FR3041951A1 - Procede de delivrance de liquide cryogenique et installation pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Procede de delivrance de liquide cryogenique et installation pour la mise en oeuvre de ce procede Download PDF

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Abstract

Ce procédé de délivrance de liquide cryogénique comporte les étapes suivantes : - raccordement de manière étanche d'un réservoir (2) à remplir à une cuve de stockage, - délivrance de liquide cryogénique vers le réservoir (2) et détermination, d'une part, du flux de liquide en cours de délivrance et de la quantité de liquide délivré et, d'autre part, de la pression régnant dans le réservoir (2), - arrêt de la délivrance du liquide lorsque la pression dépasse un premier seuil prédéterminé ou bien lorsque le flux de liquide passe en dessous d'un second seuil prédéterminé, - dégazage du réservoir (2) après arrêt de la délivrance en déterminant la quantité de gaz retirée du réservoir (2) lors du dégazage, et - détermination s'il y a lieu de délivrer à nouveau du liquide ou non en fonction de la quantité de gaz retiré lors du dégazage.

Description

La présente invention concerne un procédé de délivrance de liquide cryogénique ainsi qu'une installation pour la mise en œuvre de ce procédé. L'invention peut concerner tout type de liquide cryogénique, c'est-à-dire tout liquide obtenu en refroidissant à de très basses températures (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, comme par exemple un réservoir d'un camion. 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 un réservoir d'un véhicule. L'invention concerne également le transfert de liquide cryogénique vers un autre type de conteneur, par exemple une bonbonne de liquide cryogénique ou un dewar. On entend par la suite par conteneur, tout type de réservoir ou récipient ou similaire adapté à contenir du liquide, et plus particulièrement ici un liquide cryogénique. En outre, 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).
Lorsqu'un véhicule se présente pour effectuer un ravitaillement à une station de délivrance de liquide cryogénique, comme par exemple du GNL (Gaz Naturel Liquéfié), son réservoir se trouve parfois sous pression du fait de l'évaporation du liquide cryogénique dans le réservoir. Ainsi, avant de réaliser le ravitaillement, il convient de réaliser un dégazage, c’est-à-dire retirer du gaz du réservoir pour abaisser la pression dans celui-ci. Ensuite, lors du ravitaillement, du liquide cryogénique est amené sous pression jusqu'au réservoir. Généralement, la distribution de liquide s'arrête lorsque l'une des deux conditions suivantes est remplie : la pression dans le réservoir dépasse un seuil prédéterminé ou le débit de liquide passe en dessous d'un seuil prédéterminé.
Lors d'un ravitaillement, deux phénomènes principaux influent sur la pression régnant dans le réservoir. Le premier tend à augmenter la pression dans le réservoir et le second tend à la faire baisser. En effet, lorsque du liquide vient remplir le réservoir, le volume disponible pour le gaz diminue et donc le gaz se comprime faisant augmenter la pression. Par contre, comme le liquide introduit dans le réservoir est froid, un échange thermique avec le gaz est réalisé et ce dernier vient alors en partie se condenser. La quantité (masse ou nombre de môles) de gaz diminue donc tendant à faire baisser la pression dans le réservoir.
Le plus souvent, un ravitaillement est réalisé rapidement. De ce fait, la chute de pression (condensation du gaz) est limitée et on observe le plus souvent une augmentation de la pression dans le réservoir. Il arrive que la distribution de liquide soit stoppée parce que la pression dans le réservoir dépasse un seuil donné. De ce fait, il peut arriver que la distribution s'arrête avant que le réservoir ne soit correctement rempli. Dans des cas extrêmes, si le réservoir est "chaud" avant le ravitaillement, le liquide cryogénique introduit en premier dans le réservoir va se vaporiser rapidement faisant alors monter brusquement la pression dans le réservoir. Le ravitaillement peut alors être stoppé car la pression a dépassé le seuil prédéterminé alors que le réservoir n'est pas plein, voire même presqu'encore vide.
Ainsi, comme il sort de ce qui précède, il convient de mesurer la pression régnant dans un réservoir que l'on ravitaille. Le débit de liquide entrant dans le réservoir est lui aussi généralement mesuré, ne serait-ce que pour pouvoir facturer au client, le propriétaire du véhicule ravitaillé, le liquide cryogénique qui lui est fourni. Comme indiqué plus haut, il est parfois (ou souvent) nécessaire de retirer du gaz hors du réservoir pour abaisser la pression dans celui-ci. Pour tenir compte de la quantité de gaz retirée hors du réservoir lors de la facturation, il est aussi habituel de mesurer la quantité de gaz évacuée hors du réservoir.
La présente invention a alors pour but de permettre un bon remplissage d'un réservoir, c’est-à-dire de réaliser automatiquement un remplissage du réservoir à son niveau de remplissage nominal, qui peut correspondre par exemple au niveau de remplissage maximal autorisé.
Un autre but de la présente invention est de permettre de déterminer assez précisément tant la quantité de liquide introduit dans le réservoir que la quantité de gaz qui en est retirée.
Avantageusement, la mise en œuvre de la présente invention présentera un surcoût de préférence nul par rapport à une station de délivrance de liquide cryogénique (notamment GNL).
Enfin, le temps de ravitaillement d'un réservoir ne doit pas être rallongé de façon sensible du fait de la mise en œuvre de l'invention. À cet effet, la présente invention propose un procédé de délivrance de liquide cryogénique comportant les étapes suivantes : - raccordement de manière étanche d'un réservoir à remplir à une cuve de stockage, - délivrance de liquide cryogénique vers le réservoir et détermination, d'une part, du flux de liquide en cours de délivrance et de la quantité de liquide délivré et, d'autre part, de la pression régnant dans le réservoir, - arrêt de la délivrance du liquide lorsque la pression dépasse un premier seuil prédéterminé ou bien lorsque le flux de liquide passe en dessous d'un second seuil prédéterminé.
Selon la présente invention, le procédé comporte en outre les étapes suivantes : - dégazage du réservoir après arrêt de la délivrance en déterminant la quantité de gaz retirée du réservoir lors du dégazage, et - détermination s'il y a lieu de délivrer à nouveau du liquide ou non en fonction de la quantité de gaz retiré lors du dégazage et éventuellement d'autres paramètres.
De façon originale, il est proposé ici de faire un dégazage du réservoir après son remplissage. Il a été remarqué que la connaissance de la quantité de gaz retiré du réservoir lors du dernier dégazage permettait d'avoir une idée sur l'état de remplissage du réservoir. Il est donc possible de déterminer avec cette information si le réservoir doit encore être rempli ou non. On peut aussi utiliser éventuellement d'autres informations, comme par exemple la quantité de liquide cryogénique fournie au réservoir lors de la dernière étape de remplissage : cette quantité est généralement connue. La détermination de la quantité de liquide délivré et/ou la quantité de gaz retirée du réservoir peut se faire par mesure, avec par exemple un débitmètre, ou bien par estimation, par exemple en fonction du temps de délivrance ou de dégazage, la pression du fluide étant connue par ailleurs.
Dans un procédé tel que proposé ci-dessus, on prévoit avantageusement que tant que la quantité de gaz retirée du réservoir est supérieure à un troisième seuil prédéterminé, une nouvelle délivrance de liquide avec détermination de la quantité délivrée lors de cette nouvelle délivrance, suivie d'un dégazage avec détermination de la quantité de gaz retirée hors du réservoir, est réalisée. Ensuite, si la quantité de liquide délivré lors de la délivrance de liquide est supérieure à une quantité de liquide prédéterminée, alors une nouvelle opération de dégazage peut alors être réalisée, suivie éventuellement d'une dernière étape de délivrance de liquide.
Pour ne pas risquer d'avoir une durée de remplissage d'un réservoir trop importante et/ou de remplir au-delà du niveau de remplissage maximal autorisé, il est prévu avantageusement que le nombre d'étapes de délivrance de liquide cryogénique est limité.
Dans un procédé selon la présente invention, une opération de dégazage peut être par exemple stoppée lorsque la pression dans le réservoir passe sous un seuil prédéterminé et/ou si une quantité de gaz, prédéterminée en fonction notamment d'une quantité de liquide délivré et/ou d'une quantité de gaz retiré lors d'étapes précédentes, est retirée du réservoir.
Selon une variante de réalisation préférée, on peut aussi prévoir que si la quantité de gaz retirée lors de la dernière opération de dégazage réalisée et si la quantité de liquide cryogénique délivré lors de la dernière opération de délivrance de liquide cryogénique sont toutes deux en dessous de seuils prédéterminés, alors le procédé de délivrance est arrêté.
Le procédé de délivrance peut également par exemple être arrêté si la quantité de gaz retirée lors de la dernière opération de dégazage réalisée est en-dessous d'un seuil prédéterminé et si la quantité de liquide cryogénique délivré lors de la dernière opération de délivrance de liquide cryogénique est au-dessus d'un seuil prédéterminé, après qu'une dernière délivrance de liquide cryogénique ait alors été réalisée.
La présente invention concerne également une installation de délivrance de liquide cryogénique comportant un tuyau d'alimentation en liquide cryogénique et éventuellement un tuyau de dégazage, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un système de gestion pour la mise de chacune des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus.
Selon une première forme de réalisation, il est proposé une installation comportant : - une ligne d'alimentation en liquide cryogénique, - une première vanne disposée sur la ligne d'alimentation, - un premier débitmètre disposé sur la ligne d'alimentation en aval de la première vanne, - une première conduite souple en aval du premier débitmètre destinée à relier la ligne d'alimentation à un réservoir pour délivrer du liquide cryogénique à ce dernier, - une ligne de dégazage raccordée à la ligne d'alimentation entre le premier débitmètre et la première vanne, et - une seconde vanne disposée sur la ligne de dégazage.
Dans une forme de réalisation préférée, permettant outre d'assurer un bon remplissage d'un réservoir, d'assurer également une mesure précise du liquide introduit dans un réservoir ainsi du gaz retiré de celui-ci, une installation selon l'invention peut comporter : - une ligne d'alimentation en liquide cryogénique, - une première vanne disposée sur la ligne d'alimentation, - un premier débitmètre disposé sur la ligne d'alimentation en aval de la première vanne, - une deuxième vanne disposée sur la ligne d'alimentation en aval du premier débitmètre, - une première conduite souple en aval de la deuxième vanne destinée à relier la ligne d'alimentation à un réservoir pour délivrer du liquide cryogénique à ce dernier, - une ligne de dégazage raccordée à la ligne d'alimentation entre le premier débitmètre et la deuxième vanne, - une troisième vanne disposée sur la ligne de dégazage, et - une seconde conduite souple dite conduite de dégazage destinée à être reliée au réservoir pour permettre de retirer du gaz de ce dernier, ladite conduite de dégazage étant reliée à la ligne d'alimentation en aval de la deuxième vanne par l'intermédiaire d'une liaison.
Pour la détermination de la quantité de gaz retirée du réservoir lors d'une phase de dégazage, il est proposé de munir la ligne de dégazage d'un débitmètre.
Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel :
La figure 1 est un logigramme illustrant une variante de réalisation préférée d'un procédé selon l'invention,
La figure 2 illustre schématiquement une installation de délivrance de liquide cryogénique pouvant avantageusement être utilisée pour la mise en œuvre du procédé illustré sur la figure 1, et
La figure 3 illustre schématiquement une installation de délivrance pour la mise en œuvre du procédé illustré sur la figure 1, simplifiée par rapport à celle de la figure 2.
Le procédé décrit ci-après est mis en œuvre lorsqu'un réservoir 2 est relié à une station de délivrance de liquide cryogénique. Le réservoir 2 (cf. figure 2) peut être un réservoir d'un véhicule ou un récipient indépendant (bouteille, dewar, ...). Le liquide cryogénique est par exemple du GNL (Gaz Naturel Liquéfié) mais il peut s'agir de tout autre type de liquide cryogénique (azote liquide, ...). À titre d'exemple illustratif et non limitatif, on supposera dans la suite de la description que le liquide délivré ici est du GNL pour alimenter un réservoir de camion.
La première étape R consiste ainsi ici à raccorder le réservoir 2 à une station de délivrance de GNL. Cette dernière permet le transfert d'une quantité limitée de GNL d'une cuve de stockage (non représentée) vers des réservoirs, ou similaires, de tailles moindres. La liaison entre le réservoir 2 et la station de délivrance est réalisée par un tuyau flexible qui comporte deux conduites : une première conduite, dite conduite d'alimentation 4, qui est destinée à amener le GNL en provenance de la cuve de stockage jusqu'au réservoir 2 du camion et une seconde conduite, dite conduite de dégazage 6 destinée à évacuer les éléments sous phase gazeuse présents dans le réservoir 2. L'utilisateur qui souhaite obtenir le remplissage de son réservoir demande alors ce remplissage en appuyant par exemple sur un bouton (non illustré).
Pour pouvoir réaliser un remplissage, il convient tout d'abord de déterminer si la pression dans le réservoir 2 (étape : P ?). Cette pression devra être supérieure à la pression de saturation du liquide (GNL) pour éviter une évaporation immédiate du liquide introduit dans le réservoir 2. Cette condition est le plus souvent remplie car il y a généralement encore du liquide dans le réservoir 2. Il convient toutefois de s'assurer aussi que cette pression n'est pas trop élevée. En effet, si la pression est trop proche de la pression maximale admissible du réservoir ou bien encore si cette pression est trop proche de la pression maximale pouvant être délivrée par le système de remplissage, alors il conviendra de ne pas envoyer de liquide vers le réservoir 2.
Le procédé prévoit alors une pression prédéterminée (Po) à partir de laquelle il est prévu de réaliser un dégazage du réservoir 2.
Ainsi donc, si la pression P dans le réservoir 2 est supérieure à la pression prédéterminée Po (P>Po). alors une opération de dégazage (étape G1) est réalisée. Au cours de cette opération, du gaz est retiré du réservoir 2. Le gaz est renvoyé vers le réseau de liquide cryogénique. De préférence, la quantité de gaz retiré est mesurée. Cette mesure peut être réalisée précisément avec un débitmètre adapté à la nature du gaz et aux conditions de mesure. La pression du gaz étant connue (mesurée) de même que les dimensions des conduites et la pression en aval, la quantité de gaz retirée du réservoir 2 peut être estimée en fonction de la durée de l'opération de dégazage. D'autres méthodes peuvent être utilisées pour déterminer la quantité de gaz retirée du réservoir 2.
Lorsque la pression dans le réservoir 2 est redevenue inférieure à la pression prédéterminée Po, alors le remplissage du réservoir 2 avec du GNL peut commencer (étape L1). Comme illustré sur le logigramme, cette étape de remplissage est réalisée sans dégazage préalable si la pression dans le réservoir 2 est inférieure à Po.
Avant de laisser entrer du GNL dans le réservoir 2, une étape de refroidissement du système, non prévue sur le logigramme pour le rendre plus simple, peut être nécessaire pour refroidir des éléments de la station de délivrance et ne pas risquer d'injecter du gaz dans le réservoir 2. Cette opération de refroidissement, ou appelée aussi opération de mise en froid, du système sera décrite plus loin en référence à la figure 2. Généralement, pendant le remplissage du réservoir 2 avec du GNL, le dégazage est arrêté si bien que le gaz contenu dans le réservoir 2 ne peut pas sortir vers le système de délivrance et reste dans le réservoir 2. La quantité de liquide cryogénique introduite dans le réservoir 2 est mesurée afin de connaître la quantité délivrée de manière à pouvoir établir un juste prix de la transaction. Dans le cas d'application dans lesquelles le liquide cryogénique n'est pas vendu, il est possible de déterminer la quantité de liquide délivré par une estimation, par exemple à partir du temps de délivrance et de la pression du liquide, les dimensions des conduites étant connues par construction. L'opération de remplissage (étape L1 mais aussi par la suite les autres étapes/opérations de remplissage/délivrance qui seront prévues) s'arrête lorsqu'une des deux conditions suivantes est réalisée : - la pression dans le réservoir 2 atteint une première valeur seuil P1 et/ou - le débit de liquide (par exemple exprimé en litres par seconde l/s) passe en dessous d'un deuxième seuil D2.
La première valeur seuil P1 peut correspondre à la valeur prédéterminée Po définie précédemment mais il peut s'agir d'une autre valeur limite.
Le deuxième seuil D2 est prédéterminé en fonction notamment du débit nominal Dn de la station de délivrance. On peut par exemple prévoir que D2 = Dn /10, c’est-à-dire que la délivrance de GNL s'arrête lorsque le débit de liquide descend en dessous de 10% du débit nominal.
La quantité QL de GNL distribuée au cours de cette opération de remplissage est de préférence mesurée.
De manière originale, le procédé proposé ici prévoit de réaliser systématiquement une étape de dégazage (étape G2) après cette première étape de remplissage (étape L1). Au cours de cette étape de dégazage, la quantité Qg de gaz retirée du réservoir 2 est mesurée et/ou estimée. Un débitmètre peut mesurer la quantité Qg mais on peut aussi prévoir une mesure du temps que dure l'étape de dégazage afin d'estimer, assez précisément, la quantité Qg- D'autres méthodes de mesure ou d'estimation peuvent être envisagées.
La suite du procédé dépend de la quantité de gaz retirée du réservoir 2 lors de cette opération de dégazage. Si cette quantité est importante, c’est-à-dire supérieure à une quantité prédéterminée Qo on estime qu'il y a encore de l'espace dans le réservoir 2 et on peut alors lancer une nouvelle étape de remplissage.
Par contre, si cette quantité de gaz est faible, c’est-à-dire inférieure à la quantité prédéterminée Qo, il peut être mis fin au procédé de remplissage. Dans ce dernier cas, comme on peut le voir à droite sur le logigramme, deux façons de procéder sont proposées en fonction de la quantité Ql de GNL qui a été délivrée lors de la dernière étape de remplissage.
Si cette quantité Ql de GNL était faible, par exemple inférieure à une quantité Qi, alors on met fin au processus de délivrance de liquide cryogénique (étape F1). Le cas présent correspond par exemple à un réservoir 2 qui était déjà quasiment rempli lors de sa connexion à la station de délivrance avant l'opération de remplissage.
Par contre, si la quantité Ql de GNL délivré lors de la dernière étape de remplissage était supérieure à la quantité Qi alors il est procédé à une ultime étape de remplissage (étape L2) avant de mettre fin au procédé de remplissage (étape F2).
Dans le cas où la quantité Qg de gaz est supérieure à la quantité Qo alors une nouvelle étape de remplissage (étape Ln) est lancée au cours de laquelle la quantité Ql de liquide cryogénique est mesurée. Tant que la quantité Ql reste inférieure à la quantité prédéterminée Qi, il est prévu de répéter l'opération de dégazage prévue à l'étape G2. On réalise ainsi une boucle où se succèdent des opérations de remplissage et de dégazage tant que la quantité de gaz retirée hors du réservoir 2 reste supérieure à la valeur prédéterminée Qo et que la quantité de liquide transféré vers le réservoir 2 demeure inférieure à la valeur prédéterminée Qi.
Pour éviter de prolonger la durée de remplissage du réservoir 2 et/ou de remplir le réservoir 2 au-delà du niveau maximal préconisé, il est proposé de mettre fin à cette boucle au bout d'un nombre N de boucles. Il est donc prévu dans un système de gestion du procédé de remplissage d'incrémenter un nombre qui compte le nombre de remplissages effectués. Si le nombre N est atteint par l'incrément, il est mis fin au procédé de remplissage après la Nième étape de remplissage.
Pour des questions de simplification, le logigramme de la figure 1 ne gère pas l'initialisation et l'incrémentation du nombre de boucles de remplissages/dégazages.
Dans la plupart des cas, la boucle à gauche de la figure 1 évoquée ci-dessus n'est réalisée qu'une seule fois. Il est en effet peu probable (mais envisageable) que la quantité de gaz retirée reste élevée lors de plusieurs opérations de dégazages successives mêmes si des remplissages sont effectués entre deux dégazages. Ce dernier cas de figure correspondrait par exemple à un réservoir relativement "chaud". Ainsi, le plus souvent, au cours d'une deuxième ou éventuellement d'une troisième étape de remplissage (étapes Ln), la quantité Ql de liquide introduit dans le réservoir 2 passe en dessous du seuil Qi et il peut ainsi être mis fin au procédé de remplissage. Puisque la dernière opération de dégazage avait conduit au retrait d'une quantité relativement importante de gaz, une ultime étape de dégazage (étape G3) est réalisée suivie d'une ultime étape de remplissage (correspondant à l'étape L2 décrite précédemment). Le processus de remplissage se termine ainsi ici aussi à l'étape finale F2 qui correspond à la fin d'un remplissage "normal" du réservoir 2.
Lors de chaque étape de fin (étapes F1, F2 et F3), le tuyau flexible avec la conduite de remplissage 4 et la conduite de dégazage 6 peut alors être désaccouplé du réservoir 2.
La figure 2 illustre schématiquement une station de délivrance pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être présenté.
On remarque sur la figure 2, à droite de celle-ci, le réservoir 2 déjà évoqué ainsi que le tuyau flexible reliant ce réservoir à la station de délivrance. Cette dernière comporte tout d'abord une ligne d'alimentation 8 en liquide cryogénique qui relie la cuve de stockage (non représentée) contenant la réserve de GNL à la conduite d'alimentation 4.
Une première vanne 10 est disposée sur la ligne d'alimentation 8 et permet de contrôler l'arrivée de liquide cryogénique dans le système de délivrance.
Un premier débitmètre 12 est disposé sur la ligne d'alimentation 8 en aval de la première vanne 10 pour mesurer la quantité de GNL alimentant le système de délivrance. En aval de ce débitmètre se trouve un clapet anti-retour 14 qui évite toute remontée de liquide cryogénique ainsi que de gaz vers la cuve de stockage.
Une deuxième vanne 16 est ensuite disposée sur la ligne d'alimentation 18 en aval du premier débitmètre 12.
Enfin, un autre clapet anti-retour 18 sur la ligne d'alimentation 8 avant sa jonction avec le tuyau flexible et plus précisément la conduite d'alimentation 4 de ce tuyau flexible est prévu pour éviter toute remontée de liquide mais aussi de gaz à ce niveau de la ligne d'alimentation 8.
Le système de délivrance représenté sur la figure 2 comporte aussi une ligne de dégazage réalisée en plusieurs tronçons.
Un premier tronçon 20 de la ligne de dégazage raccorde la ligne d'alimentation 8 entre le clapet anti-retour 14 et la deuxième vanne 16 à un conduit non représenté permettant de réinjecter le gaz vers la cuve de stockage ou vers un autre système de récupération, voire éventuellement vers un dispositif de combustion. Une troisième vanne 22 contrôle le débit de gaz dans ce premier tronçon 20. Un dispositif de mesure 24 permet de connaître la pression et la température du gaz dans ce premier tronçon 20.
Un second tronçon 26 de la ligne de dégazage relie la ligne d'alimentation 8 au tuyau flexible, et plus particulièrement à la conduite de dégazage 6. Ce second tronçon 26 est raccordé à la ligne d'alimentation 8 en aval de la deuxième vanne 16. On retrouve sur ce second tronçon 26 un second débitmètre 28. À l'intérieur du système de délivrance, une liaison 30 fait communiquer le second tronçon 26 à la ligne d'alimentation 8 à proximité de la conduite d'alimentation 4 et de la conduite de dégazage 6. La liaison 30 est raccordée au second tronçon 26 en amont du second débitmètre 28 et à la ligne d'alimentation 8 en aval du clapet anti-retour 18.
Un troisième clapet anti-retour 32 est prévu dans le second tronçon 26 entre le second débitmètre 28 et le raccordement du second tronçon 26 à la ligne d'alimentation 8. Il assure que le gaz circulant dans ce second tronçon 26 est évacué hors du réservoir 2.
La suite de la présente description indique comment le dispositif qui vient d'être décrit et tel qu'illustré sur la figure 2 peut être mis en œuvre pour procéder à des étapes du procédé de la figure 1.
Au départ, avant le raccordement du tuyau flexible sur le réservoir 2, la première vanne 10 est fermée pour éviter que du GNL ne s'écoule tandis que la deuxième vanne 16 et la troisième vanne 22 sont ouvertes (en continu ou par alternances) pour permettre un retour de gaz, provenant par exemple d'une évaporation de liquide présent dans les conduites, vers la cuve de stockage (ou tout autre système de récupération du gaz).
Lorsque le tuyau flexible est raccordé au réservoir 2, la troisième vanne 22 se ferme pour contrôler le débit de gaz sortant du réservoir 2. Si une opération de dégazage (étape G1) est prévue, alors cette troisième vanne 22 est ouverte pour permettre au gaz d'être retiré du réservoir 2. Le second débitmètre 28 mesure alors la quantité de gaz retirée hors du réservoir 2.
Il a été évoqué plus haut que préalablement à la première étape de remplissage (étape L1) une opération de refroidissement du système de délivrance pouvait être envisagée pour mettre le système à température de fonctionnement. Pour cette opération, du GNL est admis dans le système de délivrance en ouvrant la première vanne 10. Le GNL circule alors à travers le premier débitmètre 12 et retourne à la cuve de stockage par la troisième vanne 22. La deuxième vanne 16 reste fermée lors de cette opération de refroidissement et le système de contrôle et de gestion associé au système de délivrance ne prend pas en compte la quantité de GNL mesurée par le premier débitmètre 12.
Pour une étape de remplissage (étapes L1, L2 ou Ln), la première vanne 10 et la deuxième vanne 16 sont ouvertes pour permettre au GNL de transiter par la ligne d'alimentation 8 de la cuve de stockage vers le réservoir 2.
La troisième vanne 22 reste fermée de manière à empêcher un retour de gaz vers la cuve de stockage lors des étapes de remplissage. À la fin d'une étape de remplissage, la première vanne 10 est fermée en premier, puis la deuxième vanne 16. Une temporisation est prévue pour que le liquide restant dans la ligne s'évapore. De la sorte, on s'assure que le tuyau flexible n'est manipulé que lorsqu'il contient du gaz, ce qui améliore la sécurité du système de délivrance. La temporisation est ici déterminée en fonction de paramètres liés à la station de délivrance à partir de calculs et/ou de tests expérimentaux.
Ensuite, lors d'une opération de dégazage du réservoir 2, la première vanne 10 est fermée pour que le système de délivrance ne soit plus alimenté en liquide cryogénique et la deuxième vanne 16 de même que la troisième vanne 22 sont ouvertes pour permettre la circulation du gaz vers la cuve de stockage (ou autre).
Le présent dispositif peut ainsi être utilisé pour garantir un bon remplissage du réservoir 2 en mettant en œuvre le procédé décrit plus haut.
Une forme de réalisation simplifiée de la station de délivrance de la figure 2 est illustrée sur la figure 3. Par souci de simplification, les références utilisées sur la figure 2 sont reprises sur la figure 3 pour désigner des éléments similaires.
La station de délivrance illustrée sur cette figure 3 comporte tout d'abord une ligne d'alimentation 8 en liquide cryogénique. Elle est reliée à une cuve de stockage (non représentée).
Pour commander la délivrance de liquide cryogénique vers un réservoir 2, une première vanne 10 est disposée sur la ligne d'alimentation 8. Un premier débitmètre 12 disposé sur la ligne d'alimentation 8 en aval de la première vanne 10 est utilisé pour mesurer la quantité de liquide (GNL) délivré. Cette délivrance est réalisée par une première conduite souple 4 raccordée à la ligne d'alimentation 8 en aval du premier débitmètre 12.
Pour permettre un retour de liquide vaporisé, une ligne de dégazage 20 est raccordée à la ligne d'alimentation 8. Ici le raccordement est fait entre le premier débitmètre 12 et la première vanne 10. Le contrôle du flux de gaz dans la ligne de dégazage est réalisé par une seconde vanne 22 disposée sur la ligne de dégazage 20.
Le procédé de remplissage permet de garantir un remplissage nominal du réservoir. Un dégazage réalisé après une première opération de remplissage permet d'estimer si le réservoir est bien rempli, connaissant la quantité de gaz retiré lors du dégazage et avantageusement aussi la quantité de liquide transféré dans le réservoir. Si une grande quantité de liquide a été transférée et que peu de gaz a été retiré, le réservoir est probablement rempli et on réalise alors juste un remplissage d'appoint. À l'opposé, si une faible quantité de liquide a été transférée vers le réservoir mais que beaucoup de gaz en a été retiré, on peut supposer que le réservoir était "chaud" et que le liquide introduit dans le réservoir s'est rapidement évaporé.
Le procédé proposé permet aussi de gérer des situations intermédiaires entre ces deux situations.
Le dispositif proposé permet la mise en œuvre du procédé selon l'invention. Il permet en outre de mesurer précisément la quantité de GNL fourni au client en tenant compte aussi du gaz retiré du réservoir. Ce dispositif et ce procédé peuvent ainsi être utilisés pour des transactions commerciales.
Le fait de garantir un bon remplissage d'un réservoir pour un camion permet de lui garantir une autonomie maximale.
Le système proposé est également un système sûr pour lequel il est notamment prévu de manipuler le tuyau de raccordement au réservoir que lorsque ce dernier est rempli de gaz (pas de liquide).
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.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de délivrance de liquide cryogénique comportant les étapes suivantes : - raccordement de manière étanche d'un réservoir (2) à remplir à une cuve de stockage, - délivrance de liquide cryogénique vers le réservoir (2) et détermination, d'une part, du flux de liquide en cours de délivrance et de la quantité de liquide délivré et, d'autre part, de la pression régnant dans le réservoir (2), - arrêt de la délivrance du liquide lorsque la pression dépasse un premier seuil prédéterminé ou bien lorsque le flux de liquide passe en dessous d'un second seuil prédéterminé, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre les étapes suivantes : - dégazage du réservoir (2) après arrêt de la délivrance en déterminant la quantité de gaz retirée du réservoir (2) lors du dégazage, et - détermination s'il y a lieu de délivrer à nouveau du liquide ou non en fonction de la quantité de gaz retiré lors du dégazage et éventuellement d'autres paramètres.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que tant que la quantité de gaz retirée du réservoir (2) est supérieure à un troisième seuil prédéterminé, une nouvelle délivrance de liquide avec détermination de la quantité délivrée lors de cette nouvelle délivrance, suivie d'un dégazage avec détermination de la quantité de gaz retirée hors du réservoir (2), est réalisée.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que si la quantité de liquide délivré lors de la délivrance de liquide est supérieure à une quantité de liquide prédéterminée, alors une nouvelle opération de dégazage est réalisée, suivie d'une dernière étape de délivrance de liquide.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le nombre d'étapes de délivrance de liquide cryogénique est limité.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une opération de dégazage est stoppée lorsque la pression dans le réservoir passe sous un seuil prédéterminé et/ou si une quantité de gaz, prédéterminée en fonction notamment d'une quantité de liquide délivré et/ou d'une quantité de gaz retiré lors d'étapes précédentes, est retirée du réservoir.
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que si la quantité de gaz retirée lors de la dernière opération de dégazage réalisée et si la quantité de liquide cryogénique délivré lors de la dernière opération de délivrance de liquide cryogénique sont toutes deux en dessous de seuils prédéterminés, alors le procédé de délivrance est arrêté.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que si la quantité de gaz retirée lors de la dernière opération de dégazage réalisée est en-dessous d'un seuil prédéterminé et si la quantité de liquide cryogénique délivré lors de la dernière opération de délivrance de liquide cryogénique est au-dessus d'un seuil prédéterminé, alors une dernière délivrance de liquide cryogénique est réalisée et le procédé de délivrance est arrêté.
  8. 8. Installation de délivrance de liquide cryogénique comportant un tuyau d'alimentation (4) en liquide cryogénique, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un système de gestion pour la mise en oeuvre de chacune des étapes d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7.
  9. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte : - une ligne d'alimentation (8) en liquide cryogénique, - une première vanne (10) disposée sur la ligne d'alimentation (8), - un premier débitmètre (12) disposé sur la ligne d'alimentation en aval de la première vanne (10), - une première conduite souple (4) en aval du premier débitmètre (12) destinée à relier la ligne d'alimentation (8) à un réservoir (2) pour délivrer du liquide cryogénique à ce dernier, - une ligne de dégazage (20) raccordée à la ligne d'alimentation (8) entre le premier débitmètre (12) et la première vanne (10), et - une seconde vanne (22) disposée sur la ligne de dégazage.
  10. 10. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte : - une ligne d'alimentation (8) en liquide cryogénique, - une première vanne (10) disposée sur la ligne d'alimentation (8), - un premier débitmètre (12) disposé sur la ligne d'alimentation en aval de la première vanne (10), - une deuxième vanne (16) disposée sur la ligne d'alimentation (8) en aval du premier débitmètre (12), - une première conduite souple (4) en aval de la deuxième vanne (16) destinée à relier la ligne d'alimentation (8) à un réservoir (2) pour délivrer du liquide cryogénique à ce dernier, - une ligne de dégazage (20, 26) raccordée à la ligne d'alimentation (8) entre le premier débitmètre (12) et la deuxième vanne (16), - une troisième vanne (22) disposée sur la ligne de dégazage, et - une seconde conduite souple dite conduite de dégazage (6) destinée à être reliée au réservoir (2) pour permettre de retirer du gaz de ce dernier, ladite conduite de dégazage étant reliée à la ligne d'alimentation (8) en aval de la deuxième vanne (16) par l'intermédiaire d'une liaison (26).
  11. 11. Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un second débitmètre (28) disposé sur la ligne de dégazage pour mesure un débit de gaz.
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