques ou venant d’un autre réservoir, différents cas de figure peuvent se produire, notamment :
    • la pression à l’intérieur du réservoir augmente d’autant plus vite que la vapeur se stratifie au-dessus du liquide (réduction de la densité de la vapeur lorsque la température augmente),
    • pour une même augmentation de pression, il est nécessaire injecter plus de masse de vapeur froide (température d’équilibre) que de masse de vapeur « chaude » en relation avec la densité du gaz.
  • Lors du remplissage d’un réservoir de liquide cryogénique par du liquide venant d’un autre réservoir, différents cas de figure peuvent se produire, notamment :
    • lors d’un remplissage par le bas du réservoir sans extraction de vapeur par le haut, la pression augmente d’autant plus vite que la vapeur est stratifié au-dessus du liquide,
    • lors du remplissage du stockage par le haut (par exemple en pluie), la pression chute d’autant plus que le liquide est plus froid que la vapeur présente dans le stockage.
  • De plus, lors de la vidange d’un réservoir de liquide cryogénique, différents cas de figure peuvent se produire :
    • lors de la vidange du réservoir sans ajout de vapeur par le haut, la pression baisse d’autant plus vite que le liquide est loin de l’équilibre (sous-refroidis), sinon, il y a évaporation comme pour le cas de la dépressurisation,
    • lors de la vidange du réservoir avec ajout de vapeur par le haut, la masse de vapeur à ajouter baisse d’autant plus que la température de la vapeur est loin de l’équilibre.
  • En résumé, les configurations optimales des phases vapeur et liquide pour les différentes opérations sur un réservoir peuvent être résumées ainsi :
  • Lors d’une dépressurisation : vapeur stratifiée et liquide sous-refroidi.
  • Lors d’un remplissage : vapeur stratifiée et liquide sous-refroidi.
  • Lors d’un stockage/transport plein : vapeur non stratifiée et liquide sous-refroidi.
  • Lors d’un stockage ou transport intermédiaire ou vide : vapeur stratifiée et liquide sous-refroidi.
  • Lors d’une pressurisation : vapeur stratifiée et liquide sous-refroidi.
  • Lors d’une vidange : vapeur stratifiée et liquide sous-refroidi.
  • Seule la phase de stockage et/ou de transport d’un réservoir plein nécessiterait d’être à l’équilibre (non stratifié) sur la phase vapeur afin d’éviter une montée importante de pression sur ce faible volume de vapeur. Le liquide est toujours mieux stratifié et sous-refroidi par rapport à la température d’équilibre à la pression du stockage.
  • Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus.
  • A cette fin, le réservoir selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu’il comprend, dans le volume de stockage, un ensemble de parois formant une cuvette située dans la partie supérieure du volume de stockage et ouverte en direction de l’extrémité supérieure du volume de stockage.
  • Cette structure permet de conserver dans le réservoir à la fois une pression au-dessus de la pression atmosphériques et une température du liquide stratifiée et sous refroidie malgré les mouvements potentiels du liquide du fait du transport du réservoir.
  • La solution proposée favorise également les opérations de pressurisation et de remplissage de ces stockages.
  • Les réservoirs de transport sont généralement remplis à 90% (et au maximum à 95% de liquide) afin de laisser un espace pour la vapeur lors de la montée en pression naturelle du réservoir (entrées thermiques). En effet, lorsque la pression monte, la densité du liquide baisse et la place prise par la même masse de liquide augmente. Le niveau a donc tendance à monter lorsque la pression augmente sans soutirage de vapeur en dehors du réservoir. Les règles de transport interdisent l’évacuation de liquide par les organes de sécurité lors du déplacement du réservoir. Le niveau maximum est donc limité par ces conditions.
  • Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • le volume délimité par la cuvette communique avec le reste du volume de stockage du réservoir au niveau d’au moins une bordure supérieure de la cuvette,
    • le volume délimité par la cuvette communique avec le reste du volume de stockage du réservoir via un interstice ayant une hauteur comprise entre 1mm et 50mm,
    • le volume délimité par la cuvette est compris entre 2% et 15 % du volume délimité par l’enveloppe,
    • l’ensemble de parois formant la cuvette comprend une paroi définissant le fond de la cuvette, ledit fond étant situé à une première hauteur dans l’enveloppe correspondant à 75% et 95% de la hauteur de l’enveloppe,
    • la première hauteur correspond à un niveau pour un remplissage en liquide de l’enveloppe (2) compris entre 80 et 98% du volume de stockage, et de préférence entre 90 et 95%,
    • l’ensemble de parois formant la cuvette comprend au moins une paroi définissant la bordure supérieure de la cuvette, ladite bordure supérieure étant située à une seconde hauteur dans l’enveloppe correspondant de préférence à 80% et 98% de la hauteur de l’enveloppe,
    • au moins une partie de la bordure supérieure de la cuvette est verticale et/ou orientée vers la partie centrale de la cuvette,
    • le réservoir comprenant une ou plusieurs parois déflectrices dans le volume de stockage qui s’étendent de façon décalée selon une direction principale qui est perpendiculaire à la hauteur, pour forcer le fluide à réaliser au moins un aller-retour selon cette direction principale lors de son transit entre l’extrémité inférieure et l’extrémité supérieure du volume de stockage,
    • au moins une partie des parois déflectrices sont situées dans la moitié inférieure du volume de stockage pour être immergées dans la phase liquide du gaz liquéfié lorsque le réservoir contient du gaz liquéfié,
    • la ou les parois déflectrice(s) sont composées de matériau souple, notamment plus léger que le matériau constitutif de l’enveloppe,
    • l’enveloppe s’étend selon une direction principale qui est horizontale en configuration d’utilisation du réservoir, la cuvette s’étendant selon cette direction principale,
    • au moins une partie de l’ensemble de paroi(s) formant la cuvette est composée de matériau souple, notamment plus léger que le matériau constitutif de l’enveloppe,
    • la circuiterie comprend une première conduite de transfert débouchant dans la cuvette,
    • la première conduite de transfert débouchant dans la cuvette transite dans le volume de stockage de l’enveloppe en dessous de la cuvette.
  • L’invention concerne également un procédé de transfert de fluide dans un réservoir selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous, comprenant au moins l’une parmi : une étape de remplissage du réservoir avec du liquide via la première conduite, une étape de transfert de gaz dans le réservoir via la première conduite, une étape de soutirage de gaz du réservoir via la première conduite.
  • L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
  • D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
  • représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant un exemple de réalisation possible d’un réservoir selon l’invention,
  • représente une vue en coupe transversale, schématique et partielle, du réservoir de la ,
  • représente une vue en coupe transversale, schématique et partielle, d’un détail d’un réservoir selon un autre mode de réalisation,
  • représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant encore un autre exemple de réalisation possible d’un réservoir selon l’invention,
  • représente une vue en coupe transversale, schématique et partielle, du réservoir de la ,
  • représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant encore un autre exemple de réalisation possible d’un réservoir selon l’invention,
  • représente une vue en coupe transversale, schématique et partielle, du réservoir de la ,
  • représente une vue en coupe longitudinale, schématique et partielle, illustrant l’exemple de réalisation de la dans une phase de remplissage,
  • représente une vue en coupe transversale, schématique et partielle, du réservoir de la ,
  • Le réservoir 1 de stockage de gaz liquéfié illustré est par exemple destiné à stocker de l’hydrogène liquéfié. Ce réservoir 1 peut en particulier être un réservoir mobile de livraison, par exemple porté par un camion ou une remorque de camion.
  • Le réservoir 1 comprend une enveloppe 2 étanche délimitant un volume de stockage entre une extrémité inférieure et une extrémité supérieure. Cette enveloppe 2 peut être entourée d’une seconde enveloppe 20 avec un espacement isolé thermiquement, par exemple sous vide (représentée uniquement à la par souci de simplification).
  • Le réservoir 1 comprend une circuiterie 3, 4 reliée fluidiquement avec le volume de stockage pour le remplissage et/ou le soutirage de fluide.
  • Par exemple, l’enveloppe 2 peut être de forme générale cylindrique et s’étendre selon une direction A principale qui est horizontale en configuration d’utilisation du réservoir 1. Le réservoir est ainsi par exemple un réservoir dit « horizontal ».
  • Selon une particularité avantageuse le réservoir 1 comprend, dans le volume de stockage, un ensemble de parois 15, 25 formant une cuvette 5 située dans la partie supérieure du volume de stockage et ouverte en direction de l’extrémité supérieure du volume de stockage.
  • C’est-à-dire que le réservoir 1 comprend dans sa partie haute une cuvette 5 (ou bac) configurée pour éviter ou limiter le contact du liquide avec la vapeur du haut du stockage, même lorsque le réservoir est en mouvement. C’est-à-dire que les parois de la cuvette 5 vont isoler ou séparer le gaz situé dans la cuvette du liquide situé en-dessous.
  • La cuvette 5 s’étend de préférence selon cette direction principale A.
  • Comme illustré à la , cette cuvette 5 peut être fermée à au moins une de ses extrémités (par exemple aux extrémités longitudinales par liaison étanche avec l’enveloppe 2, par exemple par soudage). La cuvette 5 peut conserver au moins une ouverture de communication avec le reste du volume de l’enveloppe 5, par exemple au niveau de ses bordures longitudinales, le long de la paroi supérieure du réservoir 1.
  • Ainsi, le volume délimité par la cuvette 5 communique avec le reste du volume de stockage du réservoir au niveau d’au moins une bordure supérieure de la cuvette 5.
  • Le volume délimité par la cuvette 5 communique par exemple avec le reste du volume de stockage du réservoir 1 via un interstice ayant une hauteur comprise entre 1mm et 50mm.
  • Par exemple selon une direction perpendiculaire à la hauteur, le volume délimité par la cuvette 5 communique avec le reste du volume de stockage du réservoir via un interstice ayant une longueur comprise entre 50 et 95 % de la longueur de l’enveloppe 2 et de préférence entre 70 et 90% de la longueur.
  • Le volume délimité par la cuvette 5 peut être compris entre 2% et 15% du volume délimité par l’enveloppe 2.
  • Comme illustré, l’ensemble de parois formant la cuvette 5 peut comprendre une paroi 15 définissant le fond de la cuvette (par exemple plan et horizontal). De préférence, ce fond est situé à une première hauteur L1 dans l’enveloppe 2 correspondant à xx% et UU% de la hauteur de l’enveloppe 2. Par exemple, cette première hauteur L1 peut correspondre à un niveau pour un remplissage en liquide de l’enveloppe 2 compris entre 80 et 98% du volume de stockage total, et de préférence entre 90 et 95%. C’est-à-dire que la première hauteur L1 peut être déterminée de façon à atteindre un remplissage de liquide à 90% ou 95% du volume du stockage.
  • L’ensemble de parois formant la cuvette 5 comprend en outre au moins une paroi 25 définissant la bordure supérieure de la cuvette 5 à partir du fond. Cette bordure supérieure est située de préférence à une seconde hauteur L2 dans l’enveloppe 2 et correspond de préférence à 80% et 98% de la hauteur de l’enveloppe 2. La seconde hauteur L2 peut être déterminée selon la géométrie du réservoir. Il est ainsi possible de maximiser la seconde hauteur L2 par ajout de bords sur la cuvette en partie haute. Lorsque le réservoir est plein, la stratification du liquide peut être conservée également avec les parois horizontales ou presque horizontales.
  • Au moins une partie de la paroi formant la bordure supérieure de la cuvette 5 peut être verticale (cf. ) ou évasée vers l’extérieur de la cuvette, ou repliée vers la partie centrale de la cuvette (cf. ).
  • Cette structure permet de maintenir une pression dans le réservoir 1 au-dessus de la pression atmosphérique même si la température du liquide sous-refroidi permettrait théoriquement une baisse de cette pression du fait de la condensation de la phase vapeur. Le niveau du liquide pourra atteindre la première hauteur L1 sans impact sur la pression du réservoir même lors de mouvements du réservoir créant des vagues à la surface libre.
  • La pression sera impactée uniquement lorsque le niveau atteint la seconde hauteur L2 où une partie du liquide pourra couler dans la cuvette 5 retenant la vapeur et partiellement condenser celle-ci.
  • La largeur L3 de la cuvette est de préférence déterminée pour définir le volume requis de gaz lors du transport du réservoir 1.
  • Cette solution permet également de remplacer avantageusement des parois anti-ballotement de liquide traditionnellement installées dans les réservoirs mobiles. En effet, la limitation de la masse de liquide pouvant se mettre en mouvement par les parois horizontales diminue automatiquement l’effet de ballottement du liquide lors des mouvements brusques.
  • Comme illustré, la circuiterie peut comprendre une première conduite 4 de transfert de fluide (liquide et/ou gaz) débouchant dans la cuvette 5 pour le remplissage et/ou le soutirage. Par exemple, un piquage de sortie de vapeur peut être situé à l’intérieur de cette cuvette 5 près de l’une des extrémités (longitudinales). Une seconde conduite 3 peut être prévue pour déboucher dans la partie inférieure de l’enveloppe 2.
  • Comme illustré, la première conduite 4 peut déboucher dans la cuvette 5 par son fond, en transitant dans le volume de stockage du réservoir situé sous la cuvette 5.
  • Lors d’une phase de remplissage du réservoir, la cuvette 5 peut servir de répartiteur du liquide lors d’un remplissage par le haut. La liquide peut être amené dans la cuvette 5 (cf. ).
  • La cuvette 5 se remplit de liquide avant de déborder vers la phase vapeur du réservoir en contre-bas. Ceci peut répartir le liquide sur les parois hautes du réservoir et également à travers la phase vapeur qui pourra se condenser au contact du liquide sous-refroidi. Ce système peut remplacer avantageusement une rampe d’injection dans la partie gaz sans ajouter de perte de charge supplémentaire.
  • Une pente peut être prévue au niveau de la cuvette 5 vers l’extrémité du réservoir opposée à l’arrivée de liquide pour repartir le liquide sur toute la surface ou longueur de la cuvette et du réservoir.
  • Lors d’une phase de pressurisation du réservoir 1, du gaz relativement chaud peut être envoyé par la première conduite 4 en partie haute et peut permettre l’augmentation de la pression du réservoir. Ce gaz chaud peut être généré par la vaporisation de liquide dans un échangeur ou par via d’autres sources de gaz. La solution proposée limite la dispersion du gaz chaud vers le bas du réservoir et vers le liquide en l’amenant dans la cuvette 5. Ainsi, seules la partie haute du réservoir et la cuvette 5 seront réchauffées lors de cette opération (ou plus réchauffées que le reste).
  • Lors d’une phase de dépressurisation la réduction de la pression (notamment après vidange du réservoir) pourra également être améliorée si la stratification de température est maintenue par ce dispositif. En effet, le gaz chaud prélevé au niveau de la cuvette 5 sera le premier à sortir du réservoir alors que le gaz froid venant de la partie basse refroidira le bac et les parois avant de sortir par la tuyauterie 4. Une partie de l’énergie injectée lors de la pressurisation sera alors sortie du réservoir par ce dispositif. Afin d’atteindre la même pression résiduelle, la quantité de gaz retiré du réservoir sera relativement réduite.
  • Comme illustré aux et , le réservoir 1 peut comprendre en plus une ou plusieurs parois 13 déflectrices dans le volume de stockage qui s’étendent de façon décalée selon une direction A principale longitudinale, pour forcer le fluide à réaliser au moins un aller-retour selon cette direction A principale lors de son transit entre l’extrémité inférieure et l’extrémité supérieure du volume 2 de stockage. Au moins une partie des parois 13 déflectrices peuvent être situées dans la moitié inférieure du volume de stockage pour être immergées dans la phase liquide du gaz liquéfié lorsque le réservoir contient du gaz liquéfié.
  • Dans des configurations possibles :
    • les parois 13 déflectrices s’étendent sur une partie du volume de stockage selon la direction A principale à partir d’une extrémité de l’enveloppe 2,
    • les parois 13 déflectrice sont horizontales ou sensiblement horizontales en configuration d’utilisation du réservoir 1,
    • les parois 13 déflectrices s’étendent horizontalement selon toute la section du volume de stockage,
    • le réservoir comporte un nombre impair de parois 13 déflectrices, notamment trois parois 13 déflectrices,
    • le réservoir comporte un orifice de remplissage et/ou de soutirage situé en partie inférieure d’une extrémité longitudinale de l’enveloppe 2,
    • le réservoir comporte un orifice de remplissage et/ou de soutirage situé en partie supérieure d’une extrémité longitudinale de l’enveloppe 2,
    • le réservoir comporte un orifice de remplissage ou de soutirage de fluide situé à une extrémité longitudinale et à une hauteur intermédiaire entre les parties supérieure et inférieure du volume de stockage,
    • au moins une partie des parois 13 déflectrices est composée de matériau souple, notamment plus léger que le matériau constitutif de l’enveloppe 2,
  • - selon un plan transversal à la direction A principale la cuvette 5 est centrée, c’est-à-dire positionnée centrée par rapport à l’axe vertical médian qui sépare en deux moitié de volume du réservoir,
  • - la cuvette peut en outre être symétrique longitudinalement et/ou transversalement (par exemple selon un plan parallèle à la direction A principale et/ou selon un plan perpendiculaire la direction A principale),
  • - la hauteur de l’interstice entre l’extrémité supérieure de la cuvette et la paroi supérieure de l’enveloppe étanche n’est pas fixe selon la direction principale (par exemple augmentation de cette hauteur lorsqu’on s'éloigne de l'alimentation du gaz c’est-à-dire l’endroit où la première conduite de transfert débouche dans la cuvette), ceci permet une meilleure répartition du fluide.

Claims (15)

  1. Réservoir mobile de stockage et de livraison de gaz liquéfié, notamment d’hydrogène liquéfié, comprenant une enveloppe (2) étanche délimitant un volume de stockage entre une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, l’enveloppe (2) s’étendant selon une direction (A) principale qui est horizontale en configuration d’utilisation du réservoir (1), l’enveloppe (2) étant entourée d’une autre enveloppe avec un espacement isolé thermiquement sous vide, le réservoir (1) comprenant une circuiterie (3, 4) reliée fluidiquement avec le volume de stockage pour le remplissage et/ou le soutirage de fluide, caractérisé en ce qu’il comprend, dans le volume de stockage, un ensemble de parois (15, 25) formant une cuvette (5) située dans la partie supérieure du volume de stockage et ouverte en direction de l’extrémité supérieure du volume de stockage, la cuvette (5) s’étendant selon la direction principale (A) le volume délimité par la cuvette (5) communiquant avec le reste du volume de stockage du réservoir au niveau d’au moins une bordure supérieure de la cuvette (5).
  2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume délimité par la cuvette (5) communique avec le reste du volume de stockage du réservoir via un interstice ayant une hauteur comprise entre 1mm et 50mm.
  3. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le volume délimité par la cuvette (5) est compris entre 2% et 15 % du volume délimité par l’enveloppe (2).
  4. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le l’ensemble de parois (15, 25) formant la cuvette (5) comprend une paroi (15) définissant le fond de la cuvette, ledit fond étant situé à une première hauteur (L1) dans l’enveloppe (2) correspondant à 75% et 95% de la hauteur de l’enveloppe (2).
  5. Réservoir selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première hauteur (L1) correspond à un niveau pour un remplissage en liquide de l’enveloppe (2) compris entre 80 et 98% du volume de stockage, et de préférence entre 90 et 95%.
  6. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’ensemble de parois (15, 25) formant la cuvette (5) comprend au moins une paroi (25) définissant la bordure supérieure de la cuvette (5), ladite bordure supérieure étant située à une seconde hauteur (L2) dans l’enveloppe correspondant de préférence à 80% et 98% de la hauteur de l’enveloppe (2).
  7. Réservoir selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’au moins une partie de la bordure supérieure de la cuvette (5) est verticale et/ou orientée vers la partie centrale de la cuvette (5).
  8. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le réservoir (1) comprenant une ou plusieurs parois (13) déflectrices dans le volume de stockage qui s’étendent de façon décalée selon une direction (A) principale qui est perpendiculaire à la hauteur, pour forcer le fluide à réaliser au moins un aller-retour selon cette direction (A) principale lors de son transit entre l’extrémité inférieure et l’extrémité supérieure du volume (2) de stockage.
  9. Réservoir selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’au moins une partie des parois (13) déflectrices sont situées dans la moitié inférieure du volume de stockage pour être immergées dans la phase liquide du gaz liquéfié lorsque le réservoir contient du gaz liquéfié.
  10. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la ou les parois (13) déflectrice(s) sont composées de matériau souple, notamment plus léger que le matériau constitutif de l’enveloppe (2).
  11. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu’au moins une partie de l’ensemble de paroi(s) formant la cuvette (5) est composée de matériau souple, notamment plus léger que le matériau constitutif de l’enveloppe (2).
  12. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la circuiterie (3, 4) comprend une première conduite (4) de transfert débouchant dans la cuvette (5), cette première conduite (4) de transfert débouchant dans la cuvette (5) transitant éventuellement dans le volume de stockage de l’enveloppe en dessous de la cuvette (5).
  13. Réservoir selon la revendication 12, caractérisé en ce que la hauteur de l’interstice entre l’extrémité supérieure de la cuvette (5) et la paroi supérieure de l’enveloppe étanche n’est pas fixe selon la direction principale, par exemple cette hauteur augmente lorsqu’on s'éloigne de l'alimentation du gaz c’est-à-dire l’endroit où la première conduite (4) de transfert débouche dans la cuvette (5).
  14. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que, selon un plan transversal à la direction A principale, la cuvette (5) est centrée, c’est-à-dire positionnée centrée par rapport à l’axe vertical médian qui sépare en deux moitié de volume du réservoir et/ou la cuvette est symétrique longitudinalement et/ou transversalement.
  15. Procédé de transfert de fluide dans un réservoir selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 comprenant au moins l’une parmi : une étape de remplissage du réservoir (1) avec du liquide via la première conduite (4), une étape de transfert de gaz dans le réservoir (1) via la première conduite (4), une étape de soutirage de gaz du réservoir (1) via la première conduite (4).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7604711A (nl) * 1976-05-04 1977-11-08 Bk Gas Bv Houder voor vloeibaar brandbaar gas, in het bijzonder gastank voor gasvormige motorbrand- stof voor automobielen.
US4427045A (en) * 1980-11-28 1984-01-24 Headrick Richard T Surge dampening baffle for liquid storage tanks
DE4328962A1 (de) * 1993-08-27 1995-03-02 Linde Ag Speicherbehälter
GB0519886D0 (en) * 2005-09-29 2005-11-09 Air Prod & Chem A storage vessel for cryogenic liquid
GB2452910B (en) * 2007-09-18 2012-11-21 T Baden Hardstaff Ltd Storage tank assembly
FR2944577B1 (fr) * 2009-04-15 2013-09-20 New Generation Natural Gas Isolation, sous atmosphere d'argon, de reservoirs de gaz liquefies a double paroi
US20130008185A1 (en) * 2011-07-07 2013-01-10 Newman Michael D Cryogen cylinder
US11262026B2 (en) * 2018-12-07 2022-03-01 Chart Inc. Cryogenic liquid dispensing system having a raised basin

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