FR3017183A1 - CRYOGENIC LIQUID DELIVERY SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Une installation de délivrance de liquide cryogénique selon l'invention comporte : - une cuve de stockage (2), - un équipement cryogénique (6) permettant de délivrer et/ou de traiter du liquide cryogénique de la cuve de stockage (2) vers un conteneur (4) à remplir, - une première conduite (8) destinée à alimenter en liquide le conteneur (4) à remplir à partir de la cuve de stockage (2) à travers l'équipement cryogénique (6) comportant un point bas (14) disposé entre la cuve de stockage (2) cryogénique et l'équipement cryogénique (6), - une seconde conduite (10) permettant de ramener vers la cuve de stockage (2) du liquide qui s'est vaporisé, et - une liaison (18) réalisée entre la première conduite (8) et la seconde conduite (10), des moyens (V3) permettant de contrôler le passage d'un fluide dans ladite liaison (18).A cryogenic liquid delivery installation according to the invention comprises: - a storage tank (2), - a cryogenic equipment (6) for delivering and / or treating cryogenic liquid from the storage tank (2) to a tank container (4) to be filled, - a first pipe (8) intended to supply liquid to the container (4) to be filled from the storage tank (2) through the cryogenic equipment (6) having a low point ( 14) disposed between the cryogenic storage tank (2) and the cryogenic equipment (6), - a second pipe (10) for returning vaporized liquid to the storage tank (2), and - a connection (18) made between the first pipe (8) and the second pipe (10), means (V3) for controlling the passage of a fluid in said connection (18).
Description
La présente invention concerne une installation de délivrance de liquide cryogénique. L'invention peut concerner tout type de liquide cryogénique, c'est-à-dire tout liquide obtenu en refroidissant à de très basses températures 5 (généralement inférieures à -100° C) des gaz (purs ou mélanges de gaz) comme par exemple de l'azote, de l'hélium ou du gaz naturel (méthane). Pour certaines utilisations de liquides cryogéniques, le liquide est stocké dans une cuve de relativement grande taille et des moyens sont prévus pour délivrer de relativement petites quantités de liquide dans des conteneurs, 10 comme par exemple un réservoir d'un camion ou une bonbonne de liquide cryogénique. On a ainsi une station de ravitaillement avec une cuve de stockage et des moyens de distribution sous pression adaptés au conteneur à remplir comportant généralement une pompe permettant de transférer du liquide cryogénique à partir de la cuve de stockage vers une bonbonne et/ou 15 d'effectuer un ravitaillement d'un véhicule. Dans la suite de la description, pour alléger la rédaction, on assimilera les transferts de liquide (de la cuve vers par exemple une bonbonne ou un dewar) à un ravitaillement (de la cuve vers un réservoir d'un véhicule). Lors de cette opération de délivrance (transfert ou ravitaillement), le liquide cryogénique peut subir un traitement qui modifiera 20 notamment sa pression et sa température. Dans une station de ravitaillement, des conduites sont utilisées entre la cuve de stockage et le conteneur à remplir. Une conduite présentant une surface importante par rapport à son volume intérieur, on réalise alors une surface d'échange relativement importante qui tend à réchauffer le liquide 25 cryogénique et à le vaporiser. Dans le cas d'une station de ravitaillement de gaz naturel liquéfié (ou GNL), le gaz sous forme gazeuse ne peut pas être rejeté à l'air libre et les stations de ravitaillement prévoient alors de le retourner dans la cuve de stockage. Ceci peut être vrai pour d'autres produits cryogéniques. 30 Le gaz que l'on vient introduire dans la cuve de stockage vient réchauffer le liquide dans cette cuve. La pression à l'intérieur de cette dernière augmente et lorsqu'elle atteint une limite prédéterminée, une soupape de sécurité s'ouvre pour laisser du gaz s'échapper. Ce gaz est généralement perdu. Il convient donc d'éviter d'atteindre la pression maximale admissible dans les cuves de stockage. Ce problème de vaporisation du liquide cryogénique entre la cuve de stockage et le conteneur à remplir est d'autant plus manifeste que l'installation de délivrance est peu utilisée. En effet, si les délivrances de liquide sont espacées dans le temps, tous les éléments se trouvant en aval de la cuve de stockage se réchauffent plus entre deux délivrances et il convient d'évacuer les calories qui sont rentrées dans le système. De plus, pour que la pompe (ou autre équipement de traitement du fluide) fonctionne dans de bonnes conditions, elle doit travailler en phase liquide. Il convient donc de la refroidir avant de délivrer du liquide cryogénique. Dans les stations de remplissage qui délivrent de façon aléatoire de petites quantités de liquide cryogénique, les conduites entre la cuve de stockage et le conteneur à remplir restent remplies de liquide qui petit à petit se vaporise. Plus les délivrances de liquide effectuées sont occasionnelles, plus les conduites et autres équipements (pompe, moyens utilisés pour la distribution, ...) se réchauffent entre deux opérations de délivrance. La figure 1 illustre une station de ravitaillement de l'art antérieur. Une cuve de stockage 2 alimente par exemple un réservoir 4 à remplir par l'intermédiaire d'un équipement cryogénique 6 comportant le plus souvent une pompe cryogénique et/ou un autre équipement de traitement du liquide. Une première conduite 8 alimente en liquide la station de distribution à partir de la cuve de stockage 2 à travers l'équipement cryogénique 6 pour venir remplir le réservoir 4. Une seconde conduite 10 est destinée à ramener vers la cuve de stockage 2 tout le liquide qui s'est vaporisé entre la cuve de stockage 2 et le réservoir 4 à remplir. Une vanne V1 permet de réguler le flux de liquide dans la première conduite 8 et une seconde vanne V2 est utilisée pour contrôler le retour de gaz vers la cuve de stockage 2. Dans une telle station de ravitaillement, lorsque plusieurs heures s'écoulent entre deux opérations de délivrance de liquide cryogénique, tout le liquide qui reste dans les conduites après la fin de la première opération de délivrance a le temps de se vaporiser avant le début de la seconde opération de délivrance. Ceci conduit à des retours importants de gaz en phase gazeuse dans la cuve de stockage 2. La présente invention a alors pour but de limiter les entrées sous forme gazeuse dans la cuve de stockage. À cet effet, la présente invention propose une installation de délivrance de liquide cryogénique à partir d'une cuve de stockage comportant : - un équipement cryogénique permettant de délivrer et/ou traiter du liquide cryogénique de la cuve de stockage vers un conteneur à remplir, - une première conduite destinée à alimenter en liquide le conteneur à remplir à partir de la cuve de stockage à travers l'équipement cryogénique, et - une seconde conduite permettant de ramener vers la cuve de stockage du liquide qui s'est vaporisé. Selon la présente invention, la première conduite comporte un point bas disposé entre la cuve de stockage cryogénique et l'équipement cryogénique, et une liaison est réalisée entre la première conduite et la seconde conduite, des moyens permettant de contrôler le passage d'un fluide dans ladite liaison. De cette manière, le système comporte un point bas vers lequel le liquide résiduel après une opération de délivrance de liquide vers un conteneur vient s'accumuler. Ce liquide est ensuite "naturellement" repoussé vers la cuve de stockage lorsque du fluide se vaporise faisant alors monter la pression dans l'installation jusqu'à refouler le liquide dans la cuve de stockage. Pour qu'un maximum de liquide puisse atteindre le point bas, la première conduite est réalisée de manière à présenter une inclinaison de même sens en aval du point bas. De cette manière, on évite de réaliser des pièges à liquide en aval du point bas. Pour faciliter le retour du liquide dans la cuve de stockage, la première conduite ne comporte de préférence aucune bifurcation entre le point bas et la cuve de stockage. Pour accélérer le retour de liquide dans la cuve de stockage, des 30 moyens permettant de vaporiser du liquide cryogénique sont prévus en aval de la première conduite. Le système étant fermé, on augmente la pression dans le système et on favorise le refoulement du liquide dans la cuve de stockage. L'équipement cryogénique de l'installation comporte par exemple une pompe cryogénique. Pour la gestion des flux dans l'installation, des moyens permettant de contrôler le passage de liquide entre la cuve de stockage et le point bas sont avantageusement prévus. De même, on peut prévoir des moyens permettant de contrôler le passage de fluide dans la seconde conduite entre la cuve de stockage et le raccord entre la seconde conduite et la liaison entre la première conduite et la seconde conduite. Dans une forme de réalisation préférée favorisant l'accumulation de liquide au niveau du point bas, la liaison entre la première conduite et la seconde conduite est réalisée en aval du point bas. La présente invention concerne également un procédé de délivrance d'un liquide cryogénique à partir d'une cuve de stockage vers un conteneur à remplir, à travers - un équipement cryogénique permettant de délivrer et/ou traiter du liquide cryogénique de la cuve de stockage vers le conteneur à remplir, - une première conduite pour alimenter en liquide le conteneur à remplir à partir de la cuve de stockage à travers l'équipement cryogénique, et - une seconde conduite permettant de ramener vers la cuve de stockage du liquide qui s'est vaporisé, qui comporte les étapes suivantes : a) passage de liquide par la première conduite en passant par un point bas, b) dégazage vers la cuve de stockage par l'intermédiaire de la seconde conduite, et c) purge de la première conduite, de la seconde conduite et de l'équipement cryogénique en fermant l'accès de la seconde conduite à la cuve de stockage et en reliant la seconde conduite à la première conduite. Ce procédé permet de limiter l'introduction de fluide sous phase gazeuse dans la cuve de stockage par rapport à un procédé de délivrance de liquide cryogénique de l'art antérieur. Dans une variante de réalisation d'un procédé selon la présente invention, l'étape de purge est par exemple arrêtée lorsque du fluide en phase gazeuse se trouve au niveau du point bas du système.The present invention relates to a cryogenic liquid delivery installation. The invention may relate to any type of cryogenic liquid, that is to say any liquid obtained by cooling at very low temperatures (generally below -100 ° C.) gases (pure or gas mixtures), for example nitrogen, helium or natural gas (methane). For some uses of cryogenic liquids, the liquid is stored in a relatively large vessel and means are provided for delivering relatively small amounts of liquid into containers, such as a truck tank or a liquid tank. cryogenic. There is thus a refueling station with a storage tank and pressurized distribution means adapted to the container to be filled generally comprising a pump for transferring cryogenic liquid from the storage tank to a carboy and / or refuel a vehicle. In the remainder of the description, to lighten the wording, it will be assimilated transfers of liquid (from the tank to for example a carboy or dewar) to a refueling (from the tank to a tank of a vehicle). During this delivery operation (transfer or refueling), the cryogenic liquid may undergo a treatment which will change in particular its pressure and its temperature. In a refueling station, lines are used between the storage tank and the container to be filled. Since a pipe has a large surface area relative to its internal volume, a relatively large exchange surface is produced which tends to heat the cryogenic liquid and to vaporize it. In the case of a liquefied natural gas (LNG) refueling station, the gaseous gas can not be released to the open air and the refueling stations then plan to return it to the storage tank. This may be true for other cryogenic products. The gas that is introduced into the storage tank warms the liquid in this tank. The pressure inside the latter increases and when it reaches a predetermined limit, a safety valve opens to allow gas to escape. This gas is usually lost. It is therefore advisable to avoid reaching the maximum permissible pressure in the storage tanks. This problem of vaporization of the cryogenic liquid between the storage tank and the container to be filled is all the more obvious that the delivery facility is little used. Indeed, if the liquid deliveries are spaced in time, all the elements downstream of the storage tank warm up between two deliveries and it is necessary to evacuate the calories that have entered the system. In addition, for the pump (or other fluid treatment equipment) to operate in good conditions, it must work in the liquid phase. It is therefore necessary to cool it before delivering cryogenic liquid. In filling stations which randomly deliver small quantities of cryogenic liquid, the lines between the storage tank and the container to be filled remain filled with liquid which gradually vaporises. The more liquid deliveries made are occasional, the more the pipes and other equipment (pump, means used for distribution, etc.) warm up between two delivery operations. Figure 1 illustrates a refueling station of the prior art. A storage tank 2 feeds, for example, a tank 4 to be filled by means of cryogenic equipment 6 most often including a cryogenic pump and / or other liquid treatment equipment. A first pipe 8 supplies liquid to the dispensing station from the storage tank 2 through the cryogenic equipment 6 to fill the tank 4. A second pipe 10 is intended to return to the storage tank 2 all the liquid which has vaporized between the storage tank 2 and the tank 4 to be filled. A valve V1 regulates the flow of liquid in the first pipe 8 and a second valve V2 is used to control the return of gas to the storage tank 2. In such a refueling station, when several hours elapse between two cryogenic liquid delivery operations, all the liquid remaining in the pipes after the end of the first delivery operation has time to vaporize before the start of the second delivery operation. This leads to large gas phase gas returns in the storage tank 2. The object of the present invention is therefore to limit the gaseous inputs to the storage tank. To this end, the present invention proposes a cryogenic liquid delivery installation from a storage tank comprising: cryogenic equipment for delivering and / or treating cryogenic liquid from the storage tank to a container to be filled, - A first pipe for supplying liquid to the container to be filled from the storage tank through the cryogenic equipment, and - a second pipe for returning to the storage tank of the liquid which has vaporized. According to the present invention, the first pipe comprises a low point disposed between the cryogenic storage tank and the cryogenic equipment, and a connection is made between the first pipe and the second pipe, means for controlling the passage of a fluid. in said connection. In this way, the system has a low point towards which the residual liquid after a liquid delivery operation to a container accumulates. This liquid is then "naturally" pushed back to the storage tank when fluid vaporizes then causing the pressure in the plant to rise until the liquid is forced back into the storage tank. So that a maximum of liquid can reach the low point, the first pipe is made so as to have a slope in the same direction downstream of the low point. In this way, it is avoided to make liquid traps downstream of the low point. To facilitate the return of the liquid into the storage tank, the first pipe preferably has no bifurcation between the low point and the storage tank. To accelerate the return of liquid to the storage tank, means for vaporizing cryogenic liquid are provided downstream of the first conduit. With the system closed, the pressure in the system is increased and the liquid is forced back into the storage tank. The cryogenic equipment of the installation comprises for example a cryogenic pump. For the flow management in the installation, means for controlling the passage of liquid between the storage tank and the low point are advantageously provided. Similarly, there may be provided means for controlling the fluid passage in the second pipe between the storage tank and the connection between the second pipe and the connection between the first pipe and the second pipe. In a preferred embodiment favoring the accumulation of liquid at the low point, the connection between the first pipe and the second pipe is made downstream of the low point. The present invention also relates to a method for delivering a cryogenic liquid from a storage tank to a container to be filled, through - a cryogenic equipment for delivering and / or treating cryogenic liquid from the storage tank to the container to be filled, - a first pipe for supplying liquid to the container to be filled from the storage tank through the cryogenic equipment, and - a second pipe for bringing back to the storage tank the liquid which has vaporized, which comprises the following steps: a) passage of liquid through the first pipe through a low point, b) degassing to the storage tank via the second pipe, and c) bleeding of the first pipe, the second conduit and the cryogenic equipment by closing the access of the second conduit to the storage tank and connecting the second conduit to the first conduit. This method makes it possible to limit the introduction of gas phase fluid into the storage tank with respect to a cryogenic liquid delivery process of the prior art. In an alternative embodiment of a method according to the present invention, the purge step is stopped, for example, when fluid in the gaseous phase is at the low point of the system.
Des détails et avantages de la présente invention apparaitront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel : La figure 1 illustre schématiquement une installation de délivrance de liquide cryogénique de l'art antérieur, et La figure 2 illustre schématiquement une installation de délivrance de liquide cryogénique selon la présente invention. On retrouve sur la figure 2 une installation présentant une structure similaire à celle de la figure 1. On retrouve ici des éléments similaires qui sont 10 alors désignés avec les mêmes références que sur cette figure 1. On reconnaît ainsi notamment sur la figure 2 une cuve de stockage 2 de liquide cryogénique qui alimente un conteneur à remplir (que l'on supposera être un réservoir 4 dans toute la suite de la présente description) par l'intermédiaire d'un équipement cryogénique 6 et d'une première conduite 8 qui 15 part de la cuve de stockage 2 et atteint le réservoir 4 via l'équipement cryogénique 6. Une seconde conduite 10 est prévue pour ramener vers la cuve de stockage 2 la partie de liquide qui se vaporise lors du transfert vers le réservoir 4 et par la suite, avant d'effectuer un nouveau transfert. La cuve de stockage 2 est une cuve cryogénique adaptée à contenir un 20 liquide à très basse température comme par exemple du gaz naturel liquéfié, ou bien un autre gaz sous forme liquide comme de l'azote ou de l'hydrogène. Des moyens connus de l'homme du métier et non décrits ici sont associés à cette cuve de stockage 2 pour éviter que la pression à l'intérieur de celle-ci ne dépasse une limite prédéfinie. Lorsque la cuve contient du gaz naturel liquéfié, 25 il convient de ne pas rejeter de gaz dans l'atmosphère et des moyens adaptés sont également prévus pour éviter tout rejet non désiré. Le réservoir 4 à remplir est ici par exemple un réservoir d'un véhicule tel un camion ou similaire mais il pourrait également s'agir par exemple d'un récipient tel un dewar ou une bonbonne. 30 L'équipement cryogénique 6 comporte notamment une pompe ainsi que des moyens de commande et de contrôle. Il est aussi prévu généralement des moyens permettant, d'une part, d'adapter la pression et/ou la température du liquide et, d'autre part, de s'assurer que la pompe n'admet que du liquide et qu'elle ne travaille pas partiellement en phase gazeuse. L'équipement cryogénique 6 est alimenté à partir de la cuve de stockage 2 par la première conduite 8 qui se prolonge au-delà vers le réservoir 4. L'extrémité distale 12 de la première conduite 8 est munie de moyens, de type clapet anti-retour, ainsi que de moyens d'étanchéité permettant d'assurer un transfert de liquide sous pression, sans rejet à l'atmosphère, vers le réservoir 4. La seconde conduite 10 est quant à elle prévue pour ramener vers la cuve de stockage 2 les vapeurs contenues initialement dans le réservoir 4 et celles issues de la vaporisation du liquide cryogénique en cours de transfert. L'extrémité distale de la seconde conduite 10 est munie de moyens permettant de réaliser un passage des gaz sous pression et de manière étanche. La figure 2 illustre un retour de la seconde conduite en partie basse de la cuve de stockage 2 mais on pourrait également prévoir un retour en partie haute de celle-ci. Comme illustré sur la figure 2, la première conduite 8 comporte un point bas 14 (illustré par une étoile) disposé entre la cuve de stockage 2 et l'équipement cryogénique 6. Une vanne V1 sur la première conduite 8, disposée ici entre la cuve de stockage 2 et le point bas 14, permet de contrôler le débit de liquide cryogénique dans la première conduite 8. Une telle vanne peut être par exemple disposée directement en sortie de la cuve de stockage 2. Le plus souvent, les cuves de stockage sont munies d'origine d'une telle vanne V1 qui peut être appelée par exemple vanne de sortie de la cuve. De préférence, le point bas 14 est relié directement, ou uniquement via la vanne V1, à la cuve de stockage 2. La première conduite 8 présente une pente constante, sans remontée, entre la cuve de stockage 2 et le point bas 14. Dans une forme de réalisation avantageuse (ne correspondant pas à la forme de réalisation illustrée), la première conduite 8 peut être une conduite verticale depuis la cuve jusqu'au point bas 14 qui se trouve alors sous la cuve de stockage 2. En aval du point bas 14 et jusqu'à son extrémité distale 12, la première conduite 8 ne présente de préférence aucun point bas relatif, c'est-à-dire qu'elle est toujours inclinée avec une pente de même sens, de telle sorte que tout le liquide contenu dans la première conduite 8 se retrouve attiré par gravité vers le point bas 14. Cette pente continue entre le point bas 14 et l'extrémité distale 12 est symbolisée par une flèche inclinée 16 sur la figure 2. Une vanne V2 est également prévue sur la seconde conduite 10 pour contrôler et réguler le débit gazeux vers la cuve de stockage 2. De manière habituelle, une telle vanne est disposée à proximité de la cuve de stockage 2 et équipe le plus souvent d'origine la cuve de stockage 2. Une liaison 18 est réalisée entre la première conduite 8 et la seconde conduite 10. Cette liaison 18 est réalisée en aval de la vanne V1 et de préférence en aval du point bas 14 pour éviter d'avoir une bifurcation de la première conduite 8 entre le point bas 14 et la cuve de stockage 2. Cette liaison 18 est munie de moyens permettant de contrôler le passage de fluide dans celle-ci, moyens illustrés sur la figure 2 par une vanne V3. Le fonctionnement de l'installation de délivrance d'un liquide cryogénique décrite ci-dessus est par exemple le suivant. Avant de réaliser une opération de ravitaillement (ou de transfert), comme évoqué plus haut, le système est refroidi selon une procédure connue de l'homme du métier, adaptée à l'équipement cryogénique 6 et indépendante de la présente invention. Cette procédure a notamment pour but de garantir un bon fonctionnement de la pompe (et/ou des autres équipements) intégrée dans l'équipement cryogénique.Details and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, given with reference to the accompanying diagrammatic drawing, in which: FIG. 1 schematically illustrates a cryogenic liquid delivery installation of the prior art, and FIG. 2 schematically illustrates a cryogenic liquid delivery installation according to the present invention. FIG. 2 shows an installation having a structure similar to that of FIG. 1. Similar elements are here again found, which are then designated with the same references as in this FIG. 1. Thus, in FIG. cryogenic liquid storage 2 which feeds a container to be filled (which will be assumed to be a tank 4 throughout the rest of this description) via a cryogenic equipment 6 and a first pipe 8 which 15 part of the storage tank 2 and reaches the tank 4 via the cryogenic equipment 6. A second pipe 10 is provided to return to the storage tank 2 the portion of liquid that vaporizes during the transfer to the tank 4 and by the next, before making a new transfer. The storage tank 2 is a cryogenic tank adapted to contain a liquid at a very low temperature such as for example liquefied natural gas, or else another gas in liquid form such as nitrogen or hydrogen. Means known to those skilled in the art and not described herein are associated with this storage tank 2 to prevent the pressure inside thereof from exceeding a predefined limit. When the tank contains liquefied natural gas, no gas should be vented to the atmosphere and suitable means are also provided to avoid unwanted rejection. The tank 4 to be filled is here for example a tank of a vehicle such as a truck or the like but it could also be for example a container such as a dewar or a cylinder. The cryogenic equipment 6 comprises in particular a pump as well as control and control means. It is also generally provided means for, on the one hand, to adapt the pressure and / or the temperature of the liquid and, on the other hand, to ensure that the pump only admits liquid and that it does not work partially in the gas phase. The cryogenic equipment 6 is fed from the storage tank 2 by the first pipe 8 which extends beyond the tank 4. The distal end 12 of the first pipe 8 is provided with means, of the anti-tamper type. -return, as well as sealing means to ensure a transfer of liquid under pressure, without discharge to the atmosphere, to the tank 4. The second pipe 10 is in turn to bring back to the storage tank 2 the vapors initially contained in the tank 4 and those resulting from the vaporization of the cryogenic liquid during transfer. The distal end of the second pipe 10 is provided with means making it possible to pass the gases under pressure and in a sealed manner. Figure 2 illustrates a return of the second pipe in the lower part of the storage tank 2 but could also provide a return to the top of the latter. As illustrated in FIG. 2, the first pipe 8 comprises a low point 14 (illustrated by a star) disposed between the storage tank 2 and the cryogenic equipment 6. A valve V1 on the first pipe 8, disposed here between the tank 2 and the low point 14, can control the flow of cryogenic liquid in the first pipe 8. Such a valve can be for example disposed directly at the outlet of the storage tank 2. Most often, the storage tanks are equipped with such a valve V1 which can be called for example the outlet valve of the tank. Preferably, the low point 14 is connected directly, or only via the valve V1, to the storage tank 2. The first pipe 8 has a constant slope, without rising, between the storage tank 2 and the low point 14. In an advantageous embodiment (not corresponding to the illustrated embodiment), the first pipe 8 may be a vertical pipe from the tank to the low point 14 which is then under the storage tank 2. Downstream of the point 14 down to its distal end 12, the first pipe 8 preferably has no relative low point, that is to say that it is always inclined with a slope of the same direction, so that all the the liquid contained in the first pipe 8 is attracted by gravity to the low point 14. This continuous slope between the low point 14 and the distal end 12 is symbolized by an inclined arrow 16 in Figure 2. A valve V2 is also provided on the a second conduit 10 for controlling and regulating the gas flow to the storage tank 2. Usually, such a valve is disposed near the storage tank 2 and usually equips the original storage tank 2. A connection 18 is made between the first pipe 8 and the second pipe 10. This connection 18 is made downstream of the valve V1 and preferably downstream of the low point 14 to avoid having a bifurcation of the first pipe 8 between the point 14 and the storage tank 2. This connection 18 is provided with means for controlling the passage of fluid therein, means illustrated in Figure 2 by a valve V3. The operation of the cryogenic liquid delivery installation described above is for example the following. Before performing a refueling (or transfer) operation, as mentioned above, the system is cooled according to a procedure known to those skilled in the art, adapted to the cryogenic equipment 6 and independent of the present invention. This procedure is intended in particular to ensure proper operation of the pump (and / or other equipment) integrated in the cryogenic equipment.
Lors d'une opération de ravitaillement, la vanne V1 est ouverte pour permettre la sortie de liquide cryogénique hors de la cuve de stockage 2. La vanne V2 est également ouverte pour permettre de réaliser un dégazage du système et du réservoir 4. La vanne V3 est fermée. Une fois le transfert effectué, la première conduite 8 est remplie de 25 liquide tandis que la seconde conduite 10 de dégazage contient un mélange de liquide et de gaz. L'invention a alors pour but de limiter autant que possible la vaporisation du liquide se trouvant dans le système après une opération de délivrance de liquide. Elle propose alors de réaliser une purge du système en 30 repoussant un maximum de liquide vers la cuve de stockage 2 avant que celui-ci ne se vaporise. Pour réaliser la purge, il est proposé, une fois le réservoir 4 rempli comme souhaité, de fermer la vanne V2 et d'ouvrir la vanne V3 (la vanne V1 restant ouverte). Dans de telles conditions, compte tenu de la configuration du système décrite plus haut, le liquide contenu dans la première conduite 8 descend par gravité vers le point bas 14. Il convient de remarquer ici que les extrémités distales de la première conduite 8 et de la seconde conduite 10 sont fermées. Dans la conception de la première conduite 8, il sera veillé de préférence à ne pas laisser subsister de "piège" à liquide de manière que tout le liquide puisse redescendre avantageusement vers le point bas 14. La seconde conduite 10 suit de préférence la première conduite 8. Dans ces conditions, le liquide contenu dans cette conduite sera également orienté vers le point bas 14 grâce à la liaison 18, la vanne V3 étant ouverte. La quantité de liquide dans la seconde conduite 10 est bien moindre que celle contenue dans la première conduite 8. Il est cependant souhaité de concevoir la seconde conduite 10 et la liaison 18 de telle sorte que le maximum de liquide se trouvant dans cette seconde conduite 10 soit dirigé par la gravité vers le point bas 14. Fatalement, du fait des pertes thermiques inévitables dans tout système, du liquide se trouvant dans le système va se vaporiser. Du fluide va donc passer de la phase liquide à la phase gazeuse. Le fluide en phase gazeuse va s'accumuler à partir des zones les plus hautes dans le système. Le système étant fermé, au fur et à mesure que du liquide se vaporise, la pression va augmenter et le fluide en phase liquide est repoussé à travers la vanne V1 dans la cuve de stockage 2. On peut prévoir que la phase de purge se termine lorsqu'il n'y a plus de fluide sous phase liquide au point bas 14 et que la phase gazeuse atteint donc le point bas 14. En option, pour accélérer la phase de purge, on peut prévoir d'injecter du fluide sous phase gazeuse dans le système, le plus haut possible. Pour ce faire, l'installation peut être par exemple équipée d'un évaporateur qui vient alimenter le système après une phase de délivrance de liquide. Le gaz ainsi généré est alors introduit en un point haut du système, par exemple en aval de l'équipement cryogénique 6. La présente invention permet ainsi de remplacer dans une installation de délivrance de fluide cryogénique, après une opération de délivrance de liquide depuis une cuve de stockage vers un conteneur, le liquide résiduel par du gaz. De la sorte, on limite l'introduction de gaz dans la cuve de stockage, le fluide résiduel étant réintroduit sous forme liquide dans la cuve de stockage. De cette manière, on limite la vaporisation de liquide cryogénique. Les entrées de chaleur dans le système sont ainsi limitées et le liquide dans la cuve de stockage reste assez froid pour garantir de bonnes conditions de stockage sur une plus longue période. Le système et/ou le procédé selon la présente invention permettent aussi, notamment dans le cas où le liquide cryogénique est du gaz naturel liquéfié, de limiter les pertes de gaz naturel en limitant l'augmentation de pression dans la cuve de stockage et de ce fait le nombre de déclenchements de la soupape de sécurité associée à cette cuve. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation de l'installation illustrée sur le dessin, aux variantes évoquées dans la description qui précède et au procédé décrit plus haut. Elle concerne également toutes les variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.During a refueling operation, the valve V1 is open to allow the cryogenic liquid to exit the storage tank 2. The valve V2 is also open to allow degassing of the system and the tank 4. The valve V3 is closed. Once the transfer is complete, the first conduit 8 is filled with liquid while the second degassing conduit 10 contains a mixture of liquid and gas. The invention therefore aims to limit as much as possible the vaporization of the liquid in the system after a liquid delivery operation. It then proposes to purge the system by pushing a maximum of liquid to the storage tank 2 before it vaporizes. To purge, it is proposed, once the tank 4 filled as desired, to close the valve V2 and open the valve V3 (the valve V1 remains open). Under such conditions, taking into account the configuration of the system described above, the liquid contained in the first pipe 8 descends by gravity towards the low point 14. It should be noted here that the distal ends of the first pipe 8 and the second pipe 10 are closed. In the design of the first pipe 8, it will preferably be ensured that no "trap" is left in liquid so that all the liquid can descend advantageously towards the low point 14. The second pipe 10 preferably follows the first pipe 8. Under these conditions, the liquid contained in this pipe will also be oriented towards the low point 14 through the connection 18, the valve V3 being open. The quantity of liquid in the second pipe 10 is much less than that contained in the first pipe 8. It is, however, desired to design the second pipe 10 and the connection 18 so that the maximum of liquid in this second pipe 10 It is inevitably due to the unavoidable thermal losses in any system that liquid in the system will vaporize. Fluid will therefore go from the liquid phase to the gas phase. The gas phase fluid will accumulate from the highest zones in the system. As the system is closed, as liquid vaporizes, the pressure will increase and the fluid in the liquid phase is pushed through the valve V1 in the storage tank 2. It can be expected that the purge phase ends when there is no fluid in liquid phase at the low point 14 and the gas phase thus reaches the low point 14. Optionally, to accelerate the purge phase, it can be provided to inject fluid under gaseous phase in the system, as high as possible. For this purpose, the installation may for example be equipped with an evaporator which supplies the system after a liquid delivery phase. The gas thus generated is then introduced at a high point of the system, for example downstream of the cryogenic equipment 6. The present invention thus makes it possible to replace in a cryogenic fluid delivery installation, after a liquid delivery operation from a storage tank to a container, the residual liquid by gas. In this way, the introduction of gas into the storage tank is limited, the residual fluid being reintroduced in liquid form into the storage tank. In this way, the vaporisation of cryogenic liquid is limited. The heat inputs into the system are thus limited and the liquid in the storage tank remains cold enough to ensure good storage conditions over a longer period. The system and / or the method according to the present invention also makes it possible, in particular in the case where the cryogenic liquid is liquefied natural gas, to limit the losses of natural gas by limiting the pressure increase in the storage tank and of this makes the number of trips of the safety valve associated with this tank. Of course, the present invention is not limited to the embodiment of the installation illustrated in the drawing, the variants mentioned in the foregoing description and the method described above. It also relates to all the variants within the scope of those skilled in the art within the scope of the claims below.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1400298A FR3017183B1 (en) | 2014-02-03 | 2014-02-03 | CRYOGENIC LIQUID DELIVERY SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
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