EP4471320A1 - Tour destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve destinée à contenir un gaz liquéfié - Google Patents

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EP4471320A1
EP4471320A1 EP24178947.8A EP24178947A EP4471320A1 EP 4471320 A1 EP4471320 A1 EP 4471320A1 EP 24178947 A EP24178947 A EP 24178947A EP 4471320 A1 EP4471320 A1 EP 4471320A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
tower
adaptation
tank
masts
spacings
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
EP24178947.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas LEROUX
Florian BARDIN
Antoine BEAUQUET
Emmanuel HIVERT
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
Publication of EP4471320A1 publication Critical patent/EP4471320A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F17C2270/0105—Ships
    • F17C2270/0107—Wall panels

Definitions

  • the invention relates to the field of storage and/or transport of liquefied gas and more particularly concerns a tower for loading and/or unloading liquefied gas into a tank intended for this use.
  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks for storing and/or transporting liquefied gas at low temperature, such as tanks for transporting Liquefied Natural Gas (LNG) at approximately -162°C at atmospheric pressure, Liquid Hydrogen (LH 2 ) at -253°C at atmospheric pressure, Ammonia (NH 3 ) at -30°C at atmospheric pressure or Liquefied Petroleum Gas (also called LPG) having for example a temperature between -50°C and 0°C.
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • LH 2 Liquid Hydrogen
  • NH 3 Ammonia
  • LPG Liquefied Petroleum Gas
  • these tanks can be installed on land or on a floating structure. In the case of a floating structure, the tank can be intended for transporting liquefied gas or for receiving liquefied gas used as fuel for the propulsion of the floating structure.
  • the tower intended for loading and/or unloading comprises, for example, a tripod structure, i.e. it comprises three vertical masts which are fixed to each other by horizontal crosspieces distributed at regular intervals along the masts and diagonal crosspieces connecting the masts in pairs between the horizontal crosspieces.
  • Each of the vertical masts is hollow.
  • Two of the masts form a line for unloading the tank and are for this purpose each associated with an unloading pump carried by the tower, near its lower end.
  • the third mast forms an emergency well allowing the descent of an emergency pump and an unloading line in the event of failure of the other unloading pumps.
  • the tower also carries loading lines which do not constitute one of the three masts.
  • the tower intended for loading and/or unloading the tank extends over the entire depth of the tank.
  • tanks intended for the transport and/or storage of liquefied gas can have different sizes depending on the use for which they are intended.
  • LNG tanks intended to transport liquefied gas have larger dimensions than tanks in which liquefied gas is stored as fuel for the needs of the ship, in particular for its propulsion.
  • the distance between the first horizontal crosspieces and the upper ends of the tower masts varies from one tower to another depending on its total height.
  • This variation in distance between the first horizontal crosspieces and the upper ends of the masts can in particular lead to difficulties of use when working in the tank when this distance is reduced: access to the platform allowing work in the tank can be made difficult when the first horizontal crosspieces are too close to the ceiling wall of the tank.
  • the tower when used at sea in a storage tank for the transport of liquefied gas or in a storage tank for liquefied gas used as fuel, the tower is subjected to significant mechanical stresses, linked on the one hand to the temperature changes caused by the loading/unloading of the liquefied gas and on the other hand to the phenomena of sloshing of the cargo, called "sloshing" in English. These phenomena are likely to be very violent inside the tank and consequently to generate significant forces in the tank and in particular on its equipment, such as the tower intended for loading and/or unloading the liquefied gas.
  • the variation in the distance between the first crosspieces and the ceiling wall of the tank can thus make the structural validation of the tower complex with regard to the mechanical and thermal constraints that it must be able to withstand.
  • An idea underlying the invention is to provide a tower intended for loading and/or unloading liquefied gas from the tank, the geometry of which allows the height of the tower to be adapted by simple modifications to be made and managed.
  • the invention proposes a tower intended for loading and/or unloading a tank intended to contain a liquefied gas, the tower comprising at least two hollow masts which extend parallel in a longitudinal direction, the masts being connected by reinforcing structures, each reinforcing structure comprising at least one crosspiece and extending perpendicular to said longitudinal direction, the reinforcing structures being distributed along the masts while being spaced apart by spacings located between the adjacent reinforcing structures along the masts, the reinforcing structures being distributed such that the spacings comprise a plurality of normal spacings having a normal spacing distance, and a number equal to one or two of adaptation spacings having an adaptation spacing distance different from said normal spacing distance.
  • such a tower may include one or more of the following features.
  • each reinforcement structure comprises a number of crosspieces equal to the number of masts, said crosspieces of each reinforcement structure being arranged according to a planar polygon.
  • the masts form with the reinforcement structures a right prism whose base is the plane polygon drawn by the extreme reinforcement structures.
  • the stability of the tower is ensured.
  • the normal spacing distance is the same for all normal spacings.
  • said or each adaptation spacing is arranged between a first subset of the normal spacings and a second subset of the normal spacings.
  • the modification of the geometry of the tower is advantageously located at a distance from the longitudinal ends of the tower.
  • the modification of the geometry of the tower is furthermore preferentially located near a median plane located midway between the extreme reinforcement structures.
  • said or each adaptation spacing is delimited by a median reinforcing structure, the median reinforcing structure being arranged such that a number of reinforcing structures located above said median reinforcing structure and a number of reinforcing structures located below said median reinforcing structure have a difference less than or equal to 1.
  • the adaptation spacing or the two adaptation spacings are thus located near the middle in height of the part of the tower comprising the reinforcement structures.
  • the tower comprises two adaptation spacings, and the adaptation spacing distances of said two adaptation spacings are the same or different.
  • said two adaptation spacings are adjacent in the longitudinal direction.
  • the height adaptation of the tower is thus carried out in a single region of the tower located over a limited extent of the tower in the longitudinal direction D. The manufacture and assembly of the tower are facilitated.
  • a said adaptation spacing distance is strictly less than said normal spacing distance.
  • said normal spacing distance is between 1500 and 3000 millimeters.
  • the adaptation spacing distance is strictly greater than a minimum value of the normal spacing distance and less than or equal to a maximum value of the normal spacing distance.
  • the minimum and maximum values of the normal spacing distance are for example equal to 1500 and 3000 millimeters (mm). For each tower according to the invention, the normal spacing distance is constant and between said minimum and maximum values.
  • the adaptation spacing distance is greater than said normal spacing distance.
  • At least four reinforcement structures are provided.
  • the distance between a longitudinal end of the tower and an extreme reinforcement structure closest to said longitudinal end is determined by taking into account a total height of the tower, the thermal and mechanical resistance constraints thereof as well as the space constraints linked to the installation of the tower in the tank.
  • a number of adaptation spacings and/or the adaptation spacing distance is determined as a function of a distance between one or each longitudinal end of the tower and an extreme reinforcement structure closest to that longitudinal end, said normal spacing distance and a total height of the tower.
  • the tower further comprises additional crosspieces connecting the masts two by two between said reinforcement structures, in directions oblique to the longitudinal direction.
  • At least one said additional crosspiece is arranged in each of the spaces located between the reinforcement structures of the tower.
  • At least one additional crosspiece is provided in each adaptation space.
  • the invention also relates to a sealed and thermally insulating tank for storing liquefied gas, comprising a tower as described above, in which an upper end of said tower is suspended from a ceiling wall of the tank, said tank further comprising at least one pump supported by said tower, for loading or unloading the tank.
  • such a tank may comprise one or more of the following features.
  • the distance between the ceiling wall of the tank and an extreme reinforcement structure closest to the upper end of the tower is between 1.5 and 6 meters, preferably between 1.7 and 5.5 meters, preferably equal to 2.7 meters.
  • a distance between the lower longitudinal end of the tower and an extreme reinforcing structure closest to the lower longitudinal end of the tower is between 4.7 and 4.9 meters.
  • Such a tank may be part of a land-based storage facility, for example for storing LNG, or installed in a floating, coastal or deep-water structure, including an LNG carrier, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • FSRU floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • Such a tank may also serve as a fuel tank in any type of vessel.
  • the invention also relates to a vessel for transporting liquefied gas comprising a double hull and a tank as described above arranged in the double hull.
  • the invention also provides a transfer system for liquefied gas, the system comprising the aforementioned vessel, insulated pipes arranged so as to connect the tank arranged in the double hull of the vessel to a floating storage installation or land and a pump to drive a flow of liquefied gas through insulated pipelines from or to the floating or land storage facility to or from the vessel's tank.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a liquefied gas is conveyed through insulated pipes from or to a floating or land-based storage facility to or from the vessel's tank.
  • an orthonormal reference frame defined by three axes x, y and z is used to describe the tower and the tank.
  • the x axis corresponds to a longitudinal axis of the ship, oriented towards the front thereof and the y axis corresponds to a transverse axis perpendicular to the longitudinal axis of the ship, substantially horizontal when the tank is in place in a ship floating on a calm sea.
  • the z axis corresponds to a transverse axis, perpendicular to the longitudinal axis of the ship, substantially vertical when the tank is in place in a ship floating on a calm sea.
  • the term "front” will be used in reference to the front of the ship when the tank provided with the tower according to the invention is arranged in a ship.
  • a sealed and thermally insulating tank 1 for storing liquefied gas which is equipped with a tower 2 intended for loading/unloading according to the invention, in particular allowing the liquefied gas to be loaded into the tank 1 and/or unloaded.
  • Liquefied gas may in particular be liquefied natural gas (LNG), i.e. a gas mixture comprising mainly methane and one or more other hydrocarbons, such as ethane, propane, n-butane, i-butane, n-pentane, i-pentane, neopentane, and nitrogen in small proportions.
  • LNG liquefied natural gas
  • Liquefied gas can also be ethane or liquefied petroleum gas (LPG), which is a mixture of hydrocarbons from petroleum refining, mainly comprising propane and butane.
  • LPG liquefied petroleum gas
  • Liquefied natural gas is stored at a temperature of approximately -162°C at atmospheric pressure.
  • the liquefied natural gas can be liquid hydrogen ( LH2 ) stored at -253°C at atmospheric pressure, or ammonia ( NH3 ) stored at -30°C at atmospheric pressure.
  • LH2 liquid hydrogen
  • NH3 ammonia
  • the tank 1 is for example anchored in a supporting structure 3 embarked in a ship.
  • the supporting structure 3 is for example formed by the double hull of a ship. but may more generally be formed of any type of rigid partition having suitable mechanical properties. Alternatively, the tank may be self-supporting.
  • Tank 1 may be intended for the transport of liquefied gas or for receiving liquefied gas used as fuel for the propulsion of the ship.
  • the tank 1 is for example a membrane tank.
  • the general structure of such a tank has a polyhedral shape and is well known per se. It will not be fully re-described in all the details here, but we recall below some basic elements of this tank 1 in the case of the embodiment shown more particularly on the figure 1 .
  • each wall successively has, from the outside to the inside, in the thickness direction of the wall, a secondary thermally insulating barrier 4 comprising insulating elements resting against the supporting structure 3, a secondary sealing membrane 5 anchored to the insulating elements of the secondary thermally insulating barrier 4, a primary thermally insulating barrier 6 comprising insulating elements resting against the secondary sealing membrane 5 and a primary sealing membrane 7 anchored to the insulating elements of the primary thermally insulating barrier 5 and intended to be in contact with the fluid contained in the tank 1 ( figure 1 ).
  • each thermally insulating barrier comprises a plurality of juxtaposed rectangular parallelepiped insulating blocks.
  • the insulating blocks can be produced in different ways.
  • each parallelepiped insulating block comprises a box in which the heat-insulating lining is housed, said box comprising a bottom panel and side panels extending between said bottom panel and the cover panel.
  • each parallelepiped insulating block comprises a bottom panel and a cover panel with an intercalated foam block forming said heat-insulating lining.
  • the tower 2 intended for loading and/or unloading liquefied gas from the tank 1 is for example installed in the vicinity of a rear wall 8 of the tank 1, which allows to optimise the quantity of cargo that can be discharged by tower 2 since ships are generally tilted backwards using ballast tanks in a particular way, in particular to limit vibrations ( figure 1 ).
  • Tower 2 is suspended from a ceiling wall 9 of tank 1 ( figure 1 ).
  • the ceiling wall 9 of the tank 1 closes the latter in the upper part.
  • it comprises a wall element of the supporting structure 3.
  • the ceiling wall 9 of the tank 1 comprises, near the rear wall 8, a space of rectangular parallelepiped shape, projecting upwards, called a liquid dome (not shown in the figures).
  • the liquid dome is defined by two transverse walls, front and rear, and by two side walls which extend vertically and project upwards from the ceiling wall 9.
  • the liquid dome further comprises a horizontal cover 10, shown in the Figures 2 to 6 , from which Tower 2 is suspended.
  • the tower 2 has an elongated shape in a longitudinal direction D which extends along the z axis when the tower is installed in the tank 1. It extends between two upper 2A and lower 2B longitudinal ends, over substantially the entire height of the tank 1 ( figure 1 ).
  • the length of tower 2 in this longitudinal direction D will hereinafter be called the height of tower 2.
  • Each of the masts 11, 12, 13 is thus intended to extend substantially vertically when the tower 2 is installed in the tank 1.
  • the tower 2 comprises at least two masts 11, 12, 13 which extend parallel in said longitudinal direction D.
  • the masts 11, 12, 13 are connected by reinforcing structures 20, 25, 26 each comprising at least one crosspiece 21 and extending perpendicular to the longitudinal direction D ( Figures 2 to 6 ).
  • Each reinforcement plane Pi thus extends substantially horizontally when tower 2 is installed in tank 1.
  • Each of the masts 11, 12, 13 is hollow and passes through the ceiling wall 9 of the tank 1 at the level of the cover 10 of the liquid dome.
  • the tower 2 comprises at least three masts 11, 12, 13, and each reinforcement structure 20, 25, 26 comprises a number of crosspieces 21 equal to the number of masts 11, 12, 13.
  • the crosspieces 21 of each reinforcement structure 20, 25, 26 are arranged along the edges of a polygon in said corresponding reinforcement plane Pi.
  • the crosspieces 21 of the reinforcement structure 20, 25, 26 draw the edges of a plane polygon at the vertices of which pass the masts 11, 12, 13.
  • tower 2 has a tripod structure, that is to say it has three vertical masts 11, 12, 13, which are connected to each other by reinforcing structures 20, 25, 26 each comprising three crosspieces 21.
  • the three masts 11, 12, 13 define with the crosspieces 21 a prism with a triangular section. According to one embodiment, two masts 11, 12 of said three masts 11, 12, 13 are arranged at an equal distance from the third mast 13 so that the section of the prism is an isosceles triangle.
  • the three masts can be arranged equidistant from each other so that the prism section is an equilateral triangle.
  • ten reinforcement structures 20, 25, 26 are provided, arranged in the reinforcement planes P1 to P10 ( figure 2 ).
  • the reinforcement structures 20, 25, 26 each comprise three crosspieces 21.
  • the reinforcement planes P1 to P10 here correspond to the average planes of the crosspieces 21.
  • the reinforcement structures 20, 25, 26 are distributed along the masts 11, 12, 13, being spaced apart by spacings EN, EA located between the adjacent reinforcement structures 20, 25, 26 along the masts 11, 12, 13 ( figures 2 And 6 ).
  • a pair CR, CA of adjacent reinforcement structures 20, 25, 26 designates a set of two reinforcement structures 20, 25, 26 arranged side by side along said longitudinal direction D of the tower 2, without another reinforcement structure 20, 25, 26 being interposed between the two reinforcement structures of this pair ( figures 3 And 6 ).
  • the reinforcement structures 20, 25, 26 of one of said pairs CR, CA of reinforcement structures are separated by one of said spacings EN, EA.
  • Each spacing EN, EA extends along the longitudinal direction D of the tower, over a distance called the “spacing distance”. Said spacing distance is measured, for example, between the two reinforcement planes P1-P10 delimiting said spacing EN, EA.
  • the spacings EN, EA are distributed along the longitudinal direction D of tower 2 such that the spacings EN, EA comprise a plurality of normal spacings EN having a normal spacing distance H1, and a number equal to one or two of adaptation spacings EA having an adaptation spacing distance H2 different from said normal spacing distance H1 ( Figures 2 to 6 ).
  • the reinforcing structures 20, 25, 26 are distributed along the masts 11, 12, 13 such that the reinforcing structures 20, 25, 26 of each pair CR of adjacent reinforcing structures 20, 25, 26 along the masts 11, 12, 13 are separated by the normal spacing distance H1 with the exception of only one or two pairs of adjacent reinforcing structures 25, called adaptation pairs CA, the reinforcing structures 25 of each adaptation pair CA being separated, along the masts 11, 12, 13, by the adaptation spacing distance H2.
  • Tower 2 preferably includes a majority of normal EN spacings.
  • the normal spacing distance H1 is preferably the same for all normal spacings EN of tower 2.
  • said or each adaptation spacing EA is arranged between a first subset of the normal spacings EN and a second subset of the normal spacings EN.
  • Each adaptation spacing EA is thus arranged in a central portion of the tower 2, at a distance from its longitudinal ends 2A, 2B.
  • Said one or two adaptation spacings EA are preferably framed by a plurality of normal spacings EN.
  • said or each adaptation spacing EA is arranged halfway between two extreme reinforcement structures 26 of the tower 2.
  • the extreme reinforcing structures 26 include an upper extreme reinforcing structure closest to the upper longitudinal end 2A of the tower 2 and a lower extreme reinforcing structure closest to the lower longitudinal end 2B of the tower 2.
  • a median plane PM of tower 2 is defined as the plane perpendicular to the longitudinal direction D which extends midway between the extreme reinforcing structures 26 of tower 2.
  • Said or each adaptation spacing EA is preferably arranged astride the median plane PM or adjacent to the spacing EN, EA extending astride the median plane PM ( figures 2 , 3 And 5 ).
  • each reinforcement structure 25 arranged such that a number of reinforcement structures 20, 25, 26 located above said median reinforcing structure 25 along the longitudinal direction D and a number of reinforcing structures 20, 25, 26 located below said median reinforcing structure 25 along the longitudinal direction D have a difference less than or equal to 1.
  • Tower 2 therefore has between one and three median reinforcement structures 25.
  • each of said one or two adaptation pairs CA then comprises at least one median reinforcement structure 25, such that said or each adaptation spacing EA is delimited by at least one median reinforcement structure 25.
  • said or each adaptation spacing EA is arranged near a transverse plane at mid-height of the tower defined at mid-distance from the longitudinal ends 2A, 2B of the tower 2.
  • said or each adaptation spacing EA is more particularly arranged in a central portion of the tower 2 located at a distance from its two longitudinal ends 2A, 2B.
  • This has the advantage of allowing a simplified design of the towers 2 of different heights intended for tanks 1 of different depths. As will be described in more detail later, it is then possible to fix the geometry of the ends of the towers of different heights in order to locate the structural modifications imposed by the variation of the total height of the tower 2 in the central portion of each tower 2.
  • the adaptation spacing distances H2 of said two adaptation spacings are different.
  • said two adaptation spacings EA are adjacent in the longitudinal direction D.
  • the tower may comprise two adaptation spaces arranged symmetrically with respect to the median plane or the transverse plane at mid-height of the tower.
  • each adaptation spacing distance H2 is strictly less than said normal spacing distance H1.
  • said normal spacing distance H1 is between a minimum value equal to 1500 millimeters (mm) and a maximum value equal to 3000 millimeters (mm). It is for example equal to 1838 mm, which is a standard distance.
  • the normal spacing distance H1 is greater than 1838 mm, for example strictly greater than 1838 mm and less than or equal to 3000 mm.
  • the adaptation spacing distance H2 separating the reinforcement structures 25 of at least one of said one or two adaptation pairs CA is strictly greater than the minimum value of said normal spacing distance H1 and less than or equal to its maximum value.
  • the maximum value is for example equal to 3000 millimeters.
  • a spacing between the reinforcing structures 20, 25, 26 of at most 3000 mm is envisaged.
  • the adaptation spacing distance H2 can be greater than the normal spacing distance H1 while remaining less than 3000 mm.
  • the adaptation spacing distance H2 can be greater than the normal spacing distance H1.
  • the adaptation spacing distance H2 may also be less than the normal spacing distance H1.
  • Tower 2 is preferably between 15 and 50 meters long. At least four reinforcement structures 20, 25, 26 are planned.
  • the distance between each longitudinal end 2A, 2B of the tower 2 and the extreme reinforcement structure 26 closest to this longitudinal end 2A, 2B is predetermined by taking into account a total height HT of the tower ( figure 4 ), the thermal and mechanical resistance constraints of the latter as well as the space constraints linked to the installation of tower 2 in tank 1.
  • a number of adaptation spacings EA and/or the adaptation spacing distance H2 is determined as a function of this distance between one or each longitudinal end 2A, 2B of the tower 2 and an extreme reinforcement structure 26 closest to this longitudinal end 2A, 2B, of said normal spacing distance H1 and of a total height HT of the tower 2.
  • the “adjustment zone” the area of the tower accommodating the EA adaptation spacing(s).
  • the number of normal spacings EN of tower 2 is maximized to obtain a height adjustment zone whose height is greater than 1500 mm, and less than twice the normal spacing distance H1 of tower 2.
  • the tower includes only one adaptation spacing EA. There is therefore also only one adaptation couple CA.
  • the latter then comprises two adaptation spacings EA.
  • Each of the two adaptation spacings EA preferably has an adaptation spacing distance corresponding to half the height of the adjustment zone determined previously.
  • the height of the adjustment zone depends on the overall height of the tower, the distance between each extreme reinforcement structure 26 and the nearest longitudinal end of the tower 2 and the normal spacing distance H1.
  • the total height HT of the tower is for example an overall height of the tower.
  • the tower 2 further comprises additional crosspieces 22 fixed to the masts between said reinforcement structures 20, 25, 26, in directions oblique to the longitudinal direction D.
  • At least one of said additional crosspieces 22 is provided in each spacing EA, EN.
  • a number of additional crosspieces 22 equal to the number of masts 11, 12, 13 is provided between the reinforcement structures 20, 25, 26 of each pair CR, CA of adjacent reinforcement structures.
  • additional crosspieces 22 are preferably provided connecting the masts 11, 12, 13 two by two in each adaptation spacing EA.
  • the additional crosspieces 22 extend diagonally between the crosspieces 21 of the reinforcement structures 25 delimiting said or each adaptation spacing EA.
  • the additional crosspieces 22 form a lattice with the crosspieces 21 of the reinforcement structures 20, 25, 26.
  • the adaptation spacing distance H2 is also determined as a function of the predefined distances between each longitudinal end 2A, 2B of the tower 2 and the extreme reinforcement structure 26 closest to this longitudinal end 2A, 2B, and/or as a function of the normal spacing distance H1.
  • the extreme reinforcement structure 26 closest to the upper longitudinal end 2A of tower 2 is placed at a distance of 2700 mm from this upper longitudinal end 2A.
  • the extreme reinforcement structure 26 closest to the lower longitudinal end 2B of the tower 2 is placed at a distance of 4800 mm from this lower longitudinal end 2B.
  • the normal spacing distance H1 is for example equal to the maximum value of the normal spacing distance, i.e. here 3000 mm.
  • the number of normal spacings EN of tower 2 is maximized and the adaptation spacing distance EA is greater than or equal to a value of 1500 mm which corresponds to the minimum value of the normal spacing distance.
  • the height adjustment area of tower 2 then extends over 3696 mm. Since the height of this adjustment area is greater than the maximum value of the normal spacing distance, i.e. 3000 mm, two adaptation spacings EA corresponding to two adaptation couples CA are placed in the adjustment area.
  • each adaptation spacing EA is equal to half the height of the adjustment zone, i.e. here 1848 mm.
  • These adaptation spacings EA are arranged side by side and placed substantially close to the median plane PM of tower 2 or halfway between the extreme reinforcement structures 26.
  • the normal spacings EN are distributed on either side of the adaptation spacings EA with four normal spacings EN above the adaptation spacings EA and three normal spacings EN below the adaptation spacings EA.
  • tower 2 from the top of tower 2 to the bottom, it comprises an extreme reinforcement structure 26 closest to the upper longitudinal end 2A of the tower placed 2700 mm from this upper longitudinal end 2A, then reinforcement structures 20, 25 delimiting, with this extreme reinforcement structure 26, four normal spacings EN having said normal spacing distance H1 equal to 3000 mm, then two adaptation spacings EA each having an adaptation spacing distance H2 equal to 1848 mm, then three normal spacings EN having said normal spacing distance H1 equal to 3000 mm, the last normal spacing closest to the lower longitudinal end of tower 2 being partially delimited by the extreme reinforcement structure 26 closest to the lower longitudinal end 2B of tower 2 placed 4800 mm from this longitudinal end. lower 2B.
  • Tower 2 is then manufactured in accordance with the geometry of tower 2 determined using the design method according to the invention.
  • the tower 2 according to the invention is manufactured for example outside the tank 1.
  • sections of masts are welded together to form the masts 11, 12, 13.
  • the crosspieces 21 are assembled by welding to first two of the masts 11, 12, 13 at the determined positions, flat.
  • the additional crosspieces 22 are added between these first two masts.
  • the third mast is assembled to the other two using the crosspieces 21 and the appropriate additional crosspieces 22.
  • the accessories are fixed to the tower 2 thus formed.
  • the invention also relates to the sealed and thermally insulating tank 1 for storing liquefied gas comprising the tower 2 as described above.
  • tower 2 is suspended, at one of its longitudinal ends, from the ceiling wall 9 of tank 1. It is fixed to a base 30 at its other longitudinal end.
  • the tank 1 according to the invention further comprises at least one pump 40 supported by said tower 2, for loading or unloading the tank 1.
  • at least one pump 40 supported by said tower 2, for loading or unloading the tank 1.
  • two pumps 40 are provided which are housed between the base 30 of the tower 2 and the extreme reinforcement structure 26 closest to this base 30 ( figure 6 ).
  • two of the masts 11, 12 form an unloading line for the tank 1 and are each associated with one of the unloading pumps 40 for this purpose.
  • the third mast 13 forms an emergency well allowing the descent of an emergency pump and an unloading line in the event of failure of the other unloading pumps.
  • the distance between the ceiling wall 9 of the tank 1 and the extreme reinforcement structure 26 closest to the upper longitudinal end 2A of the tower 2 is between 1.5 and 6 meters, preferably between 1.7 and 5.5 meters, preferably equal to 2.7 meters.
  • the distance between the ceiling wall 9 of the tank 1 and the extreme reinforcement structure 26 closest to the upper longitudinal end 2A of the tower 2 for a tank corresponding to the Mark III ® product is between 2 and 4.5 meters.
  • the distance between the ceiling wall 9 of the tank 1 and the extreme reinforcement structure 26 closest to the upper longitudinal end 2A of the tower 2 for a tank corresponding to the product NO96 ® is between 2 and 5.5 meters.
  • the distance between the ceiling wall 9 of the tank 1 and the extreme reinforcement structure 26 closest to the longitudinal end upper 2A of tower 2 for a tank corresponding to the Mark III ® product for ships powered by liquefied gas is between 1.7 and 4.2 meters.
  • the distance between the ceiling wall 9 of the tank 1 and the extreme reinforcement structure 26 closest to the upper longitudinal end 2A of the tower 2 is equal to 2700 mm for a set of towers 2 adapted to different types of tank.
  • the distance between the base 30 and the extreme reinforcing structure 26 closest to the lower longitudinal end 2B of the tower 2 is between 4.7 and 4.9 meters.
  • the invention also relates to a ship 70 for transporting a liquefied gas, the ship comprising a double hull 72 and a tank 1 as described above arranged in the double hull.
  • a view of this vessel 70 shows the watertight and thermally insulating tank 1 of generally prismatic shape, mounted in the double hull 72 of the vessel.
  • loading/unloading pipelines 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 1.
  • a transfer system for a liquefied gas comprising the ship 70, insulated pipes 73, 79, 76, 81 arranged so as to connect the tank 1 arranged in the double hull of the ship to a floating or land-based storage facility 77 and a pump for driving a flow of liquefied gas through the insulated pipes from the floating or land-based storage facility to the tank of the ship or from the tank of the ship to the floating or land-based storage facility.
  • a liquefied gas is conveyed through insulated pipes 73, 79, 76, 81 from a floating or land-based storage facility 77 to the tank 1 of the ship 70 or from the tank 1 of the ship 70 to the floating or land-based storage facility 77.
  • FIG. 7 shows an example of a marine terminal comprising a loading and unloading station 75, a subsea pipeline 76 and a land-based installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed offshore installation comprising a movable arm 74 and a vertical pipeline 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can be connected to the loading/unloading pipes 73.
  • the movable orientable arm 74 adapts to all sizes of LNG carriers.
  • a connecting pipe, not shown, extends inside the vertical pipe 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the LNG carrier 70 from or to the onshore installation 77.
  • the latter comprises liquefied gas storage tanks 80 and connecting pipes 81 connected by the subsea pipe 76 to the loading or unloading station 75.
  • the subsea pipe 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the onshore installation 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG carrier 70 at a great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and/or pumps equipping the onshore installation 77 and/or pumps equipping the loading and unloading station 75 are used.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne une tour (2) destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve (1) destinée à contenir un gaz liquéfié, la tour comprenant au moins deux mâts (11, 12, 13) creux qui s'étendent parallèlement selon une direction longitudinale (D), les mâts étant reliés par des structures de renfort (20, 25, 26), chaque structure de renfort comprenant au moins une traverse (21) et s'étendant perpendiculairement à ladite direction longitudinale, les structures de renfort étant réparties le long des mâts en étant espacées par des espacements (EN, EA) situés entre les structures de renfort adjacentes le long des mâts, les structures de renfort étant distribuées de sorte que les espacements comportent une pluralité d'espacement normaux (EN) présentant une distance d'espacement normale (H1), et un nombre égal à un ou deux d'espacements d'adaptation (EA) présentant une distance d'espacement d'adaptation (H2) différente de ladite distance d'espacement normale.

Description

    Domaine technique
  • L'invention se rapporte au domaine du stockage et/ou transport d'un gaz liquéfié et concerne plus particulièrement une tour permettant de charger et/ou décharger du gaz liquéfié dans une cuve destinée à cet usage.
  • En particulier, l'invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport de gaz liquéfié à basse température, telles que des cuves pour le transport de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à environ -162°C à pression atmosphérique, d'Hydrogène liquide (LH2) à -253°C à pression atmosphérique, d'ammoniaque (NH3) à -30°C à pression atmosphérique ou de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant par exemple une température comprise entre -50°C et 0°C. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d'un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l'ouvrage flottant.
    • Arrière-plan technologique
  • Dans l'état de la technique, il est connu des cuves étanches et thermiquement isolantes de stockage de gaz naturel liquéfié (GNL) embarquées dans un navire et équipées d'une tour pour leur chargement et/ou déchargement. Cette tour s'étend verticalement dans la cuve, entre un fond de cette cuve et un plafond de celle-ci.
  • La tour destinée au chargement et/ou déchargement comporte par exemple une structure tripode, c'est-à-dire qu'elle comporte trois mâts verticaux qui sont fixés les uns aux autres par des traverses horizontales réparties à intervalles réguliers le long des mâts et des traverses diagonales reliant deux à deux les mâts entre les traverses horizontales. Chacun des mâts verticaux est creux. Deux des mâts forment une ligne de déchargement de la cuve et sont pour ce faire chacun associé à une pompe de déchargement portée par la tour, à proximité de son extrémité inférieure. Le troisième mât forme quant à lui un puits de secours permettant la descente d'une pompe de secours et d'une ligne de déchargement en cas de défaillance des autres pompes de déchargement. La tour porte également des lignes de chargement qui ne constituent pas l'un des trois mâts.
  • La tour destinée au chargement et/ou déchargement de la cuve s'étend sur toute la profondeur de la cuve. Or, les cuves destinées au transport et/ou au stockage de gaz liquéfié peuvent présenter différentes tailles selon l'usage auquel elles sont destinées. Les cuves de méthanier ayant pour vocation de transporter du gaz liquéfié présentent par exemple de plus grandes dimensions que les cuves dans lesquelles est stocké du gaz liquéfié servant de carburant pour les besoins du navire, notamment pour sa propulsion. En outre, il existe pour chaque usage différents modèles de cuve présentant des dimensions différentes, notamment des profondeurs différentes.
  • Il est donc nécessaire d'adapter la hauteur de la tour à la profondeur de la cuve dans laquelle elle est destinée à être montée.
  • A cet effet, il est connu de modifier la géométrie de la tour uniquement dans sa partie haute, destinée à être fixée à la paroi de plafond de la cuve. Plus précisément, c'est la distance entre les extrémités hautes des mâts de la tour et les premières traverses horizontales, les plus proches de ces extrémités hautes des mâts, qui est modifiée afin d'obtenir des tours de hauteurs différentes. Des traverses horizontales sont ajoutées ou retirées tout en conservant le même intervalle régulier entre toutes les traverses horizontales. Les positions relatives des mâts et des autres traverses horizontales restent inchangées.
  • En conséquence de cette adaptation de la hauteur totale de la tour au niveau de sa partie haute, la distance entre les premières traverses horizontales et les extrémités hautes des mâts de la tour varie d'une tour à une autre en fonction de sa hauteur totale.
  • Cette variation de distance entre les premières traverses horizontales et les extrémités hautes des mâts peut notamment entraîner des difficultés d'utilisation lors de travaux dans la cuve lorsque cette distance est réduite : l'accès à la plateforme permettant les travaux dans la cuve peut être rendu difficile lorsque les premières traverses horizontales sont trop proches de la paroi de plafond de la cuve.
  • En outre, lors de son utilisation en mer dans une cuve de stockage pour le transport de gaz liquéfié ou dans une cuve de stockage pour gaz liquéfié utilisé comme carburant, la tour est soumise à d'importantes contraintes mécaniques, liées d'une part aux changements de température occasionnés par le chargement/déchargement du gaz liquéfié et d'autre part aux phénomènes de ballottement de la cargaison, appelés « sloshing » en langue anglaise. Ces phénomènes sont susceptibles d'être très violents à l'intérieur de la cuve et par conséquent de générer des efforts importants dans la cuve et notamment sur ses équipements, tels que la tour destinée au chargement et/ou au déchargement du gaz liquéfié.
  • La variation de la distance entre les premières traverses et la paroi de plafond de la cuve peut ainsi rendre complexe la validation structurelle de la tour vis-à-vis des contraintes mécaniques et thermiques qu'elle doit pouvoir supporter.
  • Enfin, la variation de la distance entre les premières traverses horizontales et la paroi de plafond de la cuve influence également les efforts que la paroi de plafond de la cuve doit reprendre. Cette variation doit donc également être prise en compte lors de la validation structurelle de la cuve.
  • L'utilisation de tours présentant différentes distances entre les extrémités hautes des mâts et les premières traverses horizontales présente ainsi plusieurs inconvénients.
    • Résumé
  • Une idée à la base de l'invention est de fournir une tour destinée au chargement et/ou déchargement en gaz liquéfié de la cuve dont la géométrie autorise une adaptation de la hauteur de la tour par des modifications simples à réaliser et à gérer.
  • Selon un mode de réalisation, l'invention propose une tour destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve destinée à contenir un gaz liquéfié, la tour comprenant au moins deux mâts creux qui s'étendent parallèlement selon une direction longitudinale, les mâts étant reliés par des structures de renfort, chaque structure de renfort comprenant au moins une traverse et s'étendant perpendiculairement à ladite direction longitudinale, les structures de renfort étant réparties le long des mâts en étant espacées par des espacements situés entre les structures de renfort adjacentes le long des mâts, les structures de renfort étant distribuées de sorte que les espacements comportent une pluralité d'espacements normaux présentant une distance d'espacement normale, et un nombre égal à un ou deux d'espacements d'adaptation présentant une distance d'espacement d'adaptation différente de ladite distance d'espacement normale.
  • Grâce à ces caractéristiques, il est possible d'obtenir des tours présentant différentes hauteurs totales sans modifier la distance entre les extrémités hautes des mâts et la structure de renfort la plus proche de ces extrémités hautes. Il est possible, pour faire varier la hauteur totale de la tour, d'ajouter ou de retirer des structures de renfort, et de localiser les modifications structurelles sur un ou deux couples de structures de renfort délimitant le ou les espacements d'adaptation. Ainsi, les inconvénients liés à la distance variable entre l'extrémité haute des mâts et la structure de renfort la plus proche de cette extrémité haute sont éliminés. En outre, la validation structurelle de la tour est simplifiée.
  • Selon des modes de réalisation, une telle tour peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
  • Selon un mode de réalisation, la tour comprenant au moins trois mâts, chaque structure de renfort comporte un nombre de traverses égale au nombre de mâts, lesdites traverses de chaque structure de renfort étant disposées selon un polygone plan.
  • Ainsi, les mâts forment avec les structures de renfort un prisme droit dont la base est le polygone plan dessiné par les structures de renfort extrêmes. La stabilité de la tour est assurée.
  • Selon un mode de réalisation, la distance d'espacement normale est la même pour tous les espacements normaux.
  • Selon un mode de réalisation, il est prévu trois mâts et chaque structure de renfort comporte trois traverses.
  • Selon un mode de réalisation, ledit ou chaque espacement d'adaptation est disposé entre un premier sous-ensemble des espacements normaux et un deuxième sous-ensemble des espacements normaux.
  • Selon un mode de réalisation, ledit ou chaque espacement d'adaptation est disposé à mi-chemin entre deux structures de renfort extrêmes de la tour.
  • Ainsi, la modification de la géométrie de la tour est avantageusement localisée à distance des extrémités longitudinales de la tour. La modification de la géométrie de la tour est en outre préférentiellement localisée à proximité d'un plan médian situé à mi-distance entre les structures de renfort extrêmes.
  • Selon un mode de réalisation, ledit ou chaque espacement d'adaptation est délimité par une structure de renfort médiane, la structure de renfort médiane étant disposée de telle sorte qu'un nombre de structures de renfort situées au-dessus de ladite structure de renfort médiane et un nombre de structures de renfort situées en dessous de ladite structure de renfort médiane ont une différence inférieure ou égale à 1.
  • L'espacement d'adaptation ou les deux espacements d'adaptation sont ainsi situés à proximité du milieu en hauteur de la partie de la tour comportant les structures de renfort.
  • Selon un mode de réalisation, la tour comprend deux espacements d'adaptation, et les distances d'espacement d'adaptation desdits deux espacements d'adaptation sont identiques ou différentes.
  • Lorsque les distances d'adaptation desdits deux espacements d'adaptation sont identiques, il est possible de répartir les espacements d'adaptation de manière symétrique par exemple par rapport au plan médian. La fabrication et le montage de la tour sont simplifiés. La répartition des efforts mécaniques sur la tour est améliorée.
  • Lorsque les distances d'adaptation desdits deux espacements d'adaptation sont différentes, la fixation des équipements sur la tour peut être plus aisée.
  • Selon un mode de réalisation, lesdits deux espacements d'adaptation sont adjacents dans la direction longitudinale. L'adaptation en hauteur de la tour est ainsi réalisée dans une seule région de la tour localisée sur une étendue limitée de la tour selon la direction longitudinale D. La fabrication et le montage de la tour sont facilités.
  • Selon un mode de réalisation, une dite distance d'espacement d'adaptation est strictement inférieure à ladite distance d'espacement normale.
  • La validation structurelle de la tour est simplifiée.
  • Selon un mode de réalisation, ladite distance d'espacement normale est comprise entre 1500 et 3000 millimètres.
  • Selon un mode de réalisation, la distance d'espacement d'adaptation est strictement supérieure à une valeur minimale de la distance d'espacement normale et inférieure ou égale à une valeur maximale de la distance d'espacement normale.
  • Les valeurs minimales et maximales de la distance d'espacement normale sont par exemple égales à 1500 et 3000 millimètres (mm). Pour chaque tour selon l'invention, la distance d'espacement normale est constante et comprise entre lesdites valeurs minimales et maximales.
  • Dans certains modes de réalisation, la distance d'espacement d'adaptation est supérieure à ladite distance d'espacement normale.
  • Selon un mode de réalisation, il est prévu au moins quatre structures de renfort.
  • Selon un mode de réalisation, la distance entre une extrémité longitudinale de la tour et une structure de renfort extrême la plus proche de ladite extrémité longitudinale est déterminée en tenant compte d'une hauteur totale de la tour, des contraintes de résistance thermique et mécanique de celle-ci ainsi que des contraintes d'encombrement liées à l'installation de la tour dans la cuve.
  • Selon un mode de réalisation, un nombre d'espacements d'adaptation et/ou la distance d'espacement d'adaptation est déterminé en fonction d'une distance entre une ou chaque extrémité longitudinale de la tour et une structure de renfort extrême la plus proche de cette extrémité longitudinale, de ladite distance d'espacement normale et d'une hauteur totale de la tour.
  • Selon un mode de réalisation, la tour comporte en outre des traverses additionnelles reliant les mâts deux à deux entre lesdites structures de renfort, selon des directions obliques par rapport à la direction longitudinale.
  • Selon un mode de réalisation, au moins une dite traverse additionnelle est disposée dans chacun des espacements situés entre les structures de renfort de la tour.
  • En particulier, il est prévu au moins une traverse additionnelle dans chaque espacement d'adaptation.
  • L'invention concerne également une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage de gaz liquéfié, comportant une tour telle que décrite précédemment, dans laquelle une extrémité supérieure de ladite tour est suspendue à une paroi de plafond de la cuve, ladite cuve comportant en outre au moins une pompe supportée par ladite tour, pour le chargement ou le déchargement de la cuve.
  • Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
  • Selon un mode de réalisation, la distance entre la paroi de plafond de la cuve et une structure de renfort extrême la plus proche de l'extrémité supérieure de la tour est comprise entre 1,5 et 6 mètres, de préférence entre 1,7 et 5,5 mètres, de préférence égale à 2,7 mètres.
  • Selon un mode de réalisation, une distance entre l'extrémité longitudinale inférieure de la tour et une structure de renfort extrême la plus proche de l'extrémité longitudinale inférieure de la tour est comprise entre 4.7 et 4.9 mètres.
  • Une telle cuve peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle cuve peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire.
  • L'invention concerne également un navire pour le transport d'un gaz liquéfié comportant une double coque et une cuve telle que décrite précédemment disposée dans la double coque.
  • L'invention fournit aussi un système de transfert pour gaz liquéfié, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve disposée dans la double coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  • Enfin, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  • L'invention concerne également un procédé de conception d'une tour telle que décrite précédemment, destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve destinée à contenir un gaz liquéfié, la tour comprenant au moins deux mâts creux qui s'étendent parallèlement selon une direction longitudinale, les mâts étant reliés par des structures de renfort, chaque structure de renfort comprenant au moins une traverse et s'étendant perpendiculairement à ladite direction longitudinale, cette tour présentant une hauteur totale mesurée le long de la direction longitudinale, les structures de renfort étant réparties le long des mâts en étant espacées par des espacements situés entre les structures de renfort adjacentes le long des mâts, selon lequel :
    • on positionne des structures de renfort extrêmes les plus proches des extrémités longitudinales de la tour, en les disposant à des distances prédéfinies de chaque extrémité longitudinale de la tour,
    • on détermine les positions des autres structures de renfort de la tour de sorte que lesdits espacements comportent une pluralité d'espacement normaux présentant une distance d'espacement normale, et un nombre égal à un ou deux d'espacement d'adaptation présentant une distance d'espacement d'adaptation différente de ladite distance d'espacement normale, ladite distance d'espacement d'adaptation étant déterminée en fonction de la hauteur totale de la tour.
  • L'invention concerne également un procédé de détermination de la géométrie d'un ensemble de plusieurs tours chacune destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve destinée à contenir un gaz liquéfié, chaque tour comprenant au moins deux mâts creux qui s'étendent parallèlement selon une direction longitudinale, les mâts étant reliés par des structures de renfort, chaque structure de renfort comprenant au moins une traverse et s'étendant perpendiculairement à ladite direction longitudinale, chaque tour présentant une hauteur totale mesurée le long de la direction longitudinale, les structures de renfort étant réparties le long des mâts en étant espacées par des espacements situés entre les structures de renfort adjacentes le long des mâts, selon lequel :
    • on dispose la structure de renfort extrême la plus proche d'une extrémité longitudinale supérieure de chaque tour à une même première distance prédéfinie de cette extrémité longitudinale supérieure,
    • on dispose la structure de renfort extrême la plus proche d'une extrémité longitudinale inférieure de chaque tour à une même deuxième distance prédéfinie de cette extrémité longitudinale inférieure,
    • on détermine les positions des autres structures de renfort de chaque tour de sorte que lesdits espacements des structures de renfort de chaque tour comportent une pluralité d'espacements normaux présentant une distance d'espacement normale, et un nombre égal à un ou deux d'espacement d'adaptation présentant une distance d'espacement d'adaptation différente de ladite distance d'espacement normale, ladite distance d'espacement d'adaptation étant déterminée en fonction de la hauteur totale de la tour.
  • Ainsi, il est possible de concevoir et de fabriquer des tours de différentes hauteurs présentant toutes la même distance entre l'extrémité longitudinale supérieure de chaque tour et la structure de renfort extrême la plus proche, la même distance entre l'extrémité longitudinale inférieure de chaque tour et la structure de renfort extrême la plus proche et la même distance d'espacement normale. Ces distances sont uniformes pour les tours dudit ensemble de plusieurs tours. Seule la distance d'espacement d'adaptation est modifiée d'une tour à l'autre pour tenir compte des hauteurs totales différentes des tours.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
    • [Fig. 1] est une représentation schématique d'une cuve destinée à contenir du gaz liquéfié, dans laquelle est installé un exemple de réalisation d'une tour destinée au chargement et/ou déchargement selon l'invention.
    • [Fig. 2] est une représentation schématique en perspective de la tour de la figure 1.
    • [Fig. 3] est une représentation schématique en perspective selon un angle de vue différent de la tour de la figure 1.
    • [Fig. 4] est une représentation schématique de profil de la tour de la figure 1.
    • [Fig. 5] est une représentation schématique de profil selon un autre angle de vue de la tour de la figure 1.
    • [Fig. 6] est une représentation schématique similaire à la figure 3 de la tour selon l'invention munie de pompes permettant de mettre en mouvement le gaz liquéfié pour son transfert.
    • [Fig. 7] est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
    Description des modes de réalisation
  • Par convention, sur la figure 1, un repère orthonormé défini par trois axes x, y et z est utilisé pour décrire la tour et la cuve. L'axe x correspond à un axe longitudinal du navire, orienté vers l'avant de celui-ci et l'axe y correspond à un axe transversal perpendiculaire à l'axe longitudinal du navire, sensiblement horizontal lorsque la cuve est en place dans un navire flottant sur une mer calme. L'axe z correspond à un axe transversal, perpendiculaire à l'axe longitudinal du navire, sensiblement vertical lorsque la cuve est en place dans un navire flottant sur une mer calme. Dans la suite, le terme « avant » sera utilisé en référence à l'avant du navire lorsque la cuve munie de la tour selon l'invention est disposée dans un navire.
  • On a représenté sur la figure 1 une cuve 1 étanche et thermiquement isolante de stockage de gaz liquéfié, qui est équipée d'une tour 2 destinée au chargement/déchargement selon l'invention, permettant notamment de charger le gaz liquéfié dans la cuve 1 et/ou de le décharger.
  • Le gaz liquéfié peut notamment être un gaz naturel liquéfié (GNL), c'est-à-dire un mélange gazeux comportant majoritairement du méthane ainsi qu'un ou plusieurs autres hydrocarbures, tels que l'éthane, le propane, le n-butane, le i-butane, le n-pentane le i-pentane, le néopentane, et de l'azote en faible proportion.
  • Le gaz liquéfié peut également être de l'éthane ou un gaz de pétrole liquéfié (GPL), c'est-à-dire un mélange d'hydrocarbures issu du raffinage du pétrole comportant essentiellement du propane et du butane.
  • Le gaz naturel liquéfié est stocké à une température d'environ -162°C à la pression atmosphérique.
  • Alternativement, le gaz naturel liquéfié peut être de l'Hydrogène liquide (LH2) stocké à -253°C à pression atmosphérique, ou de l'ammoniaque (NH3) stocké à -30°C à pression atmosphérique.
  • La cuve 1 est par exemple ancrée dans une structure porteuse 3 embarquée dans un navire. La structure porteuse 3 est par exemple formée par la double coque d'un navire mais peut plus généralement être formée de tout type de cloison rigide présentant des propriétés mécaniques appropriées. En variante, la cuve peut être autoportante.
  • La cuve 1 peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion du navire.
  • La cuve 1 est par exemple une cuve à membranes. La structure générale d'une telle cuve présente une forme polyédrique et est bien connue en soi. Elle ne sera pas redécrite entièrement dans tous les détails ici, mais on rappelle ci-dessous quelques éléments de base de cette cuve 1 dans le cas du mode de réalisation représenté plus particulièrement sur la figure 1.
  • Dans une telle cuve 1, chaque paroi présente successivement, de l'extérieur vers l'intérieur, selon la direction d'épaisseur de la paroi, une barrière thermiquement isolante secondaire 4 comportant des éléments isolants reposant contre la structure porteuse 3, une membrane d'étanchéité secondaire 5 ancrée aux éléments isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire 4, une barrière thermiquement isolante primaire 6 comportant des éléments isolants reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire 5 et une membrane d'étanchéité primaire 7 ancrée aux éléments isolants de la barrière thermiquement isolante primaire 5 et destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve 1 (figure 1).
  • Selon un mode de réalisation, chaque barrière thermiquement isolante comporte une pluralité de blocs isolants parallélépipédiques rectangles juxtaposés. Les blocs isolants peuvent être réalisés de différentes manières. Selon un mode de réalisation, chaque bloc isolant parallélépipédique comporte un caisson dans lequel est logée la garniture calorifuge, ledit caisson comportant un panneau de fond et des panneaux de côté se développant entre ledit panneau de fond et le panneau de couvercle. Selon un autre mode de réalisation, chaque bloc isolant parallélépipédique comporte un panneau de fond et un panneau de couvercle avec un bloc de mousse intercalé formant ladite garniture calorifuge.
  • Une telle cuve peut en outre comporter une des caractéristiques suivantes :
    • la membrane étanche primaire et/ou la membrane étanche secondaire comporte des plaques de tôle ondulée soudées les unes aux autres et qui comportent des ondulations,
    • la membrane étanche primaire et/ou la membrane étanche secondaire comporte une nappe continue de virures en acier à faible coefficient de dilatation qui sont soudées de manière étanche par leurs bords latéraux relevés sur des supports de soudure parallèles.
  • La tour 2 destinée au chargement et/ou déchargement en gaz liquéfié de la cuve 1 est par exemple installée au voisinage d'une paroi arrière 8 de la cuve 1, ce qui permet d'optimiser la quantité de cargaison susceptible d'être déchargée par la tour 2 dans la mesure où les navires sont généralement penchés vers l'arrière en utilisant les ballasts de façon particulière, notamment afin de limiter les vibrations (figure 1).
  • La tour 2 est suspendue à une paroi de plafond 9 de la cuve 1 (figure 1). La paroi de plafond 9 de la cuve 1 ferme celle-ci en partie haute. Elle comprend ici un élément de paroi de la structure porteuse 3. Selon un mode de réalisation préféré, la paroi de plafond 9 de la cuve 1 comporte, à proximité de la paroi arrière 8, un espace de forme parallélépipédique rectangle, en saillie vers le haut, appelé dôme liquide (non représenté sur les figures). Le dôme liquide est défini par deux parois transversales, avant et arrière, et par deux parois latérales qui s'étendent verticalement et font saillie de la paroi de plafond 9 vers le haut. Le dôme liquide comporte en outre un couvercle 10 horizontal, représenté sur les figures 2 à 6, auquel la tour 2 est suspendue.
  • La tour 2 présente une forme allongée selon une direction longitudinale D qui s'étend selon l'axe z lorsque la tour est installée dans la cuve 1. Elle s'étend entre deux extrémités longitudinales supérieure 2A et inférieure 2B, sur sensiblement toute la hauteur de la cuve 1 (figure 1). La longueur de la tour 2 selon cette direction longitudinale D sera appelée dans la suite la hauteur de la tour 2.
  • Chacun des mâts 11, 12, 13 est ainsi destiné à s'étendre sensiblement verticalement lorsque la tour 2 est installée dans la cuve 1.
  • La tour 2 selon l'invention comprend au moins deux mâts 11, 12, 13 qui s'étendent parallèlement selon ladite direction longitudinale D. Les mâts 11, 12, 13 sont reliés par des structures de renfort 20, 25, 26 comprenant chacune au moins une traverse 21 et s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale D (figures 2 à 6).
  • Chaque structure de renfort 20, 25, 26 s'étend dans un plan de renfort Pi perpendiculaire à la direction longitudinale D, avec i = 1 à n, n étant le nombre total de structures de renfort 20, 25, 26 prévues dans la tour 2 (figure 2). Chaque plan de renfort Pi s'étend ainsi sensiblement horizontalement lorsque la tour 2 est installée dans la cuve 1.
  • Chacun des mâts 11, 12, 13 est creux et traverse la paroi de plafond 9 de la cuve 1 au niveau du couvercle 10 du dôme liquide.
  • Selon un mode de réalisation tel que celui représenté sur les figures, la tour 2 selon l'invention comporte au moins trois mâts 11, 12, 13, et chaque structure de renfort 20, 25, 26 comporte un nombre de traverses 21 égal au nombre de mâts 11, 12, 13. Les traverses 21 de chaque structure de renfort 20, 25, 26 sont disposées selon les arêtes d'un polygone dans ledit plan de renfort Pi correspondant. Autrement dit, les traverses 21 de la structure de renfort 20, 25, 26 dessinent les arêtes d'un polygone plan aux sommets duquel passent les mâts 11, 12, 13.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 6, la tour 2 comporte une structure tripode, c'est-à-dire qu'elle comporte trois mâts 11, 12, 13, verticaux, qui sont és les uns aux autres par des structures de renfort 20, 25, 26 comportant chacune trois traverses 21.
  • Les trois mâts 11, 12, 13 définissent avec les traverses 21 un prisme à section triangulaire. Selon un mode de réalisation, deux mâts 11, 12 desdits trois mâts 11, 12, 13 sont disposés à égale distance du troisième mât 13 de sorte que la section du prisme est un triangle isocèle.
  • En variante, les trois mâts peuvent être disposés à égale distance les uns des autres de sorte que la section du prisme est un triangle équilatéral.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures, il est prévu dix structures de renfort 20, 25, 26 disposées dans les plans de renfort P1 à P10 (figure 2). Les structures de renfort 20, 25, 26 comportent chacune trois traverses 21. Les plans de renfort P1 à P10 correspondent ici aux plans moyens des traverses 21.
  • Les structures de renfort 20, 25, 26 sont réparties le long des mâts 11, 12, 13 en étant espacées par des espacements EN, EA situés entre les structures de renfort 20, 25, 26 adjacentes le long des mâts 11, 12, 13 (figures 2 et 6).
  • Dans la suite de la description, un couple CR, CA de structures de renfort 20, 25, 26 adjacentes désigne un ensemble de deux structures de renfort 20, 25, 26 disposées côte à côte le long de ladite direction longitudinale D de la tour 2, sans qu'une autre structure de renfort 20, 25, 26 soit interposée entre les deux structures de renfort de ce couple (figures 3 et 6). Les structures de renfort 20, 25, 26 de l'un desdits couples CR, CA de structures de renfort sont séparées par l'un desdits espacements EN, EA.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures, il y a neuf couples de structures de renfort 20, 25, 26 délimitant neuf espacements EN, EA.
  • Chaque espacement EN, EA s'étend le long de la direction longitudinale D de la tour, sur une distance appelée « distance d'espacement ». Ladite distance d'espacement est mesurée, par exemple, entre les deux plans de renfort P1-P10 délimitant ledit espacement EN, EA.
  • De manière remarquable, les espacements EN, EA sont distribués le long de la direction longitudinale D de la tour 2 de sorte que les espacements EN, EA comportent une pluralité d'espacements normaux EN présentant une distance d'espacement normale H1, et un nombre égal à un ou deux d'espacements d'adaptation EA présentant une distance d'espacement d'adaptation H2 différente de ladite distance d'espacement normale H1 (figures 2 à 6).
  • Ainsi, les structures de renfort 20, 25, 26 sont réparties le long des mâts 11, 12, 13 de sorte que les structures de renfort 20, 25, 26 de chaque couple CR de structures de renfort 20, 25, 26 adjacentes le long des mâts 11, 12, 13 soient séparées par la distance d'espacement normale H1 à l'exception de seulement un ou deux couples de structures de renfort 25 adjacentes, appelés couples d'adaptation CA, les structures de renfort 25 de chaque couple d'adaptation CA étant séparées, le long des mâts 11, 12, 13, par la distance d'espacement d'adaptation H2.
  • La tour 2 comprend de préférence une majorité d'espacements normaux EN.
  • La distance d'espacement normale H1 est de préférence la même pour tous les espacements normaux EN de la tour 2.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit ou chaque espacement d'adaptation EA est disposé entre un premier sous-ensemble des espacements normaux EN et un deuxième sous-ensemble des espacements normaux EN.
  • Chaque espacement d'adaptation EA est ainsi disposé dans une portion centrale de la tour 2, à distance de ses extrémités longitudinales 2A, 2B. Ledit un ou deux espacement d'adaptation EA est de préférence encadré par une pluralité d'espacements normaux EN.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, ledit ou chaque espacement d'adaptation EA est disposé à mi-chemin entre deux structures de renfort extrêmes 26 de la tour 2.
  • Les structures de renfort extrêmes 26 comprennent une structure de renfort extrême supérieure la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 et une structure de renfort extrême inférieure la plus proche de l'extrémité longitudinale inférieure 2B de la tour 2.
  • Un plan médian PM de la tour 2 est défini comme le plan perpendiculaire à la direction longitudinale D qui s'étend à mi-distance entre les structures de renfort extrêmes 26 de la tour 2. Ledit ou chaque espacement d'adaptation EA est disposé de préférence à cheval autour du plan médian PM ou adjacent à l'espacement EN, EA s'étendant à cheval autour du plan médian PM (figures 2, 3 et 5).
  • Dans la suite, on appelle « structure de renfort médiane 25 », chaque structure de renfort 25 disposée de telle sorte qu'un nombre de structures de renfort 20, 25, 26 situées au-dessus de ladite structure de renfort médiane 25 le long de la direction longitudinale D et un nombre de structures de renfort 20, 25, 26 situées en dessous de ladite structure de renfort médiane 25 le long de la direction longitudinale D ont une différence inférieure ou égale à 1.
  • La tour 2 compte donc entre une et trois structures de renfort médianes 25.
  • Selon un mode de réalisation, chacun desdits un ou deux couples d'adaptation CA comprend alors au moins une structure de renfort médianes 25, de sorte que ledit ou chaque espacement d'adaptation EA est délimité par au moins une structure de renfort médiane 25.
  • Selon un autre mode de réalisation, ledit ou chaque espacement d'adaptation EA est disposé à proximité d'un plan transverse à mi-hauteur de la tour défini à mi-distance des extrémités longitudinales 2A, 2B de la tour 2.
  • Ainsi, ledit ou chaque espacement d'adaptation EA est plus particulièrement disposé dans une portion centrale de la tour 2 située à distance de ses deux extrémités longitudinales 2A, 2B. Cela présente l'avantage de permettre une conception simplifiée des tours 2 de différentes hauteurs destinées à des cuves 1 de différentes profondeurs. Comme cela sera décrit plus en détails ultérieurement, il est alors possible de fixer la géométrie des extrémités des tours de différentes hauteurs afin de localiser les modifications structurelles imposées par la variation de la hauteur totale de la tour 2 dans la portion centrale de chaque tour 2.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures, il est prévu deux espacements d'adaptation EA.
  • Ils présentent ici des distances d'espacement d'adaptation H2 identiques.
  • Alternativement, on peut prévoir que les distances d'espacement d'adaptation H2 desdits deux espacements d'adaptation sont différentes.
  • Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures, lesdits deux espacements d'adaptation EA sont adjacents dans la direction longitudinale D.
  • Alternativement, on peut prévoir que ces espacements d'adaptation EA sont séparés au maximum par un espacement normal EN.
  • Selon un mode de réalisation, la tour peut comporter deux espacements d'adaptation disposés de manière symétrique par rapport au plan médian ou au plan transverse à mi-hauteur de la tour.
  • Dans un mode de réalisation de la tour selon l'invention, chaque distance d'espacement d'adaptation H2 est strictement inférieure à ladite distance d'espacement normale H1.
  • Ainsi, la validation structurelle de la tour est facilitée, notamment du point de vue de la tenue mécanique de la tour 2 après l'introduction d'un ou deux espacements d'adaptation EA.
  • De préférence, ladite distance d'espacement normale H1 est comprise entre une valeur minimale égale à 1500 millimètres (mm) et une valeur maximale égale à 3000 millimètres (mm). Elle est par exemple égale à 1838 mm, qui est une distance standard.
  • Avantageusement, la distance d'espacement normale H1 est supérieure à 1838 mm, par exemple strictement supérieure à 1838 mm et inférieure ou égale à 3000 mm.
  • L'utilisation d'une distance d'espacement normale H1 supérieure à 1838 mm, par exemple égale à 3000mm, permet d'installer un nombre total réduit de structures de renfort 20, 25, 26 et de diminuer ainsi la quantité de matériau utilisé ainsi que le poids de la tour 2.
  • En outre, les traverses 21 des structures de renfort 20, 25, 26 étant soudées aux mâts 11, 12, 13, l'utilisation d'un nombre total réduit de traverses 21 permet de limiter le temps nécessaire à ces soudures. Il en résulte un gain de temps et une diminution du coût de la main d'oeuvre associé à la fabrication de la tour 2.
  • Dans un mode de réalisation, la distance d'espacement d'adaptation H2 séparant les structures de renfort 25 d'au moins l'un desdits un ou deux couples d'adaptation CA est strictement supérieure à la valeur minimale de ladite distance d'espacement normale H1 et inférieure ou égale à sa valeur maximale. La valeur maximale est par exemple égale à 3000 millimètres.
  • Selon l'invention, on envisage un écart entre les structures de renfort 20, 25, 26 d'au maximum 3000 mm. Ainsi, lorsque la distance d'espacement normale H1 entre les structures de renfort 20, 25, 26 des couples de structures de renfort CR est inférieure à 3000 mm, la distance d'espacement d'adaptation H2 peut être supérieure à la distance d'espacement normale H1 tout en restant inférieure à 3000 mm. Ainsi, la distance d'espacement d'adaptation H2 peut être supérieure à la distance d'espacement normale H1.
  • En variante, la distance d'espacement d'adaptation H2 peut également être inférieure à la distance d'espacement normale H1.
  • La tour 2 mesure de préférence entre 15 et 50 mètres de long. Il est prévu au moins quatre structures de renfort 20, 25, 26.
  • Selon l'invention, la distance entre chaque extrémité longitudinale 2A, 2B de la tour 2 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de cette extrémité longitudinale 2A, 2B est prédéterminée en tentant compte d'une hauteur totale HT de la tour (figure 4), des contraintes de résistance thermique et mécanique de celle-ci ainsi que des contraintes d'encombrement liées à l'installation de la tour 2 dans la cuve 1.
  • En outre, un nombre d'espacements d'adaptation EA et/ou la distance d'espacement d'adaptation H2 est déterminé en fonction de cette distance entre une ou chaque extrémité longitudinale 2A, 2B de la tour 2 et une structure de renfort extrême 26 la plus proche de cette extrémité longitudinale 2A, 2B, de ladite distance d'espacement normale H1 et d'une hauteur totale HT de la tour 2.
  • Dans la suite, on appelle « zone de réglage », la zone de la tour accueillant le ou les espacements d'adaptation EA.
  • Selon un mode de réalisation, on maximise le nombre d'espacements normaux EN de la tour 2 pour obtenir une zone de réglage en hauteur dont la hauteur est supérieure à 1500 mm, et inférieure au double de la distance d'espacement normale H1 de la tour 2.
  • Si la hauteur de la zone de réglage est comprise entre 1500 mm et la distance d'espacement normale H1 des espacements normaux de la tour, alors la tour comprend un seul espacement d'adaptation EA. Il y a donc également un seul couple d'adaptation CA.
  • Si la hauteur de la zone de réglage est strictement supérieure à la distance d'espacement normale H1 de la tour, celle-ci comprend alors deux espacements d'adaptation EA. Chacun des deux espacements d'adaptation EA présente de préférence une distance d'espacement d'adaptation correspondant à la moitié de la hauteur de la zone de réglage déterminée précédemment.
  • La hauteur de la zone de réglage dépend de la hauteur totale de la tour, de la distance entre chaque structure de renfort extrême 26 et l'extrémité longitudinale la plus proche de la tour 2 et de la distance d'espacement normale H1.
  • La hauteur totale HT de la tour est par exemple une hauteur hors-tout de la tour.
  • Comme cela est représenté sur les figures 1 à 6, la tour 2 comprend en outre des traverses additionnelles 22 fixées aux mâts entre lesdites structures de renfort 20, 25, 26, selon des directions obliques par rapport à la direction longitudinale D.
  • Plus précisément, il est prévu au moins une desdites traverses additionnelles 22 dans chaque espacement EA, EN. De préférence, il est prévu un nombre de traverses additionnelles 22 égal au nombre de mâts 11, 12, 13 entre les structures de renfort 20, 25, 26 de chaque couple CR, CA de structures de renfort adjacentes.
  • Il est notamment prévu de préférence des traverses additionnelles 22 reliant les mâts 11, 12, 13 deux à deux dans chaque espacement d'adaptation EA. Les traverses additionnelles 22 s'étendent en diagonales entre les traverses 21 des structures de renfort 25 délimitant ledit ou chaque espacement d'adaptation EA.
  • Les traverses additionnelles 22 forment un treillis avec les traverses 21 des structures de renfort 20, 25, 26.
  • L'invention concerne en outre un procédé de conception de la tour 2 décrite précédemment, selon lequel :
    • on positionne les structures de renfort extrêmes 26 les plus proches des extrémités longitudinales 2A, 2B de la tour 2, en les disposant à des distances prédéfinies de chaque extrémité longitudinale 2A, 2B de la tour,
    • on détermine les positions des autres structures de renfort 20, 25 de la tour 2 de sorte que lesdits espacements EN, EA comportent une pluralité d'espacements normaux EN présentant une distance d'espacement normale H1, et un nombre égal à un ou deux d'espacement d'adaptation EA présentant une distance d'espacement d'adaptation H2 différente de ladite distance d'espacement normale H1, ladite distance d'espacement d'adaptation H2 étant déterminée en fonction de la hauteur totale HT de la tour 2.
  • La distance d'espacement d'adaptation H2 est également déterminée en fonction des distances prédéfinies entre chaque extrémité longitudinale 2A, 2B de la tour 2 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de cette extrémité longitudinale 2A, 2B, et/ou en fonction de la distance d'espacement normale H1.
  • Par exemple, pour une hauteur totale HT de la tour 2 égale à 32,196 m, après validation structurelle suivant les efforts de contraction thermique, de ballotement du liquide dans la cuve et des efforts inertiels induits par le poids de la tour 2, la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 est placée à une distance de 2700 mm de cette extrémité longitudinale supérieure 2A.
  • La structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale inférieure 2B de la tour 2 est placée à une distance de 4800 mm de cette extrémité longitudinale inférieure 2B. La distance d'espacement normale H1 est par exemple égale à la valeur maximale de la distance d'espacement normale, soit ici 3000 mm.
  • Dans la tour 2 selon cet exemple, le nombre d'espacements normaux EN de la tour 2 est maximisé et la distance d'espacement d'adaptation EA est supérieure ou égale à une valeur de 1500 mm qui correspond à la valeur minimale de la distance d'espacement normale.
  • Ainsi, sept espacements normaux EN sont répartis sur la tour 2, ce qui correspond à sept couples de structures de renfort 20, 25, 26.
  • La zone de réglage en hauteur de la tour 2 s'étend alors sur 3696 mm. La hauteur de cette zone de réglage étant supérieure à la valeur maximale de la distance d'espacement normale, soit 3000 mm, deux espacements d'adaptation EA correspondant à deux couples d'adaptation CA sont placés dans la zone de réglage.
  • La distance d'espacement d'adaptation H2 de chaque espacement d'adaptation EA est égale à la moitié de la hauteur de la zone de réglage, soit ici 1848 mm. Ces espacements d'adaptation EA sont disposés côte à côte et placés sensiblement proches du plan médian PM de la tour 2 ou à mi-chemin entre les structures de renfort extrêmes 26. Les espacements normaux EN sont répartis de part et d'autre des espacements d'adaptation EA avec quatre espacements normaux EN au-dessus des espacements d'adaptation EA et trois espacements normaux EN en dessous des espacements d'adaptation EA.
  • Pour résumer, dans cet exemple de réalisation de la tour 2, du haut de la tour 2 vers le bas, celle-ci comporte une structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour placée à 2700 mm de cette extrémité longitudinale supérieure 2A, puis des structures de renfort 20, 25 délimitant, avec cette structure de renfort extrême 26, quatre espacements normaux EN présentant ladite distance d'espacement normale H1 égale à 3000 mm, puis deux espacements d'adaptation EA présentant chacun une distance d'espacement d'adaptation H2 égale à 1848 mm, puis trois espacements normaux EN présentant ladite distance d'espacement normale H1 égale à 3000 mm, le dernier espacement normal le plus proche de l'extrémité longitudinale inférieure de la tour 2 étant partiellement délimité par la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale inférieure 2B de la tour 2 placée à 4800 mm de cette extrémité longitudinale inférieure 2B.
  • La tour 2 est ensuite fabriquée conformément à la géométrie de la tour 2 déterminée grâce au procédé de conception selon l'invention.
  • Grâce à l'invention, il est possible de concevoir et fabriquer des tours 2 de différentes hauteurs dans lesquelles la distance entre chaque extrémité longitudinale 2A, 2B des mâts 11, 12, 13 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de cette extrémité longitudinale est identique quelle que soit la hauteur totale HT de la tour 2.
  • En particulier, l'invention concerne également un procédé de détermination de la géométrie d'un ensemble de plusieurs tours 2 telles que décrites précédemment, chaque tour 2 présentant une hauteur totale HT mesurée le long de la direction longitudinale D, selon lequel :
    • on dispose la structure de renfort extrême 26 la plus proche d'une extrémité longitudinale supérieure 2A de chaque tour 2 à une même première distance prédéfinie de cette extrémité longitudinale supérieure 2A,
    • on dispose la structure de renfort extrême 26 la plus proche d'une extrémité longitudinale inférieure 2B de chaque tour 2 à une même deuxième distance prédéfinie de cette extrémité longitudinale inférieure 2B,
    • on détermine les positions des autres structures de renfort 20, 25 de chaque tour 2 de sorte que lesdits espacements EN, EA des structures de renfort 20, 25, 26 de chaque tour 2 comportent une pluralité d'espacement normaux EN présentant une distance d'espacement normale H1, et un nombre égal à un ou deux d'espacement d'adaptation EA présentant une distance d'espacement d'adaptation H2 différente de ladite distance d'espacement normale H1, ladite distance d'espacement d'adaptation H2 étant déterminée en fonction de la hauteur totale HT de la tour 2.
  • Le fait que la distance entre l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2, orientée du côté de la paroi de plafond 9 de la cuve 1, et la structure de renfort extrême 26 la plus proche soit maintenue constante d'une tour 2 à l'autre permet de conserver un accès facile à la plateforme qui permet les travaux d'installation et de maintenance de la cuve 1 quelle que soit la profondeur de la cuve. Cet accès peut en effet être entravé lorsque la distance entre l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche est réduite.
  • En outre, le fait que la distance entre l'extrémité longitudinale inférieure 2B de la tour, orientée du côté du fond de la cuve 1, et la structure de renfort extrême 26 la plus proche soit maintenue constante permet de conserver les dimensions adéquates pour l'installation des pompes 40 en bas de la tour 2, comme cela sera décrit ci-après.
  • La conception et la fabrication de tours 2 de différentes hauteurs et leur installation dans la cuve correspondante est ainsi facilitée.
  • La tour 2 selon l'invention est fabriquée par exemple à l'extérieur de la cuve 1. Dans le cas de l'exemple représenté sur les figures, des tronçons de mâts sont soudés entre eux pour former les mâts 11, 12, 13. Les traverses 21 sont assemblées par soudure à deux premiers des mâts 11, 12, 13 aux positions déterminées, à plat. Les traverses additionnelles 22 sont ajoutées entre ces deux premiers mâts. Le troisième mât est assemblé aux deux autres grâce aux traverses 21 et aux traverses additionnelles 22 adéquates. Les accessoires sont fixés sur la tour 2 ainsi formée.
  • La tour 2 est ensuite redressée et installée dans la cuve 1.
  • L'invention concerne également la cuve 1 étanche et thermiquement isolante de stockage de gaz liquéfié comportant la tour 2 telle que décrites précédemment.
  • Comme mentionné plus haut, la tour 2 est suspendue, à l'une de ses extrémités longitudinales, à la paroi de plafond 9 de la cuve 1. Elle est fixée à une base 30 à son autre extrémité longitudinale.
  • La cuve 1 selon l'invention comporte en outre au moins une pompe 40 supportée par ladite tour 2, pour le chargement ou le déchargement de la cuve 1. Il est prévu par exemple deux pompes 40 qui sont logées entre la base 30 de la tour 2 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de cette base 30 (figure 6).
  • Dans l'exemple représenté sur les figures, deux des mâts 11, 12 forment une ligne de déchargement de la cuve 1 et sont pour ce faire chacun associés à l'une des pompes de déchargement 40. Le troisième mât 13 forme quant à lui un puit de secours permettant la descente d'une pompe de secours et d'une ligne de déchargement en cas de défaillance des autres pompes de déchargement.
  • De préférence, selon l'invention, la distance entre la paroi de plafond 9 de la cuve 1 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 est comprise entre 1,5 et 6 mètres, de préférence entre 1,7 et 5,5 mètres, de préférence égale à 2,7 mètres.
  • Plus précisément, selon un exemple de réalisation, la distance entre la paroi de plafond 9 de la cuve 1 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 pour une cuve correspondant au produit Mark III® est comprise entre 2 et 4,5 mètres.
  • Selon un autre exemple de réalisation, la distance entre la paroi de plafond 9 de la cuve 1 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 pour une cuve correspondant au produit NO96® est comprise entre 2 et 5,5 mètres.
  • Selon un autre exemple de réalisation, la distance entre la paroi de plafond 9 de la cuve 1 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 pour une cuve correspondant au produit Mark III® pour navire propulsé par gaz liquéfié est comprise entre 1,7 et 4,2 mètres.
  • Il est possible par exemple d'envisager que la distance entre la paroi de plafond 9 de la cuve 1 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale supérieure 2A de la tour 2 soit égale à 2700 mm pour un ensemble de tours 2 adaptées à différents types de cuve.
  • De préférence, la distance entre la base 30 et la structure de renfort extrême 26 la plus proche de l'extrémité longitudinale inférieure 2B de la tour 2 est comprise entre 4,7 et 4,9 mètres.
  • L'invention concerne également un navire 70 pour le transport d'un gaz liquéfié, le navire comportant une double coque 72 et une cuve 1 telle que décrite précédemment disposée dans la double coque.
  • En référence à la figure 7, une vue de ce navire 70 montre la cuve 1 étanche et thermiquement isolante de forme générale prismatique, montée dans la double coque 72 du navire.
  • De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 1.
  • Il est prévu selon l'invention un système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant le navire 70, des canalisations isolées 73, 79, 76, 81 agencées de manière à relier la cuve 1 disposée dans la double coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre 77 et une pompe pour entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées depuis l'installation de stockage flottante ou terrestre vers la cuve du navire ou depuis la cuve du navire vers l'installation de stockage flottante ou terrestre.
  • Pour charger et décharger le navire 70 selon l'invention, on achemine un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées 73, 79, 76, 81 depuis une installation de stockage flottante ou terrestre 77 vers la cuve 1 du navire 70 ou depuis la cuve 1 du navire 70 vers l'installation de stockage flottante ou terrestre 77.
  • La figure 7 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une conduite verticale 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la conduite verticale 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
  • Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en oeuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
  • Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
  • L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
  • Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication. 1

Claims (19)

  1. Tour (2) destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve (1) destinée à contenir un gaz liquéfié, la tour (2) comprenant au moins deux mâts (11, 12, 13) creux qui s'étendent parallèlement selon une direction longitudinale (D), les mâts (11, 12, 13) étant reliés par des structures de renfort (20, 25, 26), chaque structure de renfort (20, 25, 26) comprenant au moins une traverse (21) et s'étendant perpendiculairement à ladite direction longitudinale (D), les structures de renfort (20, 25, 26) étant réparties le long des mâts (11 , 12, 13) en étant espacées par des espacements (EN, EA) situés entre les structures de renfort (20, 25, 26) adjacentes le long des mâts (11 , 12, 13), ladite au moins une traverse (21) des structures de renfort (20, 25, 26) étant soudée aux mâts (11, 12, 13), les structures de renfort (20, 25, 26) étant distribuées de sorte que les espacements (EN, EA) comportent une pluralité d'espacement normaux (EN) présentant une distance d'espacement normale (H1), et un nombre égal à un ou deux d'espacements d'adaptation (EA) présentant une distance d'espacement d'adaptation (H2) différente de ladite distance d'espacement normale (H1).
  2. Tour (2) selon la revendication 1, comprenant au moins trois mâts (11, 12, 13), dans laquelle chaque structure de renfort (20, 25, 26) comporte un nombre de traverses (21) égale au nombre de mâts (11, 12, 13), lesdites traverses (21) de chaque structure de renfort (20, 25, 26) étant disposées selon un polygone plan.
  3. Tour (2) selon la revendication 2, comportant trois mâts (11, 12, 13) et dans laquelle chaque structure de renfort (20, 25, 26) comporte trois traverses (21).
  4. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle ledit ou chaque espacement d'adaptation (EA) est disposé entre un premier sous-ensemble des espacements normaux (EN) et un deuxième sous-ensemble des espacements normaux (EN).
  5. Tour (2) selon la revendication 4, dans laquelle ledit ou chaque espacement d'adaptation (EA) est disposé à mi-chemin entre deux structures de renfort extrêmes (26) de la tour (2).
  6. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit ou chaque espacement d'adaptation (EA) est délimité par une structure de renfort médiane (25), la structure de renfort médiane (25) étant disposée de telle sorte que le nombre de structures de renfort (20, 25, 26) situées au-dessus de ladite structure de renfort médiane (25) et le nombre de structures de renfort (20, 25, 26) situées en dessous de ladite structure de renfort médiane (25) ont une différence inférieure ou égale à 1.
  7. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 6, comportant deux espacements d'adaptation (EA), dans laquelle les distances d'espacement d'adaptation (H2) desdits deux espacements d'adaptation (EA) sont identiques ou différentes.
  8. Tour (2) selon la revendication 7, dans laquelle lesdits deux espacements d'adaptation (EA) sont adjacents dans la direction longitudinale (D).
  9. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle une dite distance d'espacement d'adaptation (H2) est strictement inférieure à ladite distance d'espacement normale (H1).
  10. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 9, dans laquelle ladite distance d'espacement normale (H1) est comprise entre 1500 et 3000 millimètres.
  11. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 10, dans laquelle une dite distance d'espacement d'adaptation (H2) est strictement supérieure à ladite distance d'espacement normale (H1) et inférieure ou égale à 3000 millimètres.
  12. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 11, dans laquelle il est prévu au moins quatre structures de renfort (20).
  13. Tour (2) selon l'une des revendications 1 à 12, comportant en outre des traverses additionnelles (22) fixées aux mâts (11, 12, 13) entre lesdites structures de renfort (20), selon des directions obliques par rapport à la direction longitudinale (D).
  14. Tour (2) selon la revendication 13, dans laquelle au moins une dite traverse additionnelle (22) est disposée dans chacun des espacements (EN, EA) situés entre les structures de renfort (20) de la tour (2).
  15. Cuve (1) étanche et thermiquement isolante de stockage de gaz liquéfié, comportant une tour (2) selon l'une des revendications 1 à 14, dans laquelle une extrémité supérieure (2A) de ladite tour (2) est suspendue à une paroi de plafond (9) de la cuve, ladite cuve (1) comportant en outre au moins une pompe (40) supportée par ladite tour (2), pour le chargement ou le déchargement de la cuve (1).
  16. Navire (70) pour le transport d'un gaz liquéfié, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (1) selon la revendication 15, disposée dans la double coque.
  17. Système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant un navire (70) selon la revendication 16, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (1) disposée dans la double coque du navire (70) à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un flux de gaz liquéfié à travers les canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis l'installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers la cuve (1) du navire ou depuis la cuve (1) du navire vers l'installation de stockage flottante ou terrestre (77).
  18. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon la revendication 16, dans lequel on achemine un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers la cuve (1) du navire (70) ou depuis la cuve du navire vers l'installation de stockage flottante ou terrestre (77).
  19. Procédé de détermination des positions de structures de renfort pour la conception d'une tour destinée au chargement et/ou déchargement d'une cuve (1) destinée à contenir un gaz liquéfié, la tour (2) comprenant au moins deux mâts (11, 12, 13) creux qui s'étendent parallèlement selon une direction longitudinale (D), les mâts (11, 12, 13) étant reliés par des structures de renfort (20, 25, 26), chaque structure de renfort (20, 25, 26) comprenant au moins une traverse (21) et s'étendant perpendiculairement à ladite direction longitudinale (D), cette tour présentant une hauteur totale mesurée le long de la direction longitudinale, les structures de renfort (20) étant réparties le long des mâts (11 , 12, 13) en étant espacées par des espacements situés entre les structures de renfort adjacentes le long des mâts (11 , 12, 13), selon lequel :
    - on positionne des structures de renfort extrêmes (26) les plus proches des extrémités longitudinales (2A, 2B) de la tour (2), en les disposant à des distances prédéfinies de chaque extrémité longitudinale (2A, 2B) de la tour,
    - on détermine les positions des autres structures de renfort de la tour de sorte que lesdits espacements comportent une pluralité d'espacement normaux (EN) présentant une distance d'espacement normale (H1), et un nombre égal à un ou deux d'espacement d'adaptation (EA) présentant une distance d'espacement d'adaptation (H2) différente de ladite distance d'espacement normale (H1), ladite distance d'espacement d'adaptation (H2) étant déterminée en fonction de la hauteur totale (HT) de la tour (2).
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