EP4713615A1 - Installation de stockage de gaz liquéfié - Google Patents

Installation de stockage de gaz liquéfié

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EP4713615A1
EP4713615A1 EP24725883.3A EP24725883A EP4713615A1 EP 4713615 A1 EP4713615 A1 EP 4713615A1 EP 24725883 A EP24725883 A EP 24725883A EP 4713615 A1 EP4713615 A1 EP 4713615A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
liquefied gas
internal
external
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24725883.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Benjamin FAUBRY
Sébastien DELANOE
Guillaume SALMON LEGAGNEUR
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Gaztransport et Technigaz SA filed Critical Gaztransport et Technigaz SA
Publication of EP4713615A1 publication Critical patent/EP4713615A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the invention relates to the field of liquefied gas storage facilities.
  • the invention relates to the field of liquefied gas storage facilities comprising a sealed and thermally insulating tank for storing and/or transporting a liquefied gas, such as liquid hydrogen which is at approximately -253°C at atmospheric pressure.
  • installations comprising a sealed and thermally insulating tank for storing liquefied gas such as liquefied natural gas (LNG).
  • a tank comprises a multilayer structure comprising successively, in a thickness direction from the outside of the tank, a secondary thermally insulating barrier, a secondary sealed membrane, a primary thermally insulating barrier and a primary sealed membrane delimiting an internal space of the tank intended to contain a liquefied gas.
  • Such an installation comprises a load-bearing ceiling wall. It is known from the state of the art to provide a through passage in a ceiling wall in order to insert a piping system, which may be called the "liquid dome", opening into the internal space of the tank.
  • thermal bridges could also cause cold spots at the secondary membrane, causing the liquefaction of the gas present at the secondary thermally insulating barrier. Such liquefaction could cause damage to the secondary barrier and to the load-bearing wall.
  • An idea behind the invention is to solve one or more of the above-mentioned problems.
  • An idea underlying the invention is to propose a liquefied gas storage installation comprising a through structure opening into the internal space in order to allow the passage of a fluid, such as liquefied gas, for example liquefied hydrogen or LH2, from the outside of the tank to the inside of the tank or vice versa.
  • a fluid such as liquefied gas, for example liquefied hydrogen or LH2
  • One idea behind the invention is to propose a liquefied gas storage installation comprising a through structure opening into the internal space of the tank, optimized to limit thermal bridges at the level of the through structure.
  • the invention provides a liquefied gas storage facility comprising a supporting structure and a sealed and thermally insulating tank installed in the supporting structure, the supporting structure comprising a ceiling load-bearing wall, the sealed and thermally insulating tank comprising a tank wall fixed to the ceiling load-bearing wall, the tank wall comprising successively in a thickness direction from the outside of the tank a secondary thermally insulating barrier, a secondary sealed membrane, a primary thermally insulating barrier and a primary sealed membrane delimiting an internal space of the tank intended to contain a liquefied gas, said liquefied gas storage facility comprising a through structure carried by the ceiling load-bearing wall and positioned in a passage provided through the ceiling load-bearing wall and the tank wall, the through structure comprising: a main envelope sealingly delimiting an interior space, said main envelope comprising: - a central portion extending in the thickness direction between the load-bearing ceiling wall and the primary waterproof membrane, - an internal portion in contact with the
  • the presence of the intermediate space tends to increase the length of a thermal conduction path from the internal space of the tank to the ceiling load-bearing wall compared to the known through structures used in particular for tanks intended to contain LNG.
  • the use of a sealed envelope limits convective flows around the sealed pipe. As a result, the ceiling load-bearing wall and the secondary waterproof membrane can be preserved.
  • such a liquefied gas storage facility may comprise one or more of the following features.
  • the internal peripheral fixing element projects outwards from the central portion.
  • the gas phase contained in the interior space of the through structure is at an absolute pressure less than 1 Pa, preferably less than 10 -3 Pa.
  • the interior space of the main envelope comprises a thermal insulator chosen from: glass wool, perlite or a material designated by the acronym MLI for “multi-layer insulation” in order to increase the thermal insulation of the interior space of the main envelope.
  • the external peripheral fixing element comprises an external collar fixed to the load-bearing ceiling wall all around said passage.
  • the collar is metallic and fixed to the load-bearing ceiling wall by welding.
  • the external peripheral fixing element comprises an external peripheral envelope connecting the external portion of the main envelope to the external collar.
  • the outer peripheral envelope extends from the outer portion of the main envelope, around the outer portion of the main envelope and is arranged to close the intermediate space.
  • the outer peripheral casing comprises a first wall projecting outwardly from the outer portion of the main casing, all around the main casing and a second wall connecting the first wall to the outer collar, all around the outer collar.
  • the second wall of the external peripheral envelope is located opposite the secondary closing wall relative to the external collar.
  • the external collar extends parallel to the ceiling load-bearing wall inside the passage and has a first portion forming part of the main envelope and a second portion projecting outside the main envelope to connect the main envelope to the ceiling load-bearing wall all around said passage, the external portion of the main envelope comprising: - a first wall projecting towards the outside of the tank from the first portion of the external collar, - a second wall located at a distance from the first wall towards the inside of the passage and arranged to close the intermediate space, the second wall having a broken line shape comprising an outgoing portion projecting towards the outside of the tank from the first portion of the external collar and a re-entrant portion extending from the outgoing portion towards the inside of the tank in the thickness direction.
  • the main casing has a shape of revolution, and in which the central portion comprises a side wall having an internal end and an external end, the internal portion comprises a bottom wall closing the internal end of the side wall and being crossed by the sealed pipe, and the external portion comprises a cover wall closing the external end of the side wall and being crossed by the sealed pipe.
  • the main envelope has a diameter between 800 mm and 1500 mm, preferably a diameter between 1000 mm and 1200 mm.
  • the sectional view perpendicular to the thickness direction of the main envelope has a circular or rectangular shape.
  • the distance between the inner end and the outer end of the main envelope is at least 80 cm, preferably 100 cm.
  • an external portion of the sealed pipe is connected in a sealed manner to an external surface of the external portion of the main casing by a compensation bellows, the compensation bellows being intended to take up length variations resulting from thermal contraction.
  • the bellows makes it possible in particular to take up the vertical thermal contraction on the one hand and the radial thermal contraction in the lower part on the other hand.
  • the sealed pipe comprises a double peripheral wall enclosing a peripheral vacuum space
  • the peripheral vacuum space is preferably at a pressure lower than 10 Pa and even more preferably at a pressure lower than 1 Pa.
  • the vacuum space makes it possible to increase the thermal insulation of the sealed pipeline.
  • the double peripheral wall of the sealed pipe extends from the interior space of the main casing to the exterior of the external portion of the main casing.
  • a thermal insulator is positioned against an exterior surface of the sealed pipeline.
  • the thermal insulation covers the exterior surface of the sealed pipe which is located in the interior space of the main envelope, preferably covering the entirety of said exterior surface.
  • the through structure comprises an internal anchor cylinder projecting from the internal portion of the main casing towards the internal space of the tank, the sealed pipe being fixed in a sealed manner to said internal anchor cylinder.
  • the through structure comprises a plurality of sealed pipes successively passing through the external portion, the internal space and the internal portion of the main casing and opening into the internal space of the tank.
  • the plurality of sealed pipes successively passing through the external portion has one or more characteristics mentioned for the sealed pipe.
  • the plurality of sealed pipes may include pipes having the same or different characteristics.
  • the plurality of sealed pipes comprises between 2 and 10 sealed pipes, preferably between 3 and 7, for example 4, 5 or 6 pipes.
  • a stiffener extends across the interior space of the main shell between the inner portion and the outer portion, the stiffener being secured to said inner portion and said outer portion of the main shell.
  • the stiffener comprises a rigid core connecting the internal portion and the external portion.
  • the core is made of a composite with low thermal conductivity.
  • the interior space of the main envelope is lined with thermal insulation, preferably chosen from glass wool, perlite and multi-layer insulation.
  • the gas phase of the primary thermally insulating barrier is at an absolute pressure of less than 1 Pa, advantageously less than 10 -1 Pa, preferably less than 10 -2 Pa and for example of the order of 10 -3 Pa.
  • the internal portion of the main envelope has a curved shape.
  • the internal portion of the main casing has a convex shape whose apex is located in the internal space.
  • the liquefied gas is liquid hydrogen (LH2).
  • the primary waterproof membrane has a flat peripheral portion located around the passage and fixed to the internal collar all around said passage, preferably by welding.
  • the primary waterproof membrane is welded against an internal face of the internal peripheral fixing element, preferably of the internal collar.
  • the primary waterproof membrane is welded against an external face of the internal peripheral fixing element, preferably of the internal collar.
  • the through structure is made entirely or partly of Invar® or stainless steel.
  • the primary waterproof membrane is corrugated.
  • the primary waterproof membrane and/or the secondary waterproof membrane comprises a plurality of corrugated metal sheets, each corrugated metal sheet having edges which are each lap welded to an edge of an adjacent corrugated metal sheet.
  • Such a liquefied gas storage facility may be part of a land-based storage facility or installed in a floating, coastal or deep-water structure, including a liquid hydrogen transport vessel, i.e. a hydrogen carrier, a floating storage and regasification unit (FSRU), a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • a liquid hydrogen transport vessel i.e. a hydrogen 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.
  • a vessel for transporting liquefied gas comprises a double hull and a liquefied gas storage facility provided in the double hull.
  • the invention also provides a transfer system for a liquefied gas, the system comprising the aforementioned vessel and insulated pipelines arranged so as to connect the liquefied gas storage installation installed in the hull of the vessel to a floating or land-based storage installation.
  • the transfer system also comprises a pump for driving a flow of liquefied gas through the insulated pipelines from or to the floating or land-based storage facility to or from the vessel's liquefied gas storage facility.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a liquefied gas is conveyed through insulated pipelines from or to a floating or land-based storage facility to or from the liquefied gas storage facility of the vessel.
  • the liquefied gas intended to be stored in the tank may in particular be liquid hydrogen, which has the particularity of being stored at approximately -253°C at atmospheric pressure.
  • Figures 1 and 2 illustrate a first embodiment of the through structure 9 of the liquefied gas storage facility 1.
  • the liquefied gas storage facility comprises a supporting structure and a sealed and thermally insulating tank installed in the supporting structure.
  • the supporting structure may in particular be formed of self-supporting metal sheets or, more generally, of any type of rigid partition having appropriate mechanical properties.
  • the supporting structure is, for example, formed by the double hull of a ship.
  • the liquefied gas storage installation 1, 101 comprises a supporting structure comprising a load-bearing ceiling wall 2, 102 forming part, for example, of the deck of a ship, and a sealed and thermally insulating tank 3, 103.
  • the sealed and thermally insulating tank 3, 103 comprises a plurality of tank walls forming, for example, a tank of generally polyhedral shape (not shown), such as an octagonal shape.
  • the tank wall has a multilayer structure comprising, in the thickness direction E of the tank wall, from the outside to the inside a secondary thermally insulating barrier 4, 104, a secondary sealed membrane 5, 105, a primary thermally insulating barrier 6, 106 and a primary sealed membrane 7, 107 intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank, the primary sealed membrane 7, 107 delimiting an internal space 8, 108 of the tank 3 intended to contain a liquefied gas, such as liquefied hydrogen.
  • This multilayer structure can be produced in many ways.
  • the secondary waterproof membrane 5, 105 has corrugations and more particularly a first series of corrugations extending parallel to a first direction and a second series of corrugations extending parallel to a second direction.
  • the directions of the series of corrugations are perpendicular to each other.
  • Each of the series of corrugations is parallel to two opposite edges of the corrugated metal sheet.
  • the corrugations here protrude towards the inside of the tank, i.e. towards the internal space 8, 108 of the tank 3, 103.
  • the secondary waterproof membrane 5, 105 comprises a plurality of flat areas between the corrugations.
  • the primary waterproof membrane 7, 107 may have the same characteristics as the secondary waterproof membrane 5, 105.
  • the pitch of the corrugations of the secondary waterproof membrane 5, 105 is equal to the pitch of the corrugations of the primary waterproof membrane 7, 107 or to an integer multiple thereof.
  • each of the corrugations of the secondary waterproof membrane 5, 105 is arranged opposite, in the thickness direction of the wall, a corrugation of the primary waterproof membrane 7, 107.
  • each flat area of the primary waterproof membrane 7, 107 is located opposite, in the thickness direction of the wall of the tank, a flat area of the secondary waterproof membrane 5, 105. Consequently, the secondary waterproof membrane 5, 105 and the primary waterproof membrane 7, 107 are anchored, by welding, on load-bearing elements at their flat area, for example by spot welds.
  • the primary thermally insulating barrier 6, 106 has a gas phase which is under vacuum, i.e. has an absolute pressure lower than atmospheric pressure, in order to give the primary thermally insulating barrier 6, 106 the required thermally insulating properties.
  • the gas phase of the primary thermally insulating barrier 6, 106 is advantageously placed at an absolute pressure lower than 1 Pa, advantageously lower than 10 -1 Pa, preferably lower than 10 –2 Pa and for example of the order of 10 -3 Pa. To do this, the primary thermally insulating barrier 6, 106 is advantageously connected to a vacuum pump.
  • FIGS. 1 and 2 A first embodiment of the through structure 9 of the liquefied gas storage installation 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 will now be described.
  • the through structure 9 is positioned in a passage provided through the load-bearing ceiling wall 2 and the tank wall, i.e. passing through the secondary thermally insulating barrier 4, the secondary waterproof membrane 5, the primary thermally insulating barrier 6 and the primary waterproof membrane 7.
  • the through structure 9 fills said passage.
  • the through structure 9 comprises a main casing 10 positioned in the passage, the main casing 10 is formed by a plurality of walls and delimits in a sealed manner an interior space 11 under vacuum.
  • the interior space 11 of the main casing 10 contains a gas phase at an absolute pressure of less than 10 Pa, for example less than 1 Pa, less than 10 –2 Pa or less than 10 –3 Pa.
  • This interior space may also include thermal insulation such as glass wool, perlite or a material designated by the acronym MLI for “multi-layer insulation”, for example the interior space is filled with perlite.
  • thermal insulation such as glass wool, perlite or a material designated by the acronym MLI for “multi-layer insulation”, for example the interior space is filled with perlite.
  • the through structure 9 is fixed in the passage via an external collar 12 which projects from an external portion, that is to say from a portion projecting towards the outside of the tank 3 from the ceiling load-bearing wall 2 of the through structure 9.
  • the external collar 12 is welded to the ceiling load-bearing wall 2 all around the passage.
  • a secondary closure wall 20 extends around the central portion of the main envelope 10 between the ceiling load-bearing wall 2 and the primary waterproof membrane 7 of the main envelope 10 and at a distance from the main envelope 10.
  • the secondary closure wall 20 connects the external collar 12 to the secondary waterproof membrane 5 via a fixing zone 21, for example in the shape of a “U” to close the secondary thermally insulating barrier 4 all around said passage in a sealed manner and to form an intermediate space 40 between the secondary closure wall 20 and the central portion of the main envelope 10.
  • the intermediate space 40 is in communication with the primary thermally insulating barrier 6.
  • the gas phase of the intermediate space is identical to the gas phase of the primary thermally insulating barrier 6, i.e. an absolute pressure of less than 1 Pa, for example less than 10 –2 Pa.
  • the “U”-shaped fixing zone 21 comprises, for example, a metal part onto which the secondary waterproof membrane 5 is welded on a first surface and a portion of the secondary closing wall 20 on a second surface opposite the first surface.
  • the primary waterproof membrane 7 has a flat fixing zone, that is to say an area of the primary waterproof membrane 7 which does not have any undulation and which is welded to the internal collar 13.
  • 16 sealed pipes for example four in number on the , pass through the main envelope 10 from one side to the other in the thickness direction E, passing through the interior space 11.
  • the main casing 10 comprises a bottom wall 14 in contact with the internal space 8.
  • the bottom wall 14 projects into the internal space 8 and closes the main casing 10 at an internal end of the main casing 10.
  • the bottom wall 14 comprises two internal anchor cylinders 15 located at a distance from each other which project towards the internal space 8 of the tank.
  • the two sealed pipes 16 are respectively fixed in a sealed manner to an internal anchor cylinder 15 all around said internal anchor cylinder 15.
  • the two internal anchor cylinders 15 have different dimensions from each other. According to a variant, the two internal anchor cylinders 15 have identical dimensions. The dimensions of an anchor cylinder 15 are chosen so as to be suitable for receiving and fixing a pipe 16 in a sealed manner.
  • the sealed pipes 16 each comprise a double peripheral wall 17 extending from the interior space 11 of the main casing 10 to the outside of the liquefied gas storage facility 9.
  • the double peripheral wall 17 forms a peripheral space which is in communication with the interior space 11 of the main casing.
  • the peripheral space has a pressure identical to the pressure of the interior space 11 of the main casing 10.
  • the double peripheral wall 17 makes it possible to increase the thermal insulation of the sealed pipes 16.
  • the double peripheral wall forms an internal space which is not in communication with the interior space 11.
  • the pressure of the gas phase in the peripheral space may be identical to or different from the pressure of the gas phase in the interior space 11 of the main casing 10.
  • the main casing 10 comprises a ceiling wall 18 located at a distance from the collar 12 towards the outside of the tank and a wall 22 perpendicular to the ceiling wall, connecting the ceiling wall 18 to the collar 12, all around the collar 12.
  • the ceiling wall 18 is crossed by the sealed pipes 16.
  • the sealed pipes 16 are each connected to the ceiling wall 18 by a compensation bellows 19 in order to take up variations in length resulting from thermal contraction, for example during the loading and unloading of liquefied gas from the internal space 8 of the tank 3 which generates significant variations in temperature.
  • the main envelope 10 further comprises a second wall which has the shape of a broken line comprising an outgoing portion 23, a plate 24 and a re-entering portion 25.
  • This second wall is arranged to close the intermediate space at an external portion of the main envelope 10.
  • the outgoing portion 23 projects towards the outside of the tank from a portion of the external collar 12 located inside the passage and forming a portion of the main casing 10.
  • the outgoing portion 23 is located opposite the secondary closing wall 20 relative to the external collar 12.
  • the tray 24 extends from the outgoing portion 23, towards the inside of the passage.
  • the tray 24 is perpendicular to the central portion 23, parallel to the ceiling wall 18 and located at a distance from the ceiling wall 18.
  • the re-entrant portion 25 extends perpendicularly from the plate 24, parallel to the outgoing portion 23 and to the closing wall 20, towards the inside of the tank 3 in the thickness direction and extends in the form of a side wall of the main casing 10 until it connects the bottom wall 14.
  • the liquefied gas storage facility 101 differs from the first embodiment in that the main casing 110 has a cylindrical shape and the ceiling wall 118 and the bottom wall 114 have a convex shape when viewed from outside the main casing 110. Due to these features, the deflection of the inner portion including the bottom wall 114 and the outer portion including the ceiling wall of the main casing 110 is reduced.
  • the ceiling wall 118 is connected to the outer collar 112 via an outer peripheral casing which extends from the ceiling wall 118 of the main casing 110, around the ceiling wall 118 and is arranged to close the intermediate space 140.
  • the outer peripheral envelope comprises a first wall 26 projecting outwards from the ceiling wall 118, all around the main envelope 110 and a second wall 27 connecting the first wall 26 to the outer collar 112, all around the outer collar 112.
  • a cutaway view of a ship 70 shows a liquefied gas storage facility 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary sealed membrane intended to be in contact with the liquefied gas, preferably liquid hydrogen, contained in the internal space of the tank, a secondary sealed membrane arranged between the primary sealed membrane and the double hull 72 of the ship, and two thermally insulating barriers arranged respectively between the primary sealed membrane and the secondary sealed membrane and between the secondary sealed membrane and the double hull 72.
  • 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 liquefied gas from or to the liquefied gas storage facility 71.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed offshore installation comprising a movable arm 74 and a tower 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 pipelines 73.
  • the orientable movable arm 74 adapts to all sizes of ships.
  • a connecting pipe, not shown, extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the ship 70 from or to the shore 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 shore installation 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the ship 70 at a great distance from the coast during the loading and unloading operations.

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Abstract

L'invention concerne une installation de stockage de gaz liquéfié comportant une structure traversante (9) positionnée dans un passage ménagé à travers une paroi porteuse de plafond et une paroi de cuve, la structure traversante comportant : une enveloppe principale (10) délimitant de manière étanche un espace intérieur à une pression absolue inférieure à 10 Pa (11), ladite enveloppe principale comprenant : - une portion centrale, - une portion interne, - une portion externe; un élément de fixation périphérique externe reliant la portion externe à la paroi porteuse de plafond, une paroi de fermeture (20) s'étendant autour et à distance de la portion centrale, la paroi de fermeture reliant de manière étanche l'élément de fixation périphérique externe à la membrane étanche (5), un élément de fixation périphérique interne, la membrane étanche (7) étant fixée de manière étanche à l'élément de fixation périphérique interne, et une canalisation étanche (16).

Description

    Installation de stockage de gaz liquéfié
  • L’invention se rapporte au domaine des installations de stockage de gaz liquéfié. En particulier, l’invention se rapporte au domaine des installations de stockage de gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante pour le stockage et/ou le transport d’un gaz liquéfié, tel que l’hydrogène liquide qui est à environ -253°C à pression atmosphérique.
    •  Arrière-plan technologique
  • Dans l’état de la technique, il est connu des installations comportant une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage gaz liquéfié tel que le gaz naturel liquéfié (GNL). Une telle cuve comporte une structure multicouche comportant successivement selon une direction d’épaisseur depuis l’extérieur de la cuve une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane étanche secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire et une membrane étanche primaire délimitant un espace interne de la cuve destiné à contenir un gaz liquéfié.
  • Une telle installation comprend une paroi porteuse de plafond. Il est connu de l’état de la technique d’aménager un passage traversant dans une paroi de plafond afin d’y insérer un système de tuyauterie, pouvant être appelé le « dôme liquide », débouchant dans l’espace interne de la cuve.
    •
  • Les inventeurs ont constaté que la très basse température de l’hydrogène liquide et la présence de ponts thermiques au niveau d’un tel passage pourraient causer des points froids au niveau de la paroi porteuse pouvant entrainer la liquéfaction de l’air et l’altération de la paroi porteuse, constituant par exemple en partie la coque du navire.
  • En outre, les inventeurs ont constaté que la présence de ponts thermiques pourrait causer également des points froids au niveau de la membrane secondaire engendrant la liquéfaction du gaz présent au niveau de la barrière thermiquement isolante secondaire. Une telle liquéfaction pourrait causer des dommages dans la barrière secondaire et dans la paroi porteuse.
  • Ainsi, il est important d’éviter les points froids au niveau de la coque pour notamment éviter la liquéfaction de l’air et l’altération de la coque du navire.
  • Il est donc également important d’éviter les points froids au niveau de la membrane secondaire pour éviter la condensation du gaz présent au niveau de la barrière thermiquement isolante secondaire.
  • Une idée à la base de l’invention est de résoudre un ou plusieurs problèmes susmentionnés.
  • Une idée à la base de l’invention est de proposer une installation de stockage de gaz liquéfié comportant une structure traversante débouchant dans l’espace interne afin de permettre le passage d’un fluide, tel que du gaz liquéfié, par exemple de l’hydrogène liquéfié ou LH2, depuis l’extérieur de la cuve vers l’intérieur de la cuve ou inversement.
  • Une idée à la base de l’invention est de proposer une installation de stockage de gaz liquéfié comportant une structure traversante débouchant dans l’espace interne de la cuve optimisée afin de limiter les ponts thermiques au niveau de la structure traversante.
  • Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une installation de stockage de gaz liquéfié comportant une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante installée dans la structure porteuse, la structure porteuse comprenant une paroi porteuse de plafond, la cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve fixée à la paroi porteuse de plafond, la paroi de cuve comportant successivement selon une direction d’épaisseur depuis l’extérieur de la cuve une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane étanche secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire et une membrane étanche primaire délimitant un espace interne de la cuve destiné à contenir un gaz liquéfié,
    ladite installation de stockage de gaz liquéfié comportant une structure traversante portée par la paroi porteuse de plafond et positionnée dans un passage ménagé à travers la paroi porteuse de plafond et la paroi de cuve, la structure traversante comportant :
    une enveloppe principale délimitant de manière étanche un espace intérieur, ladite enveloppe principale comprenant :
    - une portion centrale s’étendant selon la direction d’épaisseur entre la paroi porteuse de plafond et la membrane étanche primaire,
    - une portion interne en contact avec l’espace interne,
    - une portion externe faisant saillie vers l’extérieur de la cuve depuis la paroi porteuse de plafond,
    ledit espace intérieur contenant une phase gazeuse à une pression absolue inférieure à 10 Pa,
    un élément de fixation périphérique externe reliant la portion externe de l’enveloppe principale à la paroi porteuse de plafond tout autour dudit passage,
    une paroi de fermeture secondaire s’étendant autour de la portion centrale de l’enveloppe principale à distance de la portion centrale, la paroi de fermeture secondaire reliant de manière étanche l’élément de fixation périphérique externe à la membrane étanche secondaire pour fermer barrière thermiquement isolante secondaire tout autour dudit passage et pour former un espace intermédiaire entre la paroi de fermeture secondaire et la portion centrale de l’enveloppe principale, l’espace intermédiaire étant en communication avec la barrière thermiquement isolante primaire,
    un élément de fixation périphérique interne qui fait saillie vers l’extérieur de la portion interne, la membrane étanche primaire étant fixée de manière étanche à l’élément de fixation périphérique interne tout autour de l’enveloppe principale,
    et une canalisation étanche traversant successivement la portion externe, l’espace intérieur et la portion interne de l’enveloppe principale et débouchant dans l’espace interne, une portion interne de la canalisation étanche étant fixée à la portion interne de l’enveloppe principale.
  • Grâce à ces caractéristiques, il est possible d’obtenir une installation de stockage de gaz permettant le passage d’un liquide tel que de l’hydrogène liquide et/ou d’un gaz tel que de l’hydrogène entre l’extérieur et l’intérieur de la cuve tout en diminuant fortement les ponts thermiques au niveau du passage. Une telle installation permet de préserver la membrane étanche secondaire et la paroi porteuse de plafond des points froids.
  • En effet, la présence de l’espace intermédiaire tend à augmenter la longueur d’un chemin de conduction thermique depuis l’espace interne de la cuve jusqu’à la paroi porteuse de plafond par rapport aux structures traversantes connues et utilisées notamment pour des cuves destinées à contenir du GNL. De plus, l’utilisation d‘une enveloppe étanche limite les flux convectifs autour de la canalisation étanche. En conséquence, la paroi porteuse de plafond et la membrane étanche secondaire peuvent être préservées.
  • Selon des modes de réalisation, une telle installation de stockage de gaz liquéfié peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
  • Selon une variante de réalisation de l’élément de fixation périphérique interne, l’élément de fixation périphérique interne fait saillie vers l’extérieur de la portion centrale.
  • Selon un mode de réalisation, la phase gazeuse contenue dans l’espace intérieur de la structure traversante est à une pression absolue inférieure à 1 Pa, préférentiellement inférieure à 10-3 Pa.
  • Selon un mode de réalisation, l’espace intérieur de l’enveloppe principale comporte un isolant thermique choisi parmi : la laine de verre, la perlite ou un matériau désigné par le sigle MLI pour « multi-layer insulation » afin d’accroitre l’isolation thermique de l’espace intérieur de l’enveloppe principale.
  • Selon un mode de réalisation, l’élément de fixation périphérique externe comporte une collerette externe fixée à la paroi porteuse de plafond tout autour dudit passage.
  • Selon un mode de réalisation, la collerette est métallique et fixée à la paroi porteuse de plafond par soudage.
  • Selon un mode de réalisation, l’élément de fixation périphérique externe comporte une enveloppe périphérique externe reliant la portion externe de l’enveloppe principale à la collerette externe.
  • Selon un mode de réalisation, l’enveloppe périphérique externe s’étend depuis la portion externe de l’enveloppe principale, autour de la portion externe de l’enveloppe principale et est agencée pour fermer l’espace intermédiaire.
  • Selon un mode de réalisation, l’enveloppe périphérique externe comporte une première paroi faisant saillie vers l’extérieur depuis la portion externe de l’enveloppe principale, tout autour de l’enveloppe principale et une deuxième paroi reliant la première paroi à la collerette externe, tout autour de la collerette externe.
  • Selon un mode de réalisation, la deuxième paroi de l’enveloppe périphérique externe est située en vis-à-vis de la paroi de fermeture secondaire par rapport à la collerette externe.
  • Selon un mode de réalisation, la collerette externe s’étend parallèlement à la paroi porteuse de plafond à l’intérieur du passage et présente une première portion faisant partie de l’enveloppe principale et une deuxième portion faisant saillie en dehors de l’enveloppe principale pour relier l’enveloppe principale à la paroi porteuse de plafond tout autour dudit passage,
    la portion externe de l’enveloppe principale comportant :
    - une première paroi faisant saillie vers l’extérieur de la cuve depuis la première portion de la collerette externe,
    - une deuxième paroi située à distance de la première paroi vers l’intérieur du passage et agencée pour fermer l’espace intermédiaire, la deuxième paroi présentant une forme de ligne brisée comportant une portion sortante faisant saillie vers l’extérieur de la cuve depuis la première portion de la collerette externe et une portion rentrante s’étendant depuis la portion sortante vers l’intérieur de la cuve dans la direction d’épaisseur.
  • Selon un mode de réalisation, l’enveloppe principale présente une forme de révolution, et dans laquelle la portion centrale comprend une paroi latérale présentant une extrémité interne et une extrémité externe, la portion interne comprend une paroi de fond fermant l’extrémité interne de la paroi latérale et étant traversée par la canalisation étanche, et la portion externe comprend une paroi de couvercle fermant l’extrémité externe de la paroi latérale et étant traversée par la canalisation étanche.
  • Selon un mode de réalisation, l’enveloppe principale présente un diamètre compris entre 800 mm et 1500 mm, préférentiellement un diamètre compris entre 1000 mm et 1200 mm.
  • Selon un mode de réalisation, la vue en coupe perpendiculaire à la direction d’épaisseur de l’enveloppe principale présente une forme circulaire ou rectangulaire.
  • Selon un mode de réalisation, la distance entre l’extrémité interne et l’extrémité externe de l’enveloppe principale est d’au moins 80 cm, préférentiellement 100 cm.
  • Selon un mode de réalisation, une portion externe de la canalisation étanche est reliée de manière étanche à une surface extérieure de la portion externe de l’enveloppe principale par un soufflet de compensation, le soufflet de compensation étant destiné à reprendre des variations de longueur résultant de la contraction thermique.
  • Ainsi, le soufflet permet notamment de reprendre la contraction thermique verticale d’une part et la contraction thermique radiale en partie basse d’autre part.
  • Selon un mode de réalisation, la canalisation étanche comporte une double paroi périphérique enfermant un espace périphérique sous vide, l’espace périphérique sous vide est préférentiellement à une pression inférieure à 10 Pa et encore préférentiellement à une pression inférieure à 1 Pa.
  • Ainsi, l’espace sous vide permet d’accroitre l’isolation thermique de la canalisation étanche.
  • Selon un mode de réalisation, la double paroi périphérique de la canalisation étanche s’étend depuis l’espace intérieur de l’enveloppe principale jusqu’à l’extérieur de la portion externe de l’enveloppe principale.
  • Selon un mode de réalisation, la canalisation étanche comporte une double paroi périphérique dont l’espace périphérique est en communication avec l’espace intérieur de l’enveloppe principale. Dans ce mode de réalisation, la pression dans l’espace périphérique est identique à la pression dans l’espace intérieur de l’enveloppe principale.
  • Selon un mode de réalisation, un l’isolant thermique est positionné contre une surface extérieure de la canalisation étanche.
  • Selon un mode de réalisation, l’isolant thermique recouvre la surface extérieure de la canalisation étanche qui est située dans l’espace intérieur de l’enveloppe principale, préférentiellement recouvre la totalité de ladite surface extérieure.
  • Selon un mode de réalisation, la structure traversante comporte un cylindre d’ancrage interne faisant saillie depuis la portion interne de l’enveloppe principale en direction de l’espace interne de la cuve, la canalisation étanche étant fixée de manière étanche audit cylindre d’ancrage interne.
  • Selon un mode de réalisation, la structure traversante comporte une pluralité de canalisations étanches traversant successivement la portion externe, l’espace intérieur et la portion interne de l’enveloppe principale et débouchant dans l’espace interne de la cuve.
  • Selon un mode de réalisation, la pluralité de canalisations étanches traversant successivement la portion externe présente une ou plusieurs caractéristiques mentionnées pour la canalisation étanche.
  • La pluralité de canalisations étanches peut comporter des canalisations présentant des caractéristiques identiques ou différentes.
  • Selon un mode de réalisation, la pluralité de canalisations étanches comporte entre 2 et 10 canalisations étanches, préférentiellement entre 3 et 7, par exemple 4, 5 ou 6 canalisations.
  • Selon un mode de réalisation, un raidisseur s’étend à travers l’espace intérieur de l’enveloppe principale entre la portion interne et la portion externe, le raidisseur étant fixé à ladite portion interne et à ladite portion externe de l’enveloppe principale.
  • Grâce à ces caractéristiques, la flèche de la portion interne et externe sous l’effet de la pression est réduite.
  • Selon un mode de réalisation, le raidisseur comporte une âme rigide reliant la portion interne et la portion externe. Selon un mode de réalisation, l’âme est en composite à faible conductivité thermique.
  • Selon un mode de réalisation, l’espace intérieur de l’enveloppe principale est garni d’isolant thermique, préférentiellement choisi parmi la laine de verre, la perlite et des isolants multicouche.
  • Selon un mode de réalisation, la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire est à une pression absolue inférieure à 1 Pa, avantageusement inférieure à 10-1 Pa, de préférence inférieure à 10–2 Pa et par exemple de l’ordre de 10-3 Pa.
  • Selon un mode de réalisation, la portion interne de l’enveloppe principale présente une forme bombée.
  • Selon un mode de réalisation et selon une vue depuis l’espace interne de la cuve, la portion interne de l’enveloppe principale présente une forme convexe dont le sommet est situé dans l’espace interne.
  • Grâce à ces caractéristiques, la flèche de la portion interne sous l’effet de la pression est réduite.
  • Selon un mode de réalisation, le gaz liquéfié est de l’hydrogène liquide (LH2).
  • Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire présente une portion périphérique plane située autour du passage et fixée à la collerette interne tout autour dudit passage, préférentiellement par soudage.
  • Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire est soudée contre une face interne de l’élément de fixation périphérique interne, préférentiellement de la collerette interne.
  • Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire est soudée contre une face externe de l’élément de fixation périphérique interne, préférentiellement de la collerette interne.
  • Selon un mode de réalisation, la structure traversante est réalisée en totalité ou en partie en Invar® ou en acier inoxydable.
  • Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire est ondulée.
  • Selon un mode de réalisation, la membrane étanche primaire et/ou la membrane étanche secondaire comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées, chaque tôle métallique ondulée présentant des bords qui sont chacun soudés par recouvrement à un bord d’une tôle métallique ondulée adjacente.
  • Une telle installation de stockage de gaz liquéfié peut faire partie d’une installation de stockage terrestre ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire de transport d’hydrogène liquide, c’est-à-dire un hydrogénier, 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.
  • Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un gaz liquéfié comporte une double coque et une installation de stockage de gaz liquéfié précitée disposée dans la double coque.
  • Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant le navire précité et des canalisations isolées agencées de manière à relier l’installation de stockage de gaz liquéfié installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre.
  • Selon un mode de réalisation, le système de transfert comporte également 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 l’installation de stockage de gaz liquéfié du navire.
  • Selon un mode de réalisation, 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 l’installation de stockage de gaz liquéfié du navire.
    •  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.
  • La est une vue partielle en coupe selon la direction d’épaisseur, d’une installation de stockage de gaz liquéfié selon un premier mode de réalisation.
  • La est une vue partielle en perspective agrandie d’une structure traversante selon le premier mode de réalisation.
  • La est une vue partielle en coupe selon la direction d’épaisseur, d’une installation de stockage de gaz liquéfié selon un deuxième mode de réalisation.
  • La est une représentation schématique écorchée d’une cuve d’un navire et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
    •
  • Par convention, les termes « externe » et « interne » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'intérieur et à l’extérieur de l’installation de stockage de gaz liquéfié.
  • Le gaz liquéfié destiné à être stocké dans la cuve peut notamment être de l’hydrogène liquide qui présente la particularité d’être stocké à environ -253°C à pression atmosphérique.
  • Les figures 1 et 2 illustrent un premier mode de réalisation de la structure traversante 9 de l’installation de stockage de gaz liquéfié 1. La présente un deuxième mode de réalisation de la structure traversante 109 de l’installation de stockage de gaz liquéfié 100.
  • Sur la , les éléments identiques ou similaires à ceux illustrés sur les figures 1 et 2 portent le même numéro de référence incrémenté de 100.
  • En relation avec les figures 1 à 3, l’installation de stockage de gaz liquéfié selon des modes de réalisation comporte une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante installée dans la structure porteuse.
  • La structure porteuse peut notamment être formée de tôles métalliques autoporteuses ou, plus généralement, de tout type de cloison rigide présentant des propriétés mécaniques appropriées. La structure porteuse est, par exemple, formée par la double coque d’un navire.
  • Par exemple sur les figures 1 à 3, l’installation de stockage de gaz liquéfié 1, 101 comprend une structure porteuse comportant une paroi porteuse de plafond 2, 102 faisant parti par exemple du pont d’un navire, et une cuve étanche et thermiquement isolante 3, 103.
  • La cuve étanche et thermiquement isolante 3, 103 comporte une pluralité de parois de cuve formant par exemple une cuve de forme générale polyédrique (non représentée), telle qu’une forme octogonale.
  • La paroi de cuve présente une structure multicouche comportant, selon la direction d’épaisseur E de la paroi de la cuve, depuis l’extérieur vers l’intérieur une barrière thermiquement isolante secondaire 4, 104, une membrane étanche secondaire 5, 105, une barrière thermiquement isolante primaire 6, 106 et une membrane étanche primaire 7, 107 destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, la membrane étanche primaire 7, 107 délimitant un espace interne 8, 108 de la cuve 3 destiné à contenir un gaz liquéfié, tel que de l’hydrogène liquéfié. Cette structure multicouche peut être réalisée de nombreuses manières.
  • La membrane étanche secondaire 5, 105 présente des ondulations et plus particulièrement une première série d'ondulations s’étendant parallèlement à une première direction et une seconde série d'ondulations s’étendant parallèlement à une seconde direction. Les directions des séries d’ondulations sont perpendiculaires les unes aux autres. Chacune des séries d’ondulations est parallèle à deux bords opposés de la tôle métallique ondulée. Les ondulations font ici saillie vers l’intérieur de la cuve, c’est-à-dire en direction de l’espace interne 8, 108 de la cuve 3, 103. La membrane étanche secondaire 5, 105 comporte entre les ondulations, une pluralité de zones planes.
  • La membrane étanche primaire 7, 107 peut comporter les mêmes caractéristiques que la membrane étanche secondaire 5, 105.
  • Le pas des ondulations de la membrane étanche secondaire 5, 105 est égal au pas des ondulations de la membrane étanche primaire 7, 107 ou à un multiple entier de celui-ci. En outre, chacune des ondulations de la membrane étanche secondaire 5, 105 est disposée en regard selon la direction d’épaisseur de la paroi d’une ondulation de la membrane étanche primaire 7, 107. Ainsi, chaque zone plane de la membrane étanche primaire 7, 107 se situe en regard, selon la direction d’épaisseur de la paroi de la cuve, d’une zone plane de la membrane étanche secondaire 5, 105. Dès lors, la membrane étanche secondaire 5, 105 et la membrane étanche primaire 7, 107 sont ancrées, par soudage, sur des éléments porteurs au niveau de leur zone plane, par exemple par des soudures par point.
  • Par ailleurs, la barrière thermiquement isolante primaire 6, 106 présente une phase gazeuse qui est en dépression, c’est-à-dire présente une pression absolue inférieure à la pression atmosphérique, afin de conférer à la barrière thermiquement isolante primaire 6, 106 les propriétés thermiquement isolantes requises. La phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire 6, 106 est, avantageusement, placée à une pression absolue inférieure à 1 Pa, avantageusement inférieure à 10-1 Pa, de préférence inférieure à 10–2 Pa et par exemple de l’ordre de 10-3 Pa. Pour ce faire, la barrière thermiquement isolante primaire 6, 106 est avantageusement reliée à une pompe à vide.
  • On décrit maintenant un premier mode de réalisation de la structure traversante 9 de l’installation de stockage de gaz liquéfié 1 illustrée sur les figures 1 et 2.
  • La structure traversante 9 est positionnée dans un passage ménagé à travers la paroi porteuse de plafond 2 et la paroi de cuve, c’est-à-dire traversant la barrière thermiquement isolante secondaire 4, la membrane étanche secondaire 5, la barrière thermiquement isolante primaire 6 et la membrane étanche primaire 7. La structure traversante 9 comble ledit passage.
  • La structure traversante 9 comporte une enveloppe principale 10 positionnée dans le passage, l’enveloppe principale 10 est formée par une pluralité de parois et délimite de manière étanche un espace intérieur 11 sous vide. L’espace intérieur 11 de l’enveloppe principale 10 contient une phase gazeuse à une pression absolue inférieure à 10 Pa, par exemple inférieure 1 Pa, inférieure 10–2 Pa ou inférieure à 10–3 Pa.
  • Cet espace intérieur peut en outre comporter de l’isolant thermique tel que de la laine de verre, de la perlite ou un matériau désigné par le sigle MLI pour « multi-layer insulation », par exemple l’espace intérieur est rempli de perlite.
  • La structure traversante 9 est fixée dans le passage via une collerette externe 12 qui fait saillie depuis une portion externe, c’est-à-dire depuis une portion faisant saillie vers l’extérieur de la cuve 3 depuis la paroi porteuse de plafond 2 de la structure traversante 9. La collerette externe 12 est soudée à la paroi porteuse de plafond 2 tout autour du passage.
  • Une paroi de fermeture secondaire 20 s’étend autour de la portion centrale de l’enveloppe principale 10 entre la paroi porteuse de plafond 2 et la membrane étanche primaire 7 de l’enveloppe principale 10 et à distance de l’enveloppe principale 10. La paroi de fermeture secondaire 20 relie la collerette externe 12 à la membrane étanche secondaire 5 via une zone de fixation 21, par exemple en forme de « U » pour fermer barrière thermiquement isolante secondaire 4 tout autour dudit passage de manière étanche et pour former un espace intermédiaire 40 entre la paroi de fermeture secondaire 20 et la portion centrale de l’enveloppe principale 10. L’espace intermédiaire 40 est en communication avec la barrière thermiquement isolante primaire 6. Ainsi, la phase gazeuse de l’espace intermédiaire est identique à la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire 6, c’est-à-dire une pression absolue inférieure à 1 Pa, par exemple inférieure à 10–2 Pa.
  • La zone de fixation 21 en forme de « U » comporte par exemple une pièce métallique sur laquelle sont soudées la membrane étanche secondaire 5 sur une première surface et une portion de la paroi de fermeture secondaire 20 sur une deuxième surface opposée à la première surface.
  • L’étanchéité au niveau du passage entre l’espace interne 8 de la cuve 3 et la barrière thermiquement isolante primaire 6 est assurée par une collerette interne 13 qui fait saillie depuis une portion inférieure de l’enveloppe principale 10 sur laquelle la membrane étanche primaire 7 est soudée, tout autour de ladite collerette interne 13. La illustre par exemple une soudure de la membrane étanche 7 contre une face interne de la collerette interne 13.
  • La membrane étanche primaire 7 présente une zone de fixation plane, c’est-à-dire une zone de la membrane étanche primaire 7 qui ne comporte pas d’ondulation et qui est soudée à la collerette interne 13.
  • Des canalisations étanches 16, par exemple au nombre de quatre sur la , traversent l’enveloppe principale 10 de part en part selon la direction d’épaisseur E, en passant par l’espace intérieur 11.
  • L’enveloppe principale 10 comporte une paroi de fond 14 en contact avec l’espace interne 8. La paroi de fond 14 fait saillie dans l’espace interne 8 et ferme l’enveloppe principale 10 au niveau d’une extrémité interne de l’enveloppe principale 10.
  • La paroi de fond 14 comporte deux cylindres d’ancrages internes 15 situés à distance l’un de l’autre qui font saillies en direction de l’espace interne 8 de la cuve. Les deux canalisations étanches 16 sont respectivement fixées de manière étanche à un cylindre d’ancrage interne 15 sur tout le tour dudit cylindre d’ancrage interne 15.
  • Les deux cylindres d’ancrages internes 15 présentent des dimensions différentes l’un de l’autre. Selon une variante, les deux cylindres d’ancrages internes 15 présentent des dimensions identiques. Les dimensions d’un cylindre d’ancrage 15 sont choisies afin d’être adaptées pour recevoir et fixer une canalisation 16 de manière étanche.
  • Pour des raisons de clarté de la , seulement deux canalisations étanches 16 ont été illustrées, les autres canalisations telles que celles représentées sur la ont été omises dans la .
  • Les canalisations étanches 16 comportent chacune une double paroi périphérique 17 s’étendant depuis l’espace intérieur 11 de l’enveloppe principale 10 jusqu’à l’extérieur de l’installation de stockage de gaz liquéfié 9. La double paroi périphérique 17 forme un espace périphérique qui est en communication avec l’espace intérieur 11 de l’enveloppe principale. Ainsi, l’espace périphérique présente une pression identique à la pression de l’espace intérieur 11 de l’enveloppe principale 10. La double paroi périphérique 17 permet d’accroitre l’isolation thermique des canalisations étanches 16.
  • Selon une variante non représentée, la double paroi périphérique forme un espace interne qui n’est pas en communication avec l’espace intérieur 11. Dans ce cas, la pression de la phase gazeuse dans l’espace périphérique peut être identique ou différente de la pression de la phase gazeuse dans l’espace intérieur 11 de l’enveloppe principale 10.
  • L’enveloppe principale 10 comprend une paroi de plafond 18 située à distance de la collerette 12 vers l’extérieur de la cuve et une paroi 22 perpendiculaire à la paroi de plafond, reliant la paroi de plafond 18 à la collerette 12, tout autour de la collerette 12.
  • La paroi de plafond 18 est traversée par les canalisations étanches 16. Les canalisations étanches 16 sont liées à la paroi de plafond 18 chacune par un soufflet de compensation 19 afin de reprendre des variations de longueur résultant de la contraction thermique, par exemple lors du chargement et déchargement en gaz liquéfié de l’espace interne 8 de la cuve 3 qui engendre des variations importantes de la température.
  • L’enveloppe principale 10 comporte en outre une deuxième paroi qui présente une forme de ligne brisée comportant une portion sortante 23, un plateau 24 et une portion rentrante 25. Cette deuxième paroi est agencée pour fermer l’espace intermédiaire au niveau d’une portion externe de l’enveloppe principale 10.
  • La portion sortante 23 fait saillie vers l’extérieur de la cuve depuis une portion de la collerette externe 12 située à l’intérieur du passage et formant une portion de l’enveloppe principale 10. La portion sortante 23 est située en vis-à-vis de la paroi de fermeture secondaire 20 par rapport à la collerette externe 12
  • Le plateau 24 s’étend depuis la portion sortante 23, vers l’intérieur du passage. Le plateau 24 est perpendiculaire à la portion centrale 23, parallèle à la paroi de plafond 18 et située à distance de la paroi de plafond 18.
  • La portion rentrante 25 s’étend perpendiculairement depuis le plateau 24, parallèlement à la portion sortante 23 et à la paroi de fermeture 20, vers l’intérieur de la cuve 3 dans la direction d’épaisseur et se prolonge sous la forme d’une paroi latérale de l’enveloppe principale 10 jusqu’à relier la paroi de fond 14.
  • Selon un deuxième mode de réalisation illustré avec la , l’installation de stockage de gaz liquéfié 101 diffère du premier mode de réalisation en ce que l’enveloppe principale 110 présente une forme cylindrique et que la paroi de plafond 118 et la paroi de fond 114 présentent une forme convexe vue depuis l’extérieur de l’enveloppe principale 110. Grâce à ces caractéristiques, la flèche de la portion interne comprenant la paroi de fond 114 et de la portion externe comprenant la paroi de plafond de l’enveloppe principale 110 est réduite.
  • En outre, la paroi de plafond 118 est reliée à la collerette externe 112 via une enveloppe périphérique externe qui s’étend depuis la paroi de plafond 118 de l’enveloppe principale 110, autour de la paroi de plafond 118 et est agencée pour fermer l’espace intermédiaire 140.
  • L’enveloppe périphérique externe comporte une première paroi 26 faisant saillie vers l’extérieur depuis la paroi de plafond 118, tout autour de l’enveloppe principale 110 et une deuxième paroi 27 reliant la première paroi 26 à la collerette externe 112, tout autour de la collerette externe 112.
  • En référence à la , une vue écorchée d’un navire 70 montre une installation de stockage de gaz liquéfié 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié, préférentiellement de l’hydrogène liquide, contenu dans l’espace interne de la cuve, une membrane étanche secondaire agencée entre la membrane étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières thermiquement isolantes agencées respectivement entre la membrane étanche primaire et la membrane étanche secondaire et entre la membrane étanche secondaire et la double coque 72.
  • 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 gaz liquéfié depuis ou vers l’installation de stockage de gaz liquéfié 71.
  • La représente également 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 tour 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 navires. Une conduite de liaison non représentée s’étend à l’intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du navire 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 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 peut soit mettre en œuvre 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 soit autoriser une montée en pression dans l’espace interne de la cuve sous l’effet de l’évaporation du gaz liquéfié stocké dans la cuve.
  • 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.
  • Il apparaîtra plus généralement à l’Homme du métier que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l’enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans les revendications qui suivent, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant les revendications aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents que les revendications visent à couvrir du fait de leur formulation et dont la prévision est à la portée de l’homme du métier se basant sur ses connaissances générales.
    •

Claims (16)

  1. Installation de stockage de gaz liquéfié comportant une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante installée dans la structure porteuse, la structure porteuse comprenant une paroi porteuse de plafond (2, 102), la cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve fixée à la paroi porteuse de plafond, la paroi de cuve comportant successivement selon une direction d’épaisseur depuis l’extérieur de la cuve une barrière thermiquement isolante secondaire (4, 104), une membrane étanche secondaire (5, 105), une barrière thermiquement isolante primaire (6, 106) et une membrane étanche primaire (7, 107) délimitant un espace interne (8, 108) de la cuve destiné à contenir un gaz liquéfié,
    ladite installation de stockage de gaz liquéfié (1, 101) comportant une structure traversante (9, 109) portée par la paroi porteuse de plafond et positionnée dans un passage ménagé à travers la paroi porteuse de plafond et la paroi de cuve, la structure traversante comportant :
    une enveloppe principale (10, 110) délimitant de manière étanche un espace intérieur (11, 111), ladite enveloppe principale comprenant :
    - une portion centrale s’étendant selon la direction d’épaisseur entre la paroi porteuse de plafond et la membrane étanche primaire,
    - une portion interne en contact avec l’espace interne,
    - une portion externe faisant saillie vers l’extérieur de la cuve depuis la paroi porteuse de plafond,
    ledit espace intérieur (11, 111) contenant une phase gazeuse à une pression absolue inférieure à 10 Pa,
    un élément de fixation périphérique externe reliant la portion externe de l’enveloppe principale à la paroi porteuse de plafond tout autour dudit passage,
    une paroi de fermeture secondaire (20, 120) s’étendant autour de la portion centrale de l’enveloppe principale à distance de la portion centrale, la paroi de fermeture secondaire reliant de manière étanche l’élément de fixation périphérique externe à la membrane étanche secondaire (5, 105) pour fermer la barrière thermiquement isolante secondaire tout autour dudit passage et pour former un espace intermédiaire (40) entre la paroi de fermeture secondaire (20, 120) et la portion centrale de l’enveloppe principale (10, 110), l’espace intermédiaire étant en communication avec la barrière thermiquement isolante primaire (6, 106),
    un élément de fixation périphérique interne qui fait saillie vers l’extérieur de la portion interne ou de la portion centrale, la membrane étanche primaire (7, 107) étant fixée de manière étanche à l’élément de fixation périphérique interne tout autour de l’enveloppe principale,
    et une canalisation étanche (16, 116) traversant successivement la portion externe, l’espace intérieur et la portion interne de l’enveloppe principale (10, 110) et débouchant dans l’espace interne, une portion interne de la canalisation étanche étant fixée à la portion interne de l’enveloppe principale.
  2. Installation de stockage de gaz liquéfié selon la revendication 1, dans laquelle l’élément de fixation périphérique externe comporte une collerette externe (12, 112) fixée à la paroi porteuse de plafond tout autour dudit passage.
  3. Installation de stockage de gaz liquéfié selon la revendication 2, dans laquelle l’élément de fixation périphérique externe comporte une enveloppe périphérique externe (26, 27) reliant la portion externe de l’enveloppe principale à la collerette externe (112).
  4. Installation de stockage de gaz liquéfié selon la revendication 3, dans laquelle l’enveloppe périphérique externe (26, 27) s’étend depuis la portion externe de l’enveloppe principale, autour de la portion externe de l’enveloppe principale et est agencée pour fermer l’espace intermédiaire (40).
  5. Installation de stockage de gaz liquéfié selon la revendication 2, dans laquelle la collerette externe (12) s’étend parallèlement à la paroi porteuse de plafond à l’intérieur du passage et présente une première portion faisant partie de l’enveloppe principale et une deuxième portion faisant saillie en dehors de l’enveloppe principale pour relier l’enveloppe principale à la paroi porteuse de plafond tout autour dudit passage,
    la portion externe de l’enveloppe principale comportant :
    - une première paroi (22) faisant saillie vers l’extérieur de la cuve depuis la première portion de la collerette externe,
    - une deuxième paroi située à distance de la première paroi vers l’intérieur du passage et agencée pour fermer l’espace intermédiaire, la deuxième paroi présentant une forme de ligne brisée comportant une portion sortante (23) faisant saillie vers l’extérieur de la cuve depuis la première portion de la collerette externe et une portion rentrante (25) s’étendant depuis la portion sortante vers l’intérieur de la cuve dans la direction d’épaisseur.
  6. Installation de stockage de gaz liquéfié selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle l’enveloppe principale présente une forme de révolution, et dans laquelle la portion centrale comprend une paroi latérale (125) présentant une extrémité interne et une extrémité externe, la portion interne comprend une paroi de fond (114) fermant l’extrémité interne de la paroi latérale (125) et étant traversée par la canalisation étanche, et la portion externe comprend une paroi de couvercle (118) fermant l’extrémité externe de la paroi latérale (125) et étant traversée par la canalisation étanche.
  7. Installation de stockage de gaz liquéfié selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle une portion externe de la canalisation étanche (16, 116) est reliée de manière étanche à une surface extérieure de la portion externe de l’enveloppe principale par un soufflet de compensation (19, 119), le soufflet de compensation étant destiné à reprendre des variations de longueur résultant de la contraction thermique.
  8. Installation de stockage de gaz liquéfié selon la revendication 1 à 7, dans laquelle la structure traversante comporte un cylindre d’ancrage interne (15, 115) faisant saillie depuis la portion interne de l’enveloppe principale en direction de l’espace interne de la cuve, la canalisation étanche (16, 116) étant fixée de manière étanche audit cylindre d’ancrage interne.
  9. Installation de stockage de gaz liquéfié selon la revendication 1 à 8, dans laquelle la canalisation étanche (16) comporte une double paroi périphérique (17) enfermant un espace périphérique sous vide, l’espace périphérique sous vide étant préférentiellement à une pression inférieure à 10 Pa, et encore préférentiellement à une pression inférieure à 1 Pa.
  10. Installation de stockage de gaz liquéfié selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle la structure traversante comporte une pluralité de canalisations étanches traversant successivement la portion externe, l’espace intérieur et la portion interne de l’enveloppe principale et débouchant dans l’espace interne de la cuve.
  11. Installation de stockage de gaz liquéfié selon l’une des revendications 1 à 10 dans laquelle un raidisseur (50) s’étend à travers l’espace intérieur de l’enveloppe principale entre la portion interne et la portion externe, le raidisseur étant fixé à ladite portion interne et à ladite portion externe de l’enveloppe principale.
  12. Installation de stockage de gaz liquéfié selon l’une des revendications 1 à 11 dans laquelle l’espace intérieur (11, 111) de l’enveloppe principale est garni d’isolant thermique, préférentiellement choisi parmi la laine de verre, la perlite et des isolants multicouche.
  13. Installation de stockage de gaz liquéfié selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire (6, 106) est à une pression absolue inférieure à 1 Pa.
  14. Navire (70) pour le transport d’un gaz liquéfié, le navire comportant une double coque (72) et une installation de stockage de gaz liquéfié (71) selon l’une des revendications 1 à 13 disposée dans la double coque.
  15. Système de transfert pour un gaz liquéfié, le système comportant un navire (70) selon la revendication 14 et des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier l’installation de stockage de gaz liquéfié (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77).
  16. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 14, dans lequel on achemine un gaz liquéfié à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis l’installation de stockage de gaz liquéfié (71) du navire (70).
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