FR3066775A1 - Unite de separation ou de liquefaction d'un gaz - Google Patents

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Abstract

Unité de séparation et/ou de liquéfaction d'un gaz comprenant au moins une enceinte (E), éventuellement isolée, de forme élancée, caractérisée en ce que l'enceinte est disposée sur un premier bloc de béton (1) et l'enceinte est ancrée au sol au moyen d'au moins trois haubans (3), chacun relié à un deuxième bloc de béton distinct (2), les deuxièmes blocs de béton reliés aux haubans étant disposés au sol aux angles d'un polygone, le premier et les deuxième blocs ayant une profondeur en dessous du niveau de référence du sol n'excédant pas 1m.

Description

La présente invention concerne une unité de séparation ou de liquéfaction d’un gaz, qui peut éventuellement être mobile et un procédé de transport et de remontage de l’unité.
Certaines unités de séparation ou de liquéfaction d’un gaz, et en particulier les petits générateurs d’azote par voie cryogénique sont amenés à fournir du gaz pour une durée courte (quelques années, par exemple moins que 10 ans). A l’issue de la durée de fourniture de gaz, l’unité est si possible déménagée pour servir un autre client, dans un autre lieu.
Leur conception actuelle est basée sur l’utilisation de fondations classiques, composées de massifs de béton profonds enfouis, dimensionnées pour résister aux contraintes météorologiques (par exemple l’effort induit par une vitesse de vent) et sismiques locales.
Ces massifs sont généralement coulés sur place, après excavation du sol, nécessitant des fouilles, et coffrage, et les différents équipements qui composent l’unité de production sont posées sur ces massifs, et liaisonnés aux divers massifs par différents types de systèmes (boulons, tiges d’ancrages, ancrages chimiques, etc..).
Il est connu de WO 05028340 d’utiliser des blocs de béton préfabriqués posés au sol pour y poser des équipements industriels, tels que des petits stockages et leurs accessoires (pompes cryogéniques, vaporiseurs, clôture). 11 est aussi connu de déposer des compresseurs d’air de petites puissances (< 1MW) sur des socles en béton. Mais ces différents systèmes s’avèrent inopérants pour les enceintes isolées appelées boites froides, qui intègrent notamment les colonnes de distillation.
En effet, celles-ci, de formes élancées (ayant une grande hauteur pour une section au sol réduite) sont soumises à des forces (moments) de renversement très importantes lors des agressions par le vent ou le séisme. Seule la solution d’un massif de béton enfoui de grande dimension, créant ainsi du lest, permet à ce jour d’assurer la stabilité de ce type d’équipement. L’inconvénient d’un tel système réside dans son immobilisme. En effet, lors du déménagement de l’unité à l’issue de la période de production, ces massifs de béton enterrés restent dans le sol, et d’autres sont reconstruits sur le nouveau site. Cela constitue donc une perte sèche, puisque l’investissement et la construction de nouveaux massifs sont nécessaires.
Pour éviter ces fondations enfouies massives, l’équipement critique (boite froide) sera déposé sur un bloc de béton préfabriqué, et posé sur le sol. Sa fonction ne sera que de reprendre statiquement la charge de l’équipement posé dessus en fonction de la nature et la capacité portante du sol. La résistance aux agressions météorologiques ou sismiques sera assurée par la présence d’au moins trois haubans qui relieront chacun la boite froide à au moins un bloc de béton préfabriqué et lui-même déposé au sol. Chacun des N haubans constituant le système seront disposés de telle façon qu’ils formeront entre eux un angle sensiblement égal à 360/N degrés.
Selon un objet de l’invention, il est prévu une unité de séparation et/ou de liquéfaction d’un gaz comprenant au moins une enceinte, éventuellement isolée, de forme élancée, caractérisée en ce que l’enceinte est disposée sur un premier bloc de béton et l’enceinte est ancrée au sol au moyen d’au moins trois haubans, chacun relié à un deuxième bloc de béton distinct, les deuxièmes blocs de béton reliés aux haubans étant disposés au sol aux angles d’un polygone, le premier et les deuxième blocs ayant une profondeur en dessous du niveau de référence du sol n’excédant pas 1m, préférablement 0,7m, typiquement 0,5m.
Selon d’autres objets facultatifs : le polygone est un polygone régulier. le polygone est un polygone irrégulier. le polygone est un triangle, ou un quadrilatère. le polygone un triangle isocèle, un triangle équilatéral, un carré, un rectangle, un pentagone. l’enceinte est une colonne de distillation ou de lavage, éventuellement opérant à une température cryogénique. l’enceinte a une hauteur H au-dessus du niveau de référence du sol et les haubans sont reliés à des points de l’enceinte situés à une hauteur au- dessus du niveau de référence du sol d’entre 0,5H et 1H, préférablement entre 0,5H etO,7H. l’enceinte a une hauteur H au-dessus du niveau de référence du sol et un périmètre P autour de l’enceinte, suivant une direction perpendiculaire à la hauteur, le rapport entre H et P étant supérieur à 1,5, voire supérieur à 2. la dimension maximale de chacun des premier et deuxième blocs est inférieure à la hauteur de l’enceinte. le poids de chacun des premier et deuxième blocs est inférieur au poids de l’enceinte. au moins un des deuxièmes blocs sert d’un support d’au moins un élément de l’unité de séparation et/ou de liquéfaction autre que l’enceinte. l’au moins un élément de l’unité de séparation et/ou de liquéfaction autre que l’enceinte est une autre enceinte, un compresseur d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un stockage, une turbine d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un moteur, une unité de purification d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un échangeur de chaleur pour modifier la température d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, une station météorologique ou un bureau. l’unité comprend des repères de position pour au moins un des premier et deuxièmes blocs indiquant la disposition relative de l’enceinte et/ou des haubans et/ou d’un élément de l’unité.
Selon un autre objet de l’invention, il est prévu un procédé de transport et de remontage d’une enceinte d’une unité de séparation ou de liquéfaction d’un gaz tel que décrit ci-dessus dans lequel on transporte l’enceinte et éventuellement le premier et/ou au moins un des deuxièmes blocs de béton d’un site à un autre et on remonte l’enceinte sur un/le premier bloc, utilisant des haubans rattachés à des/les deuxièmes blocs pour maintenir l’enceinte en place.
Il est donc possible de transporter au moins un bloc d’un site à l’autre ou sinon d’utiliser les blocs existants sur un site pour le remontage.
En utilisant les repères mentionnés ci-dessus, on peut avoir la même disposition du raccordement de tuyauteries entre les éléments et/ou entre une enceinte et un élément de l’unité sur les deux sites. L’invention sera décrite de manière plus détaillée en se référant aux figures, dont la Figure 1 est une vue schématique de dessus d’un appareil selon l’invention et la Figure 2 est une vue schématique d’un côté d’un appareil selon l’invention.
Dans la Figure 1, l’enceinte E est disposée sur un massif de bétonl, içi illustrée de section carrée, (mais toute autre géométrie conviendrait, par exemple un rectangle ou un octogone) posé sur le sol et dont la profondeur en dessous du niveau de référence du sol n’excède pas 1m, préférablement 0,7m, typiquement 0,5m. L’enceinte E peut être une colonne de distillation ou de lavage ou un appareil de liquéfaction. Elle peut être isolée par une espace sous vide autour de la colonne ou être maintenue à l’intérieur d’une boîte froide remplie d’isolant pulvérulent. L’enceinte est maintenue en place par trois haubans 3 attachée à trois points de l’enceinte à la même hauteur de préférence mais à un angle de 120° sur le pourtour de l’enceinte, si elle est cylindrique. L’enceinte a une hauteur H au-dessus du niveau de référence du sol et un périmètre P autour de l’enceinte, suivant une direction perpendiculaire à la hauteur, le rapport entre H et P étant supérieur à 1,5, voire supérieur à 2.
Les haubans sont attachés à trois massifs en béton 2 posés sur le sol, chacun à sensiblement la même distance du massif 1. Néanmoins pour tenir compte de la disposition d’un site ou des vents dominants, les haubans peuvent être de longueurs différentes et les massifs 2 peuvent être à distances différentes du massif 1. D’autres éléments 4 de l’appareil de séparation ou de liquéfaction sont disposés à proximité des blocs 1, 2, pouvant être une unité de compression d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, une unité de purification d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un échangeur de chaleur pour modifier la température d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte.
Comme on voit à la Figure 2, si l’enceinte a une hauteur H au-dessus du sol, les haubans 3 sont reliés à des points de l’enceinte E situés à une hauteur au-dessus du sol d’entre 0,5H et 1 H.
Ici les blocs 2 sont disposés au sol formant les points d’un triangle équilatéral mais pour un cas plus général les deuxièmes blocs de béton reliés aux haubans étant disposés au sol aux angles d’un polygone régulier ou irrégulier. Ce polygone peut être par exemple un triangle isocèle, un carré, un rectangle, un pentagone etc.
Ici les haubans 3 forment entre eux sur le plan horizontal des angles de 120°.
La dimension maximale de chacun des premier et deuxième blocs 1, 2 est inférieure à la hauteur de l’enceinte E et le poids chacun des premier et deuxièmes blocs 1,2 est inférieure au poids de l’enceinte E.
Au moins un des deuxièmes blocs 2 sert d’un support d’un élément de l’unité de séparation et/ou de liquéfaction autre que l’enceinte E.
On peut par exemple y disposer un compresseur d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un stockage, une turbine d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, une unité de purification d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un échangeur de chaleur pour modifier la température d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, une station météorologique, un bureau etc.
Il est possible de transporter une enceinte d’un site à un autre et de remonter l’enceinte en utilisant les mêmes massifs transportés également sur l’autre site. Sinon les massifs peuvent être disponibles sur un ou plusieurs sites et l’enceinte arrive et est arrimée utilisant les massifs disponibles sur place.
Si au moins un massif est transporté, il est envisageable de choisir ses dimensions pour pouvoir le(s) transporter avec l’enceinte, par exemple dans le même conteneur.
Des systèmes de repères de position seront alors utilisés pour pouvoir positionner les différents équipements, incluant principalement l’enceinte E, le(s) compresseur(s), le système de purification de gaz, sur leurs blocs de bétons respectifs de façon à ce que les blocs de bétons soient disposés exactement de la même façon entre les deux sites. Le raccordement de tuyauteries entre les équipements est donc identique d’un site à un autre. Ceci facilite le raccordement entre les éléments de l’unité et/ou entre une enceinte et un élément de l’unité sur site.
Parmi les différents systèmes de repères de position possibles, on pourra noter l’utilisation de gabarits de pose.
La façon d’arrimer l’enceinte est particulièrement intéressante pour une unité mobile mais peut également constituer une technique peu chère pour maintenir une enceinte de manière permanente sur un seul site. L’enceinte peut opérer à une température en dessous de 0°C, par exemple à une température cryogénique.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Unité de séparation et/ou de liquéfaction d’un gaz comprenant au moins une enceinte (E), éventuellement isolée, de forme élancée, caractérisée en ce que l’enceinte est disposée sur un premier bloc de béton (1) et l’enceinte est ancrée au sol au moyen d’au moins trois haubans (3), chacun relié à un deuxième bloc de béton distinct (2), les deuxièmes blocs de béton reliés aux haubans étant disposés au sol aux angles d’un polygone, le premier et les deuxième blocs ayant une profondeur en dessous du niveau de référence du sol n’excédant pas 1m, préférablement 0,7m, typiquement 0,5m.
  2. 2. Unité selon la revendication 1 dans laquelle le polygone est un polygone régulier.
  3. 3. Unité selon la revendication 1 ou 2 dans laquelle le polygone est un triangle, ou un quadrilatère.
  4. 4. Unité selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’enceinte (E) a une hauteur H au-dessus du niveau de référence du sol et les haubans (3) sont reliés à des points de l’enceinte situés à une hauteur au-dessus du niveau de référence du sol d’entre 0,5H et 1H, préférablement entre 0,5H et 0.7H
  5. 5. Unité selon l’une des revendications précédentes dans laquelle la dimension maximale de chacun des premier et deuxième blocs (1, 2) est inférieure à la hauteur de l’enceinte et le poids de chacun des premier et deuxième blocs est inférieur au poids de l’enceinte (E).
  6. 6. Unité selon l’une des revendications précédentes dans laquelle au moins un des deuxièmes blocs sert d’un support d’au moins un élément (4) de l’unité de séparation et/ou de liquéfaction autre que l’enceinte (E).
  7. 7. Unité selon la revendication 6 dans lequel l’élément est une autre enceinte, un compresseur d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un stockage, une turbine d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un moteur, une unité de purification d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, un échangeur de chaleur pour modifier la température d’un gaz destiné à ou provenant de l’enceinte, une station météorologique ou un bureau.
  8. 8. Unité selon la revendication 6 ou 7 comprenant des repères de position pour au moins un des premier et deuxièmes blocs (1,2) indiquant la disposition relative de l’enceinte et/ou des haubans et/ou d’un élément de l’unité.
  9. 9. Procédé de transport et de remontage d’une enceinte (E) d’une unité de séparation ou de liquéfaction d’un gaz selon l’une des revendications précédentes dans laquelle on transporte l’enceinte et éventuellement le premier et/ou au moins un des deuxièmes blocs de béton (1, 2) d’un site à un autre et on remonte l’enceinte sur un/le premier bloc, utilisant des haubans (3) rattachés à des/les deuxièmes blocs pour maintenir l’enceinte en place.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9 de remontage d’une enceinte (E) selon la revendication 8 dans lequel on utilise les repères pour avoir la même disposition du raccordement de tuyauteries entre les éléments (4) et/ou entre une enceinte et un élément de l’unité sur les deux sites.
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