FR3033874A1 - Procede de refroidissement d'un gaz liquefie - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de refroidissement d'un gaz liquéfié (8) stocké dans l'espace intérieur d'une cuve (2) étanche et thermiquement isolante dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur, ledit procédé comportant les étapes : d'aspirer un flux de gaz en phase vapeur dans l'espace intérieur de la cuve (2) de manière à générer dans l'espace intérieur de la cuve une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique de telle sorte qu'une vaporisation du gaz liquéfié soit favorisée et que le gaz liquéfié stocké dans la cuve soit placé dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur dans lequel le gaz liquéfié présente une température inférieure à la température d'équilibre liquide-vapeur dudit gaz liquéfié à pression atmosphérique ; et - de conduire le flux de gaz en phase vapeur aspiré vers un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur (13). L'invention concerne également une installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié.

Description

1 Domaine technique L'invention se rapporte au domaine du refroidissement de corps gazeux stockés sous une forme liquéfiée, et concerne notamment le refroidissement d'un gaz combustible tel que du gaz naturel liquéfié (GNL).
Arrière-plan technologique Le gaz naturel liquéfié est stocké dans des cuves étanches et thermiquement isolantes à des températures cryogéniques. De telles cuves peuvent faire partie d'une installation de stockage terrestre ou être installées dans une structure flottante, telle qu'un navire méthanier par exemple.
Les barrières d'isolation thermique des cuves de stockage de gaz naturel liquéfié sont inéluctablement le siège d'un flux thermique tendant à réchauffer le contenu de la cuve. Ce réchauffement se traduit par une augmentation de l'enthalpie du contenu de la cuve et, par conséquent, par un éloignement de tout ou partie de la cargaison de ses conditions d'équilibre à pression quasi-atmosphérique.
Cette augmentation d'enthalpie est donc susceptible d'entraîner une évaporation du gaz naturel liquéfié et une perte de gaz naturel stocké sous forme liquide. Afin de limiter l'augmentation d'enthalpie du gaz naturel liquéfié, l'isolation thermique des cuves est régulièrement améliorée. Toutefois, bien que les capacités d'isolation thermique des cuves tendent à augmenter, le taux de réchauffement du 20 gaz naturel liquéfié demeure substantiel. Il est certes connu dans l'état de la technique d'utiliser le gaz issu de l'évaporation naturelle pour alimenter un équipement utilisant du gaz naturel comme combustible. Ainsi, sur un navire méthanier par exemple, le gaz évaporé est utilisé pour l'alimentation du groupe motopropulseur permettant de propulser le navire ou 25 des groupes électrogènes fournissant l'électricité nécessaire au fonctionnement des équipements à bord. Toutefois, si un tel procédé permet de valoriser le gaz évaporé dans la cuve, il ne permet pas de maîtriser le taux d'évaporation du gaz liquéfié ni de conserver le gaz dans un état thermodynamique permettant son stockage de manière durable. Par ailleurs, s'il est connu d'utiliser un système de liquéfaction 30 pour reliquéfier le gaz évaporé en excès, le rendement d'un tel système de liquéfaction est faible.
3033874 2 Résumé Une idée à la base de l'invention est de proposer un procédé de refroidissement d'un gaz liquéfié et une installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié permettant une meilleure maîtrise de l'évaporation 5 naturelle du gaz liquéfié tout en conservant une fraction importante de gaz liquéfié dans un état thermodynamique permettant son stockage de manière durable. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un procédé de refroidissement d'un gaz liquéfié stocké dans l'espace intérieur d'une cuve étanche et thermiquement isolante ; ledit gaz liquéfié étant stocké dans l'espace intérieur de 10 la cuve dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur et présentant une phase liquide inférieure et une phase vapeur supérieure séparées par une interface, ledit procédé comportant les étapes : d'aspirer un flux de gaz en phase vapeur dans une zone de la phase vapeur en contact avec une zone de l'interface de manière à générer dans ladite 15 zone de la phase vapeur une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique de telle sorte qu'une vaporisation de la phase liquide soit favorisée au niveau de la zone de l'interface et que le gaz liquéfié en contact avec la zone de l'interface soit placé dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur dans lequel le gaz liquéfié présente une température inférieure à la température d'équilibre liquide-vapeur dudit gaz liquéfié à pression atmosphérique ; et de conduire le flux de gaz en phase vapeur aspiré vers un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur. Ainsi, un tel procédé permet de tirer pleinement profit de la vaporisation du 25 gaz destiné à alimenter un équipement consommateur de gaz en phase vapeur pour refroidir le gaz liquéfié stocké dans la cuve en soustrayant à celui-ci la chaleur latente de vaporisation. De plus, en plaçant l'espace intérieur de la cuve à une pression absolue inférieure à la pression atmosphérique, le gaz liquéfié, stocké dans la cuve, peut 30 être refroidi à une température inférieure à sa température d'équilibre de vaporisation à pression atmosphérique. Dès lors, le gaz liquéfié peut être maintenu dans un état thermodynamique sous-refroidi permettant son stockage ou son 3033874 3 transfert dans une cuve à pression atmosphérique tout en maintenant un taux d'évaporation du gaz liquéfié faible, voire nul. Un tel procédé permet donc une meilleure maîtrise de la vaporisation du gaz naturel liquéfié. On génère ainsi une réduction de la perte de cargaison donc une augmentation de la valorisation 5 financière de la cargaison. En outre, grâce à un tel procédé, la vaporisation du gaz liquéfié destiné à alimenter l'équipement consommateur de gaz en phase vapeur peut être réalisée sans l'aide d'une source de chaleur extérieure, par opposition aux installations de vaporisation forcée utilisant un échange de chaleur avec de l'eau de mer, un liquide 10 intermédiaire ou des gaz de combustion issus de la motorisation ou de brûleurs spécifiques. Toutefois, dans certains modes de réalisation, une telle source de chaleur extérieure peut aussi être prévue de manière complémentaire. Selon d'autres modes de réalisation avantageux, un tel procédé de refroidissement peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 15 la pression P1 est supérieure à 120 mbars. Il est en effet indispensable que la pression à l'intérieur de la cuve soit supérieure à la pression correspondant au point triple du diagramme de phase du méthane de sorte à éviter une solidification du gaz naturel à l'intérieur de la cuve. - la pression P1 peut notamment être comprise entre 750 mbars et 980 mbars. 20 - l'aspiration du flux de gaz en phase vapeur est obtenue au moyen d'une pompe à dépression. - selon un mode de réalisation, l'on commande la pompe à dépression en fonction d'une consigne de débit généré par le circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur. - selon un autre mode de réalisation, l'on mesure la pression dans la zone de la phase vapeur et l'on commande la pompe à dépression en fonction d'une consigne de pression et de la pression mesurée. selon un mode de réalisation, la cuve comporte une structure multicouche montée sur une structure porteuse, la structure multicouche comprenant une membrane d'étanchéité en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et une barrière thermiquement isolante disposée entre la membrane d'étanchéité 3033874 4 et la structure porteuse, ladite barrière thermiquement isolante comportant des blocs isolants et une phase gazeuse, le procédé comportant l'étape de maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante à une pression P2 inférieure ou égale à la pression P1. 5 selon un mode de réalisation, la structure multicouche comprend, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire comportant des blocs isolants reposant contre une structure porteuse et une phase gazeuse, une membrane d'étanchéité secondaire reposant contre les blocs isolants de la barrière thermiquement isolante 10 secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire comportant des éléments isolants reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire et une phase gazeuse et une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, le procédé comportant l'étape de maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire et 15 la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante secondaire respectivement à une pression P2 et à une pression P3, lesdites pressions P2 et P3 étant inférieures ou égales à la pression P1. La pression P1 étant inférieure à la pression atmosphérique, les pressions P2 et P3 sont donc également inférieures à la pression atmosphérique. 20 de manière avantageuse, pour le mode de réalisation précité, la pression P3 est supérieure ou égale à la pression P2. Ainsi, en cas de fuites gazeuses et d'envahissement de la barrière thermiquement isolante primaire par du gaz, on évite d'aspirer du gaz au sein de la barrière thermiquement isolante secondaire. Ainsi, une légère surpression de la barrière thermiquement isolante secondaire 25 par rapport à la barrière thermiquement isolante primaire peut même être bénéfique. Dans ce cas, le différentiel de pression entre les pressions P2 et P3 est inférieur à 100 mbars et de préférence compris entre 10 et 50 mbars. la cuve est remplie d'un gaz combustible liquéfié choisi parmi le gaz naturel liquéfié, l'éthane et le gaz de pétrole liquéfié. 30 - le circuit d'utilisation du gaz en phase vapeur comprend un équipement de production d'énergie. selon un mode de réalisation, la cuve est équipée d'une cloche à dépression logée dans l'espace intérieur de la cuve et comportant une portion supérieure 3033874 5 disposée dans la phase vapeur et une portion inférieure immergée dans la phase liquide et dans lequel la zone de la phase vapeur dans laquelle est aspiré le flux de gaz en phase vapeur est définie par la portion supérieure de la cloche à dépression. 5 - selon un autre mode de réalisation, l'on génère la pression P1 dans une portion supérieure de la cuve contenant la phase vapeur. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié comportant : - une cuve étanche et thermiquement isolante présentant un espace intérieur 10 destiné à être rempli d'un gaz liquéfié stocké dans un état d'équilibre diphasique liquide vapeur de telle sorte que le gaz liquéfié présente une phase liquide inférieure et une phase vapeur supérieure séparées par une interface ; et - un circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur comportant : - une admission débouchant dans l'espace intérieur de la cuve au-dessus 15 d'une hauteur maximale de remplissage de la cuve de manière à déboucher, lorsque la cuve est remplie, dans une zone de la phase vapeur en contact avec une zone de l'interface ;et - une pompe à dépression apte à aspirer à travers l'admission un flux de gaz en phase vapeur présent dans la zone de la phase vapeur, à le 20 refouler vers un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur et à maintenir dans la zone de la phase vapeur une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique de telle sorte qu'une vaporisation de la phase liquide soit favorisée au niveau de la zone d'interface et que le gaz liquéfié en contact avec la zone de l'interface soit placé dans un état d'équilibre diphasique 25 liquide-vapeur dans lequel le gaz liquéfié présente une température inférieure à la température d'équilibre liquide-vapeur dudit gaz liquéfié à pression atmosphérique. Selon d'autres modes de réalisation avantageux, une telle installation peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 30 l'installation comporte un capteur de mesure de débit apte à délivrer un signal représentatif du débit du flux de vapeur aspiré à travers l'admission et refoulé vers le circuit d'utilisation et un dispositif de commande apte à commander la pompe à dépression en fonction du signal représentatif du débit du flux de 3033874 6 vapeur et d'une consigne de débit généré par le circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur. l'installation comporte un capteur de pression apte à délivrer un signal représentatif de la pression régnant dans l'espace intérieur de la cuve au- 5 dessus de la hauteur maximale de remplissage et un dispositif de commande apte à commander la pompe à dépression en fonction du signal représentatif de la pression et d'une consigne de pression. - l'installation comporte en outre un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur comprenant un équipement de production d'énergie. 10 - la cuve comporte une structure multicouche montée sur une structure porteuse, la structure multicouche comprenant une membrane d'étanchéité en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et une barrière thermiquement isolante disposée entre la membrane d'étanchéité et la structure porteuse et comportant des blocs isolants et une phase gazeuse, l'installation comportant en outre une 15 pompe à dépression agencée pour maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante à une pression P2 inférieure ou égale à la pression P1. - la structure multicouche comprend, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire comportant des blocs isolants reposant contre une structure porteuse et une phase gazeuse, une membrane 20 d'étanchéité secondaire reposant contre les blocs isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire comportant des éléments isolants reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire et une phase gazeuse et une membrane d'étanchéité primaire destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, 25 l'installation comportant en outre une première pompe à dépression agencée pour maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire à une pression P2 inférieure ou égale à la pression P1 et une seconde pompe à dépression agencée pour maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante secondaire à une pression P3 inférieure ou égale à la 30 pression P1. - la cuve est équipée d'une cloche à dépression logée dans l'espace intérieur de la cuve et comportant une portion supérieure destinée à être mise en contact avec la phase vapeur du gaz liquéfié stocké dans l'espace intérieur de la cuve et 3033874 7 une portion inférieure destinée à être immergée dans la phase liquide du gaz liquéfié stocké dans l'espace intérieur de la cuve et dans laquelle l'admission du circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur débouche à l'intérieur de la portion supérieure de la cloche à dépression. 5 la cloche à dépression est réalisée en métal. - la cloche à dépression comporte une section horizontale comprise entre 1/5 et 1/100 de la section horizontale de la cuve, par exemple de l'ordre de 1/10. - selon un mode de réalisation, la cloche à dépression comporte des tubes creux la traversant transversalement de part en part. 10 - l'installation comporte un capteur de pression apte à délivrer un signal représentatif de la pression régnant dans la portion supérieure de la cloche à dépression. Selon un mode de réalisation, l'invention concerne un navire ou un équipement off-shore de liquéfaction, tel qu'une barge de liquéfaction, comportant 15 une installation précitée pour le stockage et le refroidissement d'un gaz liquéfié. Selon mode de réalisation, le navire comporte une coque et la cuve étanche et thermiquement isolante de l'installation est disposée dans ladite coque. Selon un mode de réalisation, le circuit d'utilisation du gaz en phase vapeur est un équipement de production d'énergie, tel qu'un équipement pour la propulsion 20 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 fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
25 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. 30 - La figure 1 illustre schématiquement une installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié. 3033874 8 - La figure 2 est un diagramme d'équilibre liquide-vapeur du méthane. - La figure 3 est une représentation schématique de l'installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié. 5 - La figure 4 est une représentation schématique écorchée d'un navire méthanier équipé d'une cuve et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve. - La figure 5 illustre schématiquement une installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié selon un second mode de réalisation.
10 Description détaillée de modes de réalisation Dans la description et les revendications, le terme « gaz » présente un caractère générique et vise indifféremment un gaz constitué d'un seul corps pur ou un mélange gazeux constitué d'une pluralité de composants. Un gaz liquéfié désigne ainsi un corps chimique ou un mélange de corps chimiques qui a été placé 15 dans une phase liquide à basse température et qui se présenterait dans une phase vapeur dans les conditions normales de température et de pression. Sur la figure 1, une installation 1 de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié selon un premier mode de réalisation est représentée. Une telle installation 1 peut être installée à terre ou sur un ouvrage flottant comme une barge 20 de liquéfaction ou de regazéification. Dans le cas d'un ouvrage à terre, l'installation peut être destinée à une unité de stockage associée à un ou plusieurs organes consommateurs de gaz sous forme de vapeur, tels que des groupes électrogènes, des générateurs de vapeur, des bruleurs ou tout autre organe consommant du gaz sous forme de vapeur qu'il soit mitoyen de l'unité de stockage ou sur un réseau de 25 distribution de gaz en phase vapeur alimenté par l'unité de stockage. Dans le cas d'un ouvrage flottant, l'installation peut être destinée à un navire de transport de gaz naturel liquéfié, tel qu'un méthanier, mais peut également être destiné à tout navire dont le groupe motopropulseur, les groupes électrogènes, les générateurs de vapeurs ou tout autre organe consommateur sont alimentés en 30 gaz. A titre d'exemple, il peut ainsi s'agir d'un navire de transport de marchandises, d'un navire de transport de passagers, d'un navire de pêche, d'une unité flottante de production d'électricité ou autres.
3033874 9 L'installation 1 comporte une cuve 2 étanche et thermiquement isolante. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, la cuve 2 est une cuve à membranes. Une telle cuve à membranes peut notamment comporter une structure multicouche comportant, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve 2,- une 5 barrière thermiquement isolante secondaire 3 comportant des éléments isolants reposant contre une structure porteuse 4, une membrane d'étanchéité secondaire 5 reposant contre la barrière thermiquement isolante secondaire 3, une barrière thermiquement isolante primaire 6 comportant des éléments isolants reposant contre la membrane d'étanchéité secondaire 5 et une membrane d'étanchéité 10 primaire 7 destinée à être en contact avec le gaz liquéfié 8 contenu dans la cuve. A titre d'exemple, de telles cuves à membranes 2 sont décrites dans les demandes de brevet W014057221, FR2691520 et FR2877638. Selon d'autres modes de réalisation alternatifs, la cuve 1 peut également être une cuve de type A, B ou C. Un telle cuve est autoporteuse et peut notamment 15 présenter une forme parallélépipédique, prismatique, sphérique, cylindrique ou multi-lobique. Les cuves de type C présentent la particularité de permettre un stockage du gaz naturel liquéfié à des pressions sensiblement supérieures à la pression atmosphérique. Le gaz liquéfié 8 est un gaz combustible. Le gaz liquéfié 8 peut notamment 20 être un gaz naturel liquéfié (GNL), c'est-à-dire un mélange gazeux comportant majoritairement du méthane ainsi qu'un ou plusieurs autres hydrocarbures, tels que l'éthane, le propane, le n-butane, le i-butane, le n-pentane le i-pentane, le néopentane, et de l'azote en faible proportion. Le gaz combustible peut également être de l'éthane ou un gaz de pétrole 25 liquéfié (GPL), c'est-à-dire un mélange d'hydrocarbures issu du raffinage du pétrole comportant essentiellement du propane et du butane. Le gaz liquéfié 8 est stocké dans l'espace intérieur de la cuve dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur. Le gaz est donc présent en phase vapeur dans la partie supérieure de la cuve et en phase liquide dans la partie inférieure de 30 la cuve. La température d'équilibre du gaz naturel liquéfié correspondant à son état d'équilibre diphasique liquide-vapeur est d'environ -162°C lorsqu'il est stocké à pression atmosphérique.
3033874 10 L'installation 1 comporte un circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur 9. Le circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur 9 comporte un conduit 10 passant au travers d'une paroi de la cuve 2 afin de définir un passage d'évacuation de la phase vapeur, de l'intérieur vers l'extérieur de la cuve 2. Le conduit 10 5 comporte une admission 11 débouchant à l'intérieur de l'espace intérieur de la cuve 2. L'admission 11 débouche dans une portion supérieure de l'espace intérieur de la cuve 2. L'admission 11 peut notamment déboucher au-dessus de la limite maximale de remplissage de la cuve de sorte à déboucher dans la phase gazeuse. Le circuit de prélèvement 9 comporte également une pompe à dépression 10 12 qui est raccordée, en amont, à la conduite 10 et, en aval, à un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur 13. La pompe à dépression 12 est ainsi apte à aspirer à travers la conduite 10 un flux de gaz en phase vapeur présent dans l'espace intérieur de la cuve 2 et à le refouler vers le circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur 13. Dans le mode de réalisation représenté, le circuit de prélèvement 9 15 comporte un clapet 19 ou une vanne anti-retour, disposé en amont ou en aval de la pompe à dépression 12 et permettant ainsi d'éviter un retour du flux de gaz en phase vapeur vers l'espace intérieur de la cuve 2. La pompe à dépression 12 est apte à générer dans la phase vapeur disposée dans la partie supérieure de l'espace intérieur de la cuve 2 une pression 20 P1 inférieure à la pression atmosphérique. Ainsi, lorsque la pompe à dépression 12 est mise en fonctionnement et aspire un flux de gaz en phase vapeur à l'intérieur de l'espace intérieur de la cuve 2 et le refoule vers le circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur 13, la pompe à dépression 12 génère également une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique dans la phase vapeur de l'espace intérieur 25 de la cuve. Dès lors, la phase vapeur étant placée à une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique, la vaporisation du gaz liquéfié 8 présent dans la cuve 2 est favorisée à l'interface liquide/vapeur tandis que le gaz liquéfié 8 stocké dans la cuve 2 est placée dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur dans lequel le gaz 30 liquéfié présente une température inférieure à la température d'équilibre liquide-vapeur dudit gaz liquéfié à pression atmosphérique. Ces phénomènes sont expliqués ci-dessous en relation avec la figure 3 qui représente un diagramme d'équilibre liquide-vapeur du méthane. Ce diagramme 3033874 11 représente un domaine, noté L, dans lequel le méthane se présente en phase liquide et un domaine, noté V, dans lequel le méthane se présente en phase vapeur, en fonction de la température représentée en ordonnée et de la pression en abscisse.
5 Le point Pt1 représente un état d'équilibre diphasique correspondant à l'état du méthane stocké dans une cuve à la pression atmosphérique et à une température d'environ -162°C. Lorsque la pression de stockage du méthane dans la cuve est descendue en dessous de la pression atmosphérique, par exemple jusqu'à une pression absolue d'environ 500 mbars, l'équilibre du méthane se déplace vers 10 la gauche jusqu'au point P. Une fois à l'équilibre, le méthane ainsi détendu subit donc une diminution de température d'environ 7°C tandis qu'une partie du méthane en phase liquide se vaporise en soustrayant au méthane liquide stocké dans la cuve les calories nécessaires à sa vaporisation. Dès lors, en plaçant un gaz liquéfié à une pression absolue inférieure à la pression atmosphérique, le gaz liquéfié se maintient 15 dans un état thermodynamique sous-refroidi de telle sorte qu'un retour vers un stockage dans la cuve à pression atmosphérique ou son transfert ultérieur vers une cuve à pression atmosphérique peut s'effectuer en maintenant un taux d'évaporation du gaz liquéfié faible, voire nul en évitant ou réduisant les phénomènes de vaporisation flash en début de transfert.
20 La pompe à dépression 12 est une pompe cryogénique, c'est-à-dire une pompe apte à supporter des températures cryogéniques inférieures à -150 °C. Elle doit en outre être conforme à la règlementation ATEX, c'est-à-dire conçue afin d'écarter tout risque d'explosion. Sur la figure 3, on a représenté schématiquement l'installation 1 pour 25 illustrer le fait que le circuit de prélèvement 9 et la pompe à dépression 12 permettent de fournir à la fois une puissance frigorifique P au gaz liquéfié contenu dans la cuve 2 et un débit de gaz en phase vapeur Q au circuit d'utilisation 13. Dans certaines applications, la demande de gaz en phase vapeur souhaité dans le circuit d'utilisation 13 peut être le critère principal de dimensionnement et de 30 pilotage de la pompe à dépression 12. Dans ce cas, la pompe à dépression 12 est pilotée en fonction d'une consigne de débit générée par le circuit d'utilisation du gaz en phase vapeur 12. Pour ce faire, l'installation 1 est équipée d'un capteur de mesure de débit apte à délivrer un signal représentatif du débit de vapeur refoulé 3033874 12 par la pompe à dépression 12 et d'un dispositif de commande 18 apte à piloter la pompe à dépression 12 de manière à asservir la valeur de débit mesurée à la consigne de débit. Dans ce mode de réalisation, la pression régnant à l'intérieur de la cuve évolue donc en fonction du temps et de la consigne de débit générée par le 5 circuit d'utilisation 13. Par ailleurs, pour ces modes de réalisation, la pompe à dépression 12 est dimensionnée de manière à générer un débit suffisant pour alimenter le circuit d'utilisation 13. A titre illustratif, la puissance moyenne du moteur principal dans des navires hauturiers est typiquement de l'ordre de quelques MW à quelques dizaines 10 de MW. Si le débit de gaz en phase vapeur Q refoulé par la pompe à dépression 12 ne permet pas de produire une puissance frigorifique correspondant à la totalité du besoin dans la cuve de stockage, il est possible de prévoir un dispositif de refroidissement auxiliaire, non représenté, pour apporter une puissance frigorifique auxiliaire P - aux au gaz liquéfié contenu dans la cuve 2.
15 Dans d'autres applications, la puissance frigorifique nécessaire au maintien du gaz contenu dans la cuve à une température cible inférieure à sa température de vaporisation à pression atmosphérique peut être le critère de dimensionnement et de pilotage de la pompe à dépression 12, notamment si le besoin de gaz en phase vapeur du circuit d'utilisation 8 est élevé et qu'on ne souhaite pas refroidir de 20 manière excessive le gaz en phase liquide contenu dans le récipient. Dans ce cas, la pompe à dépression est pilotée en fonction d'une consigne de pression régnant dans l'espace interne de la cuve. Pour ce faire, l'installation 1 est équipée d'un capteur de pression agencé pour mesurer la pression dans l'espace intérieur de la cuve et d'un dispositif de commande 18 apte à piloter la pompe à dépression 12 de 25 manière à asservir la valeur de la pression mesurée à la consigne de pression. Dans ce mode, après une période transitoire de descente en pression durant laquelle la température et la pression du gaz naturel liquéfié diminuent, on atteint un régime établi correspondant à un couple pression/température cible. La pression de consigne est supérieure à 120 mbars et par exemple comprise entre 750 mbars et 30 980 mbars. Pour ces modes de réalisation, la pompe à dépression 12 est dimensionnée de sorte à générer une dépression dans l'espace interne de la cuve correspondant à la pression cible. Par ailleurs, si le régime établi ne permet pas de produire le débit de gaz en phase vapeur correspondant à la totalité du besoin dans 3033874 13 le circuit d'utilisation 13, il est possible de prévoir un dispositif de vaporisation auxiliaire, non représenté, pour apporter un débit de vapeur auxiliaire Qaux au circuit d'utilisation 13. On comprend ainsi de ce qui précède, que la pompe à dépression doit 5 présenter une caractéristique débit/pression adaptée au besoin du circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur 13 et à la puissance frigorifique nécessaire. Dans le cas d'une installation 1 embarquée sur un navire, le circuit d'utilisation 13 peut notamment comporter un équipement de production d'énergie du groupe motopropulseur, non représenté, permettant de propulser le navire. Un 10 tel équipement de production d'énergie est notamment choisi parmi les moteurs thermiques, les piles à combustion et les turbines à gaz. Lorsque l'équipement de production d'énergie est un moteur thermique, le moteur peut être à alimentation mixte diesel-gaz naturel. De tels moteurs peuvent fonctionner, soit en mode diesel dans lequel le moteur est intégralement alimenté en diesel soit en mode gaz naturel 15 dans lequel le combustible du moteur est principalement constitué de gaz naturel alors qu'une faible quantité de diesel pilote est injectée pour initier la combustion. Par ailleurs, selon un mode de réalisation, le circuit d'utilisation 13 comporte en outre un échangeur de chaleur, non illustré, permettant de chauffer davantage le flux de gaz en phase vapeur jusqu'à des températures compatibles 20 avec le fonctionnement de l'équipement consommateur de gaz. L'échangeur de chaleur supplémentaire peut notamment assurer un contact thermique entre le flux de gaz en phase vapeur et de l'eau de mer, entre le flux de gaz en phase vapeur et des gaz de combustion générés par un équipement de production d'énergie ou par le moteur directement, ou entre le flux de gaz en phase vapeur et de l'air utilisé 25 comme comburant par le moteur afin d'augmenter son rendement. Selon un mode de réalisation, le circuit d'utilisation 13 peut également comporter un compresseur permettant de chauffer le flux de gaz en phase vapeur et de le comprimer à des pressions compatibles avec les spécifications des équipements de production d'énergie alimentés en gaz combustible, par exemple de l'ordre de 5 à 6 bars 30 absolus. On observe que lorsque le gaz liquéfié est un mélange gazeux constitué d'une pluralité de composants, la phase vapeur issue de l'évaporation à l'intérieur de la cuve présente une composition plus riche en composants les plus volatils, tels 3033874 14 que l'azote, que la phase liquide. Aussi, le flux de gaz prélevé par le circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur 9 peut présenter des teneurs en composants les plus volatils importantes et par conséquent être incompatible avec l'alimentation d'un équipement de production d'énergie. Dès lors, selon un mode de réalisation 5 non illustré, l'installation 1 comporte également un dispositif de vaporisation forcée qui prélève un flux de gaz liquéfié en phase liquide dans l'espace intérieur de la cuve 2 et le vaporise au moyen d'un échangeur de chaleur. Un tel flux de gaz présente une composition sensiblement identique à celle du gaz liquéfié contenu dans l'espace intérieur de la cuve. Dès lors, le flux de gaz en phase vapeur ainsi 10 obtenu peut être mélangé au flux de gaz prélevé via le circuit de prélèvement 9 afin d'atteindre des teneurs en composants les plus volatils compatibles avec l'alimentation de l'équipement de production d'énergie. En revenant à la figure 1, on constate que l'installation 1 comporte, dans le mode de réalisation représenté, une pompe à dépression 16 qui est raccordée à 15 une canalisation 17 débouchant dans l'espace interne de la barrière thermiquement isolante primaire 6 de manière à permettre un maintien de la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire 6 sous une pression P2 inférieure à la pression atmosphérique. De même, l'installation comporte une pompe à dépression 14 qui est 20 raccordée à une canalisation 15 débouchant dans l'espace interne de de la barrière thermiquement isolante secondaire 3 et est ainsi apte à maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante secondaire 3 sous une pression absolue P3 inférieure à la pression atmosphérique. Le maintien des barrières thermiquement isolantes sous des pressions P2 25 et P3 inférieures à la pression atmosphérique est particulièrement avantageux. En effet, cela permet d'une part d'augmenter le pouvoir isolant desdites barrières thermiquement isolantes. D'autre part, cela permet aussi d'assurer que la pression régnant dans les barrières thermiquement isolantes 3, 6 ne soient pas largement supérieure à la pression régnant dans l'espace intérieur de la cuve 2, ce qui serait 30 susceptible d'endommager les membranes d'étanchéité 7, 5 et notamment la membrane d'étanchéité primaire 7 en provoquant son arrachage. Aussi, de manière avantageuse, les pompes à dépression 14, 16 sont commandées de telle sorte que la pression P2 de la phase gazeuse de la barrière 3033874 15 thermiquement isolante primaire 6 et la pression P3 de la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante secondaire 3 soient inférieures ou égales à la pression P1 régnant dans l'espace interne de la cuve. Selon un mode de réalisation particulier, il peut être prévu que la pression 5 P3 soit supérieure ou égale à la pression P2 ce qui permet d'éviter qu'en cas de défaut d'étanchéité des membranes d'étanchéité, le gaz liquéfié ne soit aspiré vers la barrière thermiquement isolante secondaire. De manière avantageuse, le différentiel de pression entre les pressions P2 et P3 est inférieur à 100 mbars et de préférence compris entre 10 et 50 mbars.
10 Par ailleurs, dans un mode de réalisation non représenté, l'installation 1 comporte un dispositif d'agitation permettant de créer un courant à l'intérieur de la l'espace interne de la cuve 2. Un tel dispositif d'agitation vise à limiter la stratification thermique à l'intérieur de la cuve 2 et permet ainsi d'homogénéiser la température du gaz liquéfié et, par conséquent, d'optimiser le rendement du procédé. Le 15 dispositif d'agitation peut notamment comporter une boucle de recirculation du gaz liquéfié. Pour ce faire, le dispositif d'agitation comporte une ou plusieurs pompes, telle qu'une pompe de déchargement de la cuve, associée à une ligne de déchargement apte à être mise en communication avec une ligne de chargement de la cuve de sorte à créer une boucle de circulation du gaz liquéfié.
20 Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, l'installation 1 comporte en outre une cloche à dépression 20 logée dans l'espace intérieur de la cuve 2. La cloche à dépression 20 est un corps creux disposé dans la partie supérieure de l'espace interne de la cuve 2 de telle sorte que sa portion supérieure soit en contact et remplie avec la phase gazeuse du gaz stocké dans la cuve 2 et 25 que sa portion inférieure soit immergée dans la phase liquide du gaz stocké dans la cuve 2. La cloche à dépression 20 est ici de forme cylindrique à section circulaire. Toutefois, la cloche à dépression 20 peut présenter d'autres formes, par exemple parallélépipédique à section carré ou rectangulaire. L'admission 11 du circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur 9 30 débouche dans la portion supérieure de la cloche à dépression 20. Ainsi, la pompe à dépression 12 est apte à générer dans la portion supérieure de la cloche à dépression une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique ce qui permet 3033874 16 de favoriser une vaporisation du gaz liquéfié à l'intérieur de la cloche à dépression 20. On notera que, dans un tel mode de réalisation, lorsque la pompe à dépression 12 est pilotée de manière à asservir une valeur de pression mesurée à 5 une consigne de pression, le capteur de pression est avantageusement disposé à l'intérieur de la portion supérieure de la cloche à dépression 20. L'utilisation d'une telle cloche à dépression 20 présente notamment comme avantages de diminuer les contraintes de dimensionnement de la pompe à dépression 12 et de limiter la dépression régnant dans le reste de l'espace intérieur 10 de la cuve 2 de manière à limiter les contraintes s'exerçant sur la membrane d'étanchéité primaire 7 dans le cas d'une cuve à membranes, de type A, B ou C. En d'autres termes, le cloche à dépression 20 permet de cantonner la mise en dépression à un élément de dimensions plus réduites que celles de la cuve et dont la conception et le dimensionnement peuvent être optimisés pour tenir la dépression 15 cible sans pour autant que l'intégralité de la cuve soit soumise à cette contrainte de dimensionnement. Le dimensionnement de la cuve peut donc être optimisé en fonction d'une pression interne de service alors que la cloche à dépression est dimensionnée en fonction de la dépression cible.
20 Pour le dimensionnement de la cloche à dépression, les considérations suivantes peuvent être prises en compte : la tenue à la dépression cible de la cloche à dépression doit être assurée en utilisant des épaisseurs de matériau et éventuellement des renforcements raisonnables au regard des coûts de fabrication ; 25 la ratio entre la surface libre à l'intérieur de la cloche à dépression 20, c'est-à- dire la surface de la zone d'interface entre la phase liquide et la phase gazeuse dans la cloche à dépression, et celle de la surface libre dans le reste de la cuve est choisi de sorte que l'application de la dépression cible à l'intérieur de la cloche à dépression 20 se traduit par une dépression admissible dans la cuve 2.
30 3033874 17 La dépression générée à l'intérieur de la cuve peut être estimée à l'aide de la relation suivante : APC', S cloche * A D -" Cloche S cuve avec : Scloche et SCuve la surface libre du gaz liquéfié dans la cloche et dans le reste 5 de la cuve ; et APCuve etAPCloche la pression relative négative de la phase vapeur dans la cuve et dans la cloche. Ainsi, si on souhaite limiter la dépression dans la cuve à 1/10 de la dépression dans la cloche à dépression 20, la surface libre à l'intérieur de la cloche 10 doit être de l'ordre de 1/10 de la surface libre à l'intérieur de la cuve. On note par ailleurs, que s'agissant de cuves du type C destinées à stocker du gaz liquéfié à une pression sensiblement supérieure à la pression atmosphérique, typiquement de l'ordre de 3 à 9 Bars, celles-ci sont dimensionnées en fonction de la pression maximale de service interne à laquelle elles doivent être 15 capables de résister. Pour le stockage de gaz naturel liquéfié, la pression maximale de service interne est généralement égale ou inférieure à 10 Bars. Par ailleurs, la relation suivante peut être établie entre la pression critique de flambement d'une telle cuve lorsqu'elle est soumise à une dépression interne et la pression maximale de service interne : K3 x E 'Cr = X Pmax3 4 x o-3 X N/1 - v2 20 Avec : Pcr : la pression critique de flambement ; Pmax : la pression maximale de service ; K: le coefficient de sécurité > 1 ; E : le module d'Young du matériau de la membrane d'étanchéité de la 25 cuve ; - : le coefficient de Poisson dudit matériau ; et o: la limite élastique dudit matériau.
3033874 18 La pression critique de flambement de la cuve est donc sensiblement proportionnelle au cube de sa pression maximale de service multiplié par une constante qui dépend du matériau utilisé et du coefficient de sécurité choisi par le concepteur. Pour la majorité des matériaux candidats, cette constante est inférieure 5 à 1 et souvent inférieure à 0.1. Ainsi, la pression critique de flambement lorsque la cuve est soumise à une dépression est souvent plus de 10 fois inférieure à la pression maximale de service. A titre d'exemple, pour une cuve cylindrique de type C dimensionnée pour résister à une pression maximale de service de 10 Bars et une dépression cible à 10 l'intérieur de la cloche à dépression 20 de l'ordre de 100 mbars, il pourra être choisi un ratio entre la surface libre à l'intérieur de la cloche à dépression 20, et celle de la surface libre dans le reste de la cuve de l'ordre de 10 de telle sorte que la dépression régnant dans le reste de la cuve soit limitée à 10 mbars. Dans ce cas, la cloche à dépression 20 permet donc de faire passer la dépression susceptible de 15 régner dans le reste de la phase gazeuse de la cuve de 100mbars à 10 mbars, ce qui permet notamment de limiter l'épaisseur de la membrane de la cuve. A titre d'exemple, pour une cuve cylindrique de type C de 10 mètres de diamètre et dont la membrane est fabriquée en inox, la cloche à dépression 20 permet dans le cas précité de limiter l'épaisseur de la membrane à 25 mm alors qu'elle aurait dû être de 20 29 mm en l'absence de cloche à dépression 20. Pour la majorité des applications, la section de la cloche à dépression est avantageusement comprise entre 1/5 et 1/100 de la section de la cuve. Pour une cuve cylindrique dont les génératrices sont horizontales, la surface libre du gaz liquéfié à l'intérieur de la cuve est amenée à évoluer en fonction 25 du niveau de remplissage de la cuve. En effet, la surface libre est maximale lorsque la cuve est remplie à mi-hauteur et diminue lorsque l'on se rapproche du niveau de remplissage maximal de la cuve. Ainsi, le dimensionnement de la cloche à dépression 20 peut être différent selon que l'on considère comme critère de dimensionnement la surface libre maximale du gaz liquéfié - c'est-à-dire celle 30 correspondant à une cuve qui est remplie à mi-hauteur - ou une surface libre du gaz liquéfié lorsque la cuve est proche de son niveau de remplissage maximum.
3033874 19 A titre d'exemple, en considérant un rapport de pression de 10 entre la dépression de la phase vapeur dans la cuve et dans la cloche, pour une cuve cylindrique de 20 mètres de long et de 4 mètres de rayon, le rayon d'une cloche à dépression cylindrique serait d'environ 2.25 mètres en considérant la surface libre 5 maximale du gaz liquéfié. Toutefois, les cuves de navire de transport de gaz naturel liquéfié étant destinées à être remplies à proximité de leur niveau de remplissage maximum, un rayon de cloche inférieur de l'ordre de 2 mètre est suffisant et permet de réduire l'encombrement de la cloche à dépression 20. Dans ces mêmes conditions, une cloche à dépression de section carrée pourra présenter une 10 dimension de côté de 4 mètres. Selon un mode de réalisation, la cloche à dépression 20 présente une forme plus complexe et sa section évolue au fur et à mesure en fonction de la hauteur de cuve de sorte que le ratio entre la surface libre à l'intérieur de la cloche à dépression 20 et celle de la surface libre dans le reste de la cuve reste 15 sensiblement constant sur toute la hauteur de la cloche à dépression 20. La cloche à dépression 20 est par exemple réalisée en métal afin de favoriser les échanges thermiques entre le gaz présent à l'intérieur et à l'extérieur de la cloche à dépression 20. La cloche à dépression 20 peut être équipée d'éléments de renfort de 20 structure lui permettant de résister à la dépression cible. Les éléments de renfort peuvent être de tous types et notamment être des éléments de renfort creux ou pleins, traversant transversalement la cloche ou disposé en périphérie à l'intérieur ou à l'extérieur de la cloche à dépression 20. Selon un mode de réalisation, la cloche à dépression 20 peut être 25 traversée par des tubes creux s'étendant sensiblement horizontalement et traversant de part en part ladite cloche à dépression. De tels tubes creux autorisent le passage de fluide et sont susceptibles de favoriser les échanges thermiques entre le gaz présent à l'intérieur et à l'extérieur de la cloche à dépression 20. En outre, des tels tubes creux sont également susceptibles de contribuer au 30 renforcement de la cloche à dépression 20. Lorsque la cuve 2 est équipée d'une tour de chargement/déchargement, non représentée, la cloche à dépression 20 peut notamment être supportée par ladite tour de chargement/déchargement afin de supporter les efforts dus à son 3033874 20 poids et aux mouvements du gaz liquéfié. Une telle tour de chargement/déchargement s'étend sensiblement sur toute la hauteur de la cuve et est suspendue à la paroi de plafond. La tour peut être constituée d'une structure de type tripode, c'est-à-dire comportant trois mâts verticaux. La tour de 5 chargement/déchargement supporte une ou plusieurs lignes de déchargement et une ou plusieurs lignes de chargement, chacune des lignes de déchargement étant associée à une pompe de déchargement qui est elle-même supportée par la tour de chargement/déchargement. La cloche à dépression 20 peut toutefois être supportée par tout autre moyen approprié.
10 La cloche à dépression 20 est immergée assez profondément à l'intérieur de la phase liquide pour que sa portion inférieure demeure immergée dans la phase liquide lorsque le gaz liquéfié est soumis au phénomène de « sloshing ». Pour ce faire, la cloche à dépression 20 peut notamment s'étendre plus de 1 mètre en dessous de la hauteur de cuve correspondant à la hauteur maximale de 15 remplissage. En référence à la figure 4, on observe une vue écorchée d'un navire méthanier 70 équipé d'une telle installation de stockage et de refroidissement de gaz naturel liquéfié. La figure 4 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la 20 cuve 71 comporte une membrane étanche primaire destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve, une membrane étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières thermiquement isolantes agencées respectivement entre la membrane d'étanchéité primaire et la membrane d'étanchéité secondaire et entre la membrane 25 d'étanchéité 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 naturel liquéfié depuis ou vers la 30 cuve 71. La figure 4 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 3033874 21 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 5 gabarits de méthaniers. 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 méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de 10 déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
15 Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en oeuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de 20 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 25 que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes. Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication. 30

Claims (22)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de refroidissement d'un gaz liquéfié (8) stocké dans l'espace intérieur d'une cuve (2) étanche et thermiquement isolante ; ledit gaz liquéfié (8) étant stocké dans l'espace intérieur de la cuve (2) dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur et présentant une phase liquide inférieure et une phase vapeur supérieure séparées par une interface, ledit procédé comportant les étapes : d'aspirer un flux de gaz en phase vapeur dans une zone de la phase vapeur en contact avec une zone de l'interface de manière à générer dans ladite zone de la phase vapeur une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique de telle sorte qu'une vaporisation de la phase liquide soit favorisée au niveau de la zone de l'interface et que le gaz liquéfie en contact avec la zone de l'interface soit placé dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur dans lequel le gaz liquéfié présente une température inférieure à la température d'équilibre liquide-vapeur dudit gaz liquéfié à pression atmosphérique ; et de conduire le flux de gaz en phase vapeur aspiré vers un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur (13).
  2. 2. Procédé de refroidissement selon la revendication 1, dans lequel la pression P1 est supérieure à 120 mbars.
  3. 3. Procédé de refroidissement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'aspiration du flux de gaz en phase vapeur est obtenue au moyen d'une pompe à dépression (12) et dans lequel l'on commande ladite pompe à dépression (12) en fonction d'une consigne de débit généré par le circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur (13).
  4. 4. Procédé de refroidissement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'aspiration du flux de gaz en phase vapeur est obtenue au moyen d'une pompe à dépression (12) et dans lequel l'on mesure la pression dans la zone de la phase vapeur et l'on commande ladite pompe à dépression (12) en fonction d'une consigne de pression et de la pression mesurée. 3033874 23
  5. 5. Procédé de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la pression P1 est comprise entre 750 mbars et 980 mbars.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans 5 lequel la cuve (2) comporte une structure multicouche montée sur une structure porteuse (4), la structure multicouche comprenant une membrane d'étanchéité en contact (7) avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et une barrière thermiquement isolante (6) disposée entre la membrane d'étanchéité (7) et la structure porteuse (4), ladite barrière thermiquement isolante (6) comportant des blocs isolants et une 10 phase gazeuse, le procédé comportant l'étape de maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante (6) à une pression P2 inférieure ou égale à la pression P1.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la structure multicouche comprend, depuis l'extérieur vers l'intérieur de la 15 cuve (2), une barrière thermiquement isolante secondaire (3) comportant des blocs isolants reposant contre une structure porteuse (4) et une phase gazeuse, une membrane d'étanchéité secondaire (5) reposant contre les blocs isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire (3), une barrière thermiquement isolante primaire (6) comportant des éléments isolants reposant contre la membrane 20 d'étanchéité secondaire (5) et une phase gazeuse et une membrane d'étanchéité primaire (7) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, le procédé comportant l'étape de maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire (7) et la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante secondaire (3) respectivement à une pression P2 et à une 25 pression P3, lesdites pressions P2 et P3 étant inférieures ou égales à la pression P1.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la pression P3 est supérieure ou égale à la pression P2.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans 30 laquelle la cuve (2) est remplie d'un gaz combustible liquéfié (8) choisi parmi le gaz naturel liquéfié, l'éthane et le gaz de pétrole liquéfié.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la cuve (2) est équipée d'une cloche à dépression (20) logée dans l'espace 3033874 24 intérieur de la cuve (2) et comportant une portion supérieure disposée dans la phase vapeur et une portion inférieure immergée dans la phase liquide et dans lequel la zone de la phase vapeur dans laquelle est aspiré le flux de gaz en phase vapeur est définie par la portion supérieure de la cloche à dépression (20). 5
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel l'on génère la pression P1 dans une portion supérieure de la cuve contenant la phase vapeur.
  12. 12. Installation de stockage et de refroidissement d'un gaz liquéfié comportant : 10 - une cuve (2) étanche et thermiquement isolante présentant un espace intérieur destiné à être rempli d'un gaz liquéfié (8) stocké dans un état d'équilibre diphasique liquide vapeur de telle sorte que le gaz liquéfié présente une phase liquide inférieure et une phase vapeur supérieure séparées par une interface ; et - un circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur (9) comportant : 15 - une admission (11) débouchant dans l'espace intérieur de la cuve (2) au- dessus d'une hauteur maximale de remplissage de la cuve de manière à déboucher, lorsque la cuve est remplie, dans une zone de la phase vapeur en contact avec une zone de l'interface ;et - une pompe à dépression (12) apte à aspirer à travers l'admission (11) un 20 flux de gaz en phase vapeur présent dans la zone de la phase vapeur, à le refouler vers un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur (13) et à maintenir dans la zone de la phase vapeur une pression P1 inférieure à la pression atmosphérique de telle sorte qu'une vaporisation de la phase liquide soit favorisée au niveau de la zone d'interface et que le gaz liquéfié 25 en contact avec la zone de l'interface soit placé dans un état d'équilibre diphasique liquide-vapeur dans lequel le gaz liquéfié présente une température inférieure à la température d'équilibre liquide-vapeur dudit gaz liquéfié à pression atmosphérique.
  13. 13. Installation selon la revendication 12, comportant un capteur de 30 mesure de débit apte à délivrer un signal représentatif du débit du flux de vapeur aspiré à travers l'admission et refoulé vers le circuit d'utilisation et un dispositif de commande (18) apte à commander la pompe à dépression (12) en fonction du signal représentatif du débit du flux de vapeur et d'une consigne de débit généré par le circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur (13). 3033874 25
  14. 14. Installation selon la revendication 12, comportant un capteur de pression apte à délivrer un signal représentatif de la pression régnant dans l'espace intérieur de la cuve au-dessus de la hauteur maximale de remplissage et un dispositif de commande (18) apte à commander la pompe à dépression (12) en 5 fonction du signal représentatif de la pression et d'une consigne de pression.
  15. 15. Installation selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, comportant en outre un circuit d'utilisation de gaz en phase vapeur (13) comprenant un équipement de production d'énergie.
  16. 16. Installation selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, 10 dans laquelle la cuve (2) comporte une structure multicouche montée sur une structure porteuse (4), la structure multicouche comprenant une membrane d'étanchéité (7) en contact avec le gaz liquéfié (8) contenu dans la cuve (2) et une barrière thermiquement isolante (6) disposée entre la membrane d'étanchéité (7) et la structure porteuse (4) et comportant des blocs isolants et une phase gazeuse, 15 l'installation comportant en outre une pompe à dépression (16) agencée pour maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante (6) à une pression P2 inférieure ou égale à la pression P1.
  17. 17. Installation selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, dans laquelle la structure multicouche comprend, depuis l'extérieur vers l'intérieur 20 de la cuve (2), une barrière thermiquement isolante secondaire (3) comportant des blocs isolants reposant contre une structure porteuse (4) et une phase gazeuse, une membrane d'étanchéité secondaire (5) reposant contre les blocs isolants de la barrière thermiquement isolante secondaire (3), une barrière thermiquement isolante primaire (6) comportant des éléments isolants reposant contre la membrane 25 d'étanchéité secondaire (5) et une phase gazeuse et une membrane d'étanchéité primaire (7) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié (8) contenu dans la cuve (2), l'installation comportant en outre une première pompe à dépression (16) agencée pour maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante primaire (6) à une pression P2 inférieure ou égale à la pression P1 et une seconde 30 pompe à dépression (14) agencée pour maintenir la phase gazeuse de la barrière thermiquement isolante secondaire (3) à une pression P3 inférieure ou égale à la pression P1. 3033874 26
  18. 18. Installation selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, dans laquelle la cuve est équipée d'une cloche à dépression (20) logée dans l'espace intérieur de la cuve (2) et comportant une portion supérieure destinée à être mise en contact avec la phase vapeur du gaz liquéfié stocké dans l'espace 5 intérieur de la cuve et une portion inférieure destinée à être immergée dans la phase liquide du gaz liquéfié stocké dans l'espace intérieur de la cuve et dans laquelle l'admission (11) du circuit de prélèvement de gaz en phase vapeur débouche à l'intérieur de la portion supérieure de la cloche à dépression (20).
  19. 19. Installation selon la revendication 18, comportant un capteur de 10 pression apte à délivrer un signal représentatif de la pression régnant dans la portion supérieure de la cloche à dépression (20).
  20. 20. Navire (70) ou équipement off-shore de liquéfaction comportant une installation (1) selon l'une quelconque des revendications 12 à 19.
  21. 21. Procédé de chargement ou déchargement d'un navire (70) selon 15 la revendication 20, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis une cuve du navire (71).
  22. 22. Système de transfert pour un fluide, le système comportant un navire (70) selon la revendication 20, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) 20 agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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