FR3089595A1 - Réservoir de stockage d’un fluide sous pression avec une couche d’isolation thermique interne - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un réservoir fermé pour le stockage d’un fluide sous pression. Le réservoir comprend une base (3), une section courante (2) et un couvercle (4). La section courante (2) est réalisée par une juxtaposition de couches concentriques, comprenant, de l’extérieur vers l’intérieur du réservoir, une couche de résistance mécanique (8), une couche d’étanchéité (7) et une couche d’isolation thermique (6), la couche d’isolation thermique n’étant pas étanche au fluide. Figure 1 à publier

Description

Description
Titre de l'invention : Réservoir de stockage d’un fluide sous pression avec une couche d’isolation thermique interne Domaine technique
[0001] La présente invention concerne le domaine du stockage de chaleur sous pression, en particulier les conteneurs pour le stockage de chaleur de grand volume, tels qu’utilisés pour le stockage d’énergie par air comprimé de type AACAES (de l’anglais « Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») dans lequel est prévu le stockage de l’air et le stockage de la chaleur générée de manière indépendante.
[0002] Un système de stockage d’énergie par air comprimé (aussi appelé CAES, de l’anglais « Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») vise à stocker une énergie sous forme d'air comprimé, en vue d’une utilisation ultérieure. Pour le stockage, une énergie, notamment électrique, entraîne des compresseurs d’air, et pour le déstockage, l’air comprimé entraîne des turbines, qui peuvent être reliées à une génératrice électrique.
[0003] Il existe différentes variantes de système de stockage d’énergie par air comprimé, qui ont pour objectif notamment d’améliorer le rendement de tels systèmes. On peut citer notamment les systèmes et procédés suivants:
[0004] · ACAES (de l’anglais « Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») dans lequel l'air est stocké à la température due à la compression.
[0005] · AACAES (de l’anglais « Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage ») dans lequel l'air est stocké à température ambiante, et la chaleur due à la compression est également stockée, séparément, dans un système de stockage de la chaleur TES (de l’anglais « Thermal Energy Storage »). Dans ce cas, la chaleur stockée dans le TES est utilisée pour chauffer l’air avant sa détente.
Technique antérieure
[0006] Selon certaines conceptions envisagées de l’AACAES, la chaleur est stockée en utilisant un fluide caloporteur permettant de stocker la chaleur issue de la compression de l’air et de la restituer à l’air avant sa détente au moyen d’échangeurs de chaleur. Par exemple, la demande de brevet EP 2447501 décrit un système AACAES dans lequel de l’huile, utilisée en tant que fluide caloporteur, circule en circuit fermé pour échanger de la chaleur avec l’air.
[0007] Selon d’autres conceptions envisagées de l’AACAES, la chaleur est stockée au moyen de solides statiques contenus dans un ou plusieurs conteneurs. Par exemple, la chaleur est stockée dans un matériau sous forme de particules en lit fixe disposé dans un ou plusieurs conteneurs, et traversé par l’air à refroidir. La chaleur est restituée à l’air froid qui traverse le lit fixe en sens opposé lors d’une phase de décharge.
[0008] Dans tous les cas, un tel système de stockage d’énergie par air comprimé requiert un ou plusieurs TES qui soit au moins à la fois résistant à la pression de stockage et étanche au gaz circulant dans le composant. La résistance à la pression est notamment un enjeu important puisque les pressions de stockage de l’air comprimé sont au moins égales à 100 bar dans le dernier étage du système AACAES, qui possède la pression la plus élevée.
[0009] L’utilisation de réservoirs tout en acier pour résister à une pression interne est classique. En effet, l’acier a des propriétés à la fois d’étanchéité et de résistance à la pression. Toutefois, si l’étanchéité est assurée à partir d’épaisseurs d’acier assez faibles (quelques mm), il est nécessaire d’utiliser des épaisseurs d’acier plus importantes lorsque l’on veut stocker un fluide sous haute pression (c’est-à-dire une pression supérieure à 100 bar, et préférentiellement de l’ordre de 125 bar). Par exemple, un réservoir cylindrique de diamètre 56” (1422,4 mm) doit avoir une épaisseur minimale de 33,5 mm pour résister à une pression interne de 125 bar (calcul d’après la norme CODAP pour un grade d’acier X80).
[0010] Si un réservoir tout en acier est une solution techniquement et économiquement avantageuse pour de faibles volumes à haute pression, un réservoir entièrement en acier devient inenvisageable en cas d’importants volumes à haute pression. En effet, du fait du coût de l’acier, la rentabilité économique du système est fortement pénalisée, mais également la conception d’un tel réservoir engendre des contraintes de fabrication fortes. En effet, plus le diamètre d’un réservoir de stockage sphérique ou cylindrique est important, plus l’épaisseur nécessaire pour tenir la pression est importante. Pour de grands volumes de stockage, la fabrication et surtout le soudage d’un élément ayant une épaisseur très importante n’est pas toujours réalisable. Dans ce cas, le stockage d’un grand volume se fait par assemblage de plusieurs éléments de dimensions plus faibles, raccordés entre eux. Ayant des dimensions plus faibles, ces éléments sont techniquement fabricables et ainsi les contraintes de fabrication sont surmontées. En revanche, la rentabilité économique du système peut être mise en cause du fait de la quantité d’acier nécessaire et des coûts d’assemblage.
[0011] Dans le but de remplacer les réservoirs tout en acier, des réservoirs formés de plusieurs couches, notamment en béton et en acier, ont été développés.
[0012] Par exemple, la demande de brevet PR 3055942 (WO 2018050455) décrit un réservoir comprenant une couche d’étanchéité en acier, et une couche de résistance mécanique en béton précontraint par des fils en métal en traction. Ce réservoir bien que donnant satisfaction notamment d’un point de vue résistance mécanique, n’est pas optimal d’un point de vue thermique et de protection des couches internes.
[0013] D’autres solutions prévoient des moyens d’isolation thermique. Selon un premier exemple, la demande de brevet EP 1857614 décrit un système de stockage d’énergie par air comprimé adiabatique pouvant fonctionner à hautes températures, par exemple 650 °C et haute pression, notamment 65 bars. Pour cela, le système de stockage est formé de deux capsules espacées d’une épaisseur d’air. Ainsi, ce système de stockage est complexe et encombrant. De plus, l’utilisation de particules de stockage de chaleur n’est pas compatible avec ce système, car un risque d’écrasement subsiste.
[0014] Une autre solution est décrite dans la demande de brevet FR 2998556. Pour cette solution, une couche d’isolation thermique est disposée entre une couche en béton et une couche en acier. Par conséquent, la couche interne de ce réservoir n’est pas protégée de la chaleur. La couche interne doit donc être dimensionnée pour prendre en compte la chaleur du fluide stocké. De plus, ce système est complexe et encombrant, notamment en raison du système de fixation des grilles dans les parois en béton.
[0015] Une troisième solution est décrite dans la demande de brevet EP 2578981. De l’intérieur vers l’extérieur du système, il y a une cage contenant le matériau de stockage de la chaleur, un bouclier thermomécanique, un matériau isolant thermiquement, une couche de béton, puis une structure de renforcement avec des tendons. La structure en sandwich formée par l’ensemble permet de réduire les pertes thermiques en isolant le matériau de stockage thermique, permet de réduire la température de la paroi en béton, limitant ainsi la dégradation des caractéristiques de cette dernière, permet de limiter la température de peau de la coque en acier, améliorant ainsi la sécurité, et permet de contenir la pression régnant dans le conteneur fonction de l’épaisseur de la coque en acier. Cependant, le concept ne présente pas de couche permettant de réaliser l’étanchéité de la paroi à un gaz. De plus, la cage et le bouclier thermomécanique sont soumis à la chaleur du fluide stocké. Ces éléments doivent donc être dimensionnés pour prendre en compte la chaleur du fluide stocké. Ainsi, ce système ne semble pas adapté à une utilisation à haute pression dans un système de type AACAES.
Résumé de l’invention
[0016] Pour pallier ces inconvénients, la présente invention concerne un réservoir fermé pour le stockage d’un fluide sous pression. Le réservoir comprend une base, une section courante et un couvercle. La section courante est réalisée par une juxtaposition de couches concentriques, comprenant, de l’extérieur vers l’intérieur du réservoir, une couche de résistance mécanique, une couche d’étanchéité et une couche d’isolation thermique, la couche d’isolation thermique n’étant pas étanche au fluide. Ainsi, la couche d’isolation thermique est en équi-pression, et permet de séparer les fonctions de stockage thermique et de résistance à la pression. De cette manière, la chaleur reste contenue au cœur du réservoir, ce qui permet de dimensionner la structure pour une résistance à la pression à température ambiante : la conception mixte selon l’invention permet de mieux utiliser la capacité mécanique de chaque matériau et par conséquent de réduire les dimensions et le coût du système. En outre, une telle structure est de conception simple.
[0017] L’invention concerne un système de stockage et de restitution d’énergie par gaz comprimé qui comprend un tel réservoir.
[0018] L’invention concerne un réservoir de stockage d’un fluide sous pression, tel que l’air comprimé, ledit réservoir comprenant une section courante fermée de part et d’autre par une base et un couvercle, ladite section courante étant formée par une juxtaposition de couches concentriques, comprenant, en allant de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir, une couche de résistance mécanique formée de béton précontraint et une couche d’étanchéité dudit fluide. Ladite section courante comprend une couche d’isolation thermique juxtaposée sur la face intérieure de ladite couche d’étanchéité, ladite couche d’isolation thermique interne étant non étanche audit fluide.
[0019] Selon un mode de réalisation, ladite couche d’isolation thermique interne comprend au moins une sous-couche en béton cellulaire.
[0020] Avantageusement, ladite couche d’isolation thermique interne comprend une juxtaposition de sous-couches concentriques comprenant, en allant de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir, une sous-couche en laine minérale, telle que la laine de verre, et ladite sous-couche en béton cellulaire.
[0021] De préférence, ladite couche d’isolation thermique interne comporte en outre des renforts entre ladite sous-couche en béton cellulaire et ladite couche d’étanchéité.
[0022] De manière avantageuse, ladite sous-couche en béton cellulaire est réalisée par un assemblage de blocs.
[0023] Conformément à une mise en œuvre, ladite couche d’étanchéité est formée d’une couche en métal, notamment en acier, ou en polymère, notamment en polytétrafluoroéthylène PTEE, ou d’une juxtaposition d’une sous-couche interne en béton et d’une sous-couche externe en métal, notamment en acier, ou en polymère, notamment en polytétrafluoroéthylène PTEE.
[0024] Selon un aspect, ladite couche de résistance mécanique est formée par au moins un fil, un toron ou un anneau en métal, notamment en acier, noyé ou en périphérie d’une couche en béton, ledit fil, toron ou anneau étant soumis à une précontrainte de traction circonférentielle.
[0025] Selon une caractéristique, la couche en béton de ladite couche de résistance mécanique est traversée axialement par au moins un fil ou toron en métal, notamment en acier, soumis à une précontrainte de traction axiale.
[0026] Conformément à un mode de réalisation, au moins une extrémité axiale de ladite section courante est recouverte d’une bride, notamment en métal, de préférence en acier.
[0027] De manière avantageuse, ladite section courante comporte une couche externe de protection, notamment en béton.
[0028] Selon une mise en œuvre, ladite base comprend une couche en métal, notamment en acier.
[0029] Selon un aspect, ladite base comprend, une superposition de couches avec de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir, une couche de résistance mécanique, une couche d’étanchéité et une couche de soutien.
[0030] Avantageusement, ladite couche de résistance mécanique et ladite couche d’étanchéité de ladite base sont formées de manière similaire respectivement à ladite couche de résistance mécanique et à ladite couche d’étanchéité de ladite section courante.
[0031] Selon un mode de réalisation, ladite base et ledit couvercle comprennent un orifice d’injection et/ou de soutirage dudit fluide sous pression.
[0032] Conformément à une mise en œuvre, ledit couvercle a une forme plane ou hémisphérique.
[0033] Selon une caractéristique, ledit couvercle comprend une superposition de couches avec de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir, une juxtaposition d’une couche d’étanchéité et d’une couche d’isolation thermique interne.
[0034] De préférence, ledit couvercle comprend en outre une couche externe de résistance mécanique.
[0035] De manière avantageuse, ladite couche d’étanchéité et/ou ladite couche d’isolation thermique interne et/ou ladite couche de résistance mécanique dudit couvercle sont formées de manière similaire respectivement à ladite couche d’étanchéité et/ou à ladite couche d’isolation thermique interne et/ou à ladite couche de résistance mécanique de ladite section courante.
[0036] Selon un aspect, ledit réservoir comporte des particules de stockage de la chaleur.
[0037] En outre, l’invention concerne un système de stockage et de restitution d’énergie par gaz comprimé comportant au moins un moyen de compression de gaz, au moins un réservoir pour le stockage de stockage de la chaleur selon l’une des caractéristiques précédentes, au moins un moyen de détente dudit gaz comprimé pour générer une énergie.
[0038] D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
Liste des figures
[0039] [fig.l]
[0040] La figure 1 illustre schématiquement un réservoir de fluide sous pression selon un mode de réalisation de l’invention.
[0041] [fig.2]
[0042] La figure 2 illustre la section courante d’un réservoir selon un mode de réalisation de l’invention.
[0043] [fig.3]
[0044] La figure 3 illustre une couche d’isolation thermique de la section courante selon une première variante de réalisation de l’invention.
[0045] [fig.4]
[0046] La figure 4 illustre une couche d’isolation thermique de la section courante selon une deuxième variante de réalisation de l’invention.
[0047] [fig.5]
[0048] La figure 5 illustre une bride de la section courante selon une variante de réalisation de l’invention.
[0049] [fig.6]
[0050] La figure 6 illustre une base d’un réservoir selon une première variante de réalisation de l’invention.
[0051] [fig.7]
[0052] La figure 7 illustre une base d’un réservoir selon une deuxième variante de réalisation de l’invention.
[0053] [fig.8]
[0054] La figure 8 illustre une base d’un réservoir selon une troisième variante de réalisation de l’invention.
[0055] [fig.9]
[0056] La figure 9 illustre une base d’un réservoir selon une quatrième variante de réalisation de l’invention.
[0057] [fig.10]
[0058] La figure 10 illustre un couvercle d’un réservoir selon une première variante de réalisation de l’invention.
[0059] [fig.ll]
[0060] La figure 11 illustre un couvercle d’un réservoir selon une deuxième variante de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
[0061] La présente invention concerne un réservoir fermé de stockage d’un fluide sous pression. Le réservoir peut contenir notamment un gaz sous pression, et par exemple de l’air comprimé. Toutefois, le réservoir est adapté à tout fluide sous pression.
[0062] Le réservoir comprend une section courante fermée de part et d’autre par une base et un couvercle. La section courante forme la paroi latérale du réservoir, et peut avoir sensiblement une forme tubulaire de section circulaire, ou une forme polygonale, par exemple octogonale. Ainsi, le réservoir peut avoir sensiblement la forme d’une colonne. L’intérieur de la section courante délimite le volume de stockage du fluide sous pression. La base et/ou le couvercle du réservoir comportent classiquement des orifices pour l’injection et/ou le soutirage du fluide sous pression. En dehors des orifices pour l’injection et/ou le soutirage du fluide, le réservoir est fermé. Pour certaines applications du réservoir, le réservoir peut contenir des particules de stockage de chaleur, permettant de stocker la chaleur contenue dans le fluide. Ainsi, il est possible de réaliser un stockage d’énergie plus efficace.
[0063] La figure 1 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un réservoir 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Le réservoir 1 comporte une section courante 2, délimitant un volume de stockage 28 pour le stockage du fluide sous pression et éventuellement de particules de stockage de la chaleur. La section courante 2 a une forme sensiblement cylindrique. A son extrémité inférieure, la section courante 2 est fermée par une base 3. Pour le mode de réalisation représenté, la base 3 est disposée sur un sol 5. Alternativement, la base 3 peut être partiellement ou totalement enterrée. A son extrémité supérieure, la section courante est fermée par un couvercle 4. Pour simplifier la figure, la base 3 et le couvercle 4 sont représentés plats. Toutefois, ils peuvent prendre différentes formes, notamment hémisphériques.
[0064] La section courante du réservoir selon l’invention est formée par une juxtaposition de couches concentriques ayant des fonctions propres. Ces couches sont dites juxtaposées et concentriques car elles sont disposées les unes autour des autres sans espace libre entre elles. En d’autres termes, le diamètre (ou la distance au centre du réservoir dans le cas d’une section non circulaire) intérieur d’une couche externe correspond au diamètre (ou la distance au centre du réservoir dans le cas d’une section non circulaire) extérieur d’une couche interne consécutive à la couche externe. Une couche forme une paroi continue ayant la forme de la section courante.
[0065] De l’extérieur vers l’intérieur du réservoir la section courante comporte :
- éventuellement une couche de protection de la couche de résistance mécanique,
- une couche de résistance mécanique en béton précontraint, pour la résistance mécanique du réservoir, notamment vis-à-vis de la pression du fluide,
- une couche d’étanchéité au fluide, pour empêcher le fluide de passer dans la couche de résistance mécanique, et
- une couche d’isolation thermique interne, pour empêcher la chaleur du fluide de chauffer la couche d’étanchéité et la couche de résistance mécanique.
[0066] Selon l’invention, la couche d’isolation thermique est non étanche au fluide. En d’autres termes, la couche d’isolation thermique est en équi-pression : les faces interne et externe de la couche d’isolation thermique sont soumises à la même pression. De plus, la couche d’isolation thermique n’est pas destinée à reprendre la pression interne.
Avantageusement, la couche d’isolation thermique est la couche la plus interne de la section courante (aucune couche ne recouvre la couche d’isolation thermique).
[0067] Ainsi, chaque couche formant la section courante a une fonction précise. En particulier, la couche d’isolation thermique permet de séparer les fonctions de stockage thermique et de résistance à la pression. De cette manière, la chaleur reste contenue au cœur du réservoir, ce qui permet de dimensionner la structure pour une résistance à la pression à température ambiante : la conception mixte selon l’invention permet de mieux utiliser la capacité mécanique de chaque matériau et par conséquent de réduire les dimensions et le coût du système. En outre, une telle structure est de conception simple.
[0068] La figure 2 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une section courante 2 d’un réservoir selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 2 est une vue tridimensionnelle en coupe de la section courante 2. De l’extérieur vers l’intérieur de la section courante 2, la section courante comprend une couche de protection 11, une couche de résistance mécanique 8, une couche d’étanchéité 7 et une couche d’isolation thermique 6. Tel qu’illustré (et tel que cela sera expliqué dans la suite de la description) la couche de résistance mécanique 8 est précontrainte selon une direction circonférentielle, par des éléments de précontrainte circonférentielle 9, tels que des fils, des torons ou des anneaux, et selon une direction axiale, par des éléments de précontrainte axiale 10, tels que des fils ou des torons. Les éléments de précontrainte circonférentielle 9 sont régulièrement répartis sur la hauteur de la section courante 2, et les éléments de précontrainte axiale 10 sont régulièrement répartis sur la circonférence de la section courante 2. La couche de protection 11 sert notamment à la protection de la corrosion des éléments de précontrainte circonférentielle. En outre, les extrémités axiales de la section courante 2 sont recouvertes par des brides 12. Tel qu’illustré, les brides 12 recouvrent les couches d’étanchéité 7 et de résistance mécanique 8.
[0069] Avantageusement, la base et le couvercle du réservoir peuvent être adaptés à la conception de la section courante, dans un but de séparer les fonctions des différentes couches, et dans un but de fixation facilitée, tout en permettant de former un réservoir résistant à la pression et à la température. Différents modes de réalisation de la base et du couvercle seront décrits dans la suite de la description. Toutes ces variantes concourent à une conception simple et de coût réduit du réservoir.
[0070] Dans la suite de la description, différentes variantes de réalisation des différentes couches de la section courante, de la base et du couvercle sont détaillées. Ces variantes peuvent être combinées entre elles de manière à combiner leurs effets.
[0071 ] Couche d’isolation thermique de la section courante
[0072] Selon l’invention, la couche interne d’isolation thermique, vise à séparer les fonctions de stockage thermique et de résistance à la pression. Ainsi, la chaleur reste contenue dans le cœur du réservoir.
[0073] Selon une première variante de réalisation de l’invention, l’isolation thermique peut être assurée par un matériau permettant à la fois d’isoler thermiquement le contenu et le contenant et de maintenir le contenu sans être détérioré (dans le cas où le réservoir comporte des particules de stockage de chaleur). L’utilisation de béton cellulaire peut être une solution pour réaliser ces deux fonctions. Le béton cellulaire est un béton léger grâce à la présence de bulles de gaz qu’il contient, ce gaz provenant d'une réaction chimique qui a lieu lors de sa fabrication. De par sa structure poreuse, le béton cellulaire est non étanche au fluide. Par exemple, la couche l’isolation thermique peut être réalisée par une paroi en blocs de béton cellulaire. Les blocs peuvent être parallélépipédique ou peuvent prendre toute forme.
[0074] La figure 3 illustre, schématiquement et de manière non limitative, la première variante de réalisation. La figure 3 est une vue tridimensionnelle en coupe de la couche d’isolation thermique 6. La couche d’isolation thermique 6 est formée d’une couche en béton cellulaire 13, formée d’un assemblage de blocs 27 de béton cellulaire.
[0075] Selon une deuxième variante de réalisation, l’isolation thermique peut être subdivisée en deux sous-couches : une interne dont le but est de contenir le contenu (par exemple les particules de stockage de chaleur) et une autre réalisant l’isolation thermique. On peut ainsi réaliser la couche d’isolation thermique par une première sous-couche réalisée en béton cellulaire permettant de contenir le matériau de stockage de la chaleur, sous forme de gravier par exemple, puis une isolation thermique sous forme de laine minérale, par exemple la laine de verre. La laine minérale est non étanche au fluide.
[0076] Pour cette variante de réalisation, il est possible d’ajouter des renforts entre la souscouche supportant le contenu et la couche d’étanchéité. Les renforts permettent notamment d’éviter l’écrasement de la sous-couche en laine minérale.
[0077] La figure 4 illustre, schématiquement et de manière non limitative, la deuxième variante de réalisation. La figure 4 est une vue tridimensionnelle en coupe de la couche d’isolation thermique. La couche d’isolation thermique 6 est formée d’une couche en béton cellulaire 13, et d’une couche en laine minérale 14. La couche en béton cellulaire peut être formée à partir de blocs 27 de béton cellulaire. De manière optionnelle, des renforts 15 sont prévus entre la couche en béton cellulaire 13 et la couche d’étanchéité 7.
[0078] Couche d’étanchéité de la section courante
[0079] La couche d’étanchéité vise à contenir le fluide, par exemple l’air, à chaque instant dans le réservoir. Seules les connectiques (moyens d’injection et de soutirage du fluide sous pression) du réservoir doivent influer sur la quantité de matière présente dans la colonne.
[0080] Selon une variante de réalisation, la couche d’étanchéité peut être assurée par une première sous-couche formée en béton suivi d’une sous-couche formée en métal, de préférence en acier. La première sous-couche en béton a pour rôle de protéger d’une part la face interne de la sous-couche formée en acier contre les dommages physiques et/ou chimiques (corrosion notamment), éviter le collapse de la même sous-couche (en raison des précontraintes appliquées aux fils en acier) et, de façon générale, résister à la contrainte induite par le fluide sous pression.
[0081] Selon une alternative, la couche d’étanchéité peut être assurée directement par une couche en métal, de préférence en acier, résistant aux contraintes et dommages physiques et/ou chimiques induits par le milieu en contact.
[0082] Alternativement, pour les deux variantes de réalisation décrites ci-dessus, la couche en métal ou la sous-couche en métal peut être remplacée directement par une couche ou une sous-couche en polymère résistant aux contraintes et dommages physiques et/ ou chimiques induits par le milieu en contact (le fluide sous pression). On peut citer, par exemple, le polytétrafluoroéthylène PTFE. La réalisation de la sous-couche en polymère permet de réduire le poids et le coût de la couche d’étanchéité, alors que la réalisation de la sous-couche en métal apporte de meilleures caractéristiques mécaniques.
[0083] Le mode de réalisation de la figure 2 illustre une couche d’étanchéité 7 formée d’une couche d’acier.
[0084] Couche de résistance mécanique de la section courante
[0085] La couche de résistance mécanique permet la résistance à la pression et à ses variations dans le temps du fluide sous pression dans le réservoir.
[0086] La couche de résistance mécanique est formée d’un béton précontraint. La précontrainte peut être mise en œuvre par au moins un fil, un toron ou un anneau précontraint, appelés « éléments de précontrainte circonférentielle » selon une direction circonférentielle ou selon une direction axiale. De préférence, le fil, le toron ou l’anneau est réalisé en métal, de préférence en acier. La couche formée d’un enroulement d’éléments de précontrainte en métal soumis à une précontrainte circonférentielle sur une sous-couche en béton, appelée « couche de béton précontraint » par la suite, a pour rôle de diminuer la contrainte circonférentielle supportée par la couche en acier lorsque le réservoir selon l’invention est mis en service. L’application d’une précontrainte en traction circonférentielle permet donc de dimensionner un réservoir pour le stockage d’un fluide sous pression avec une plus faible épaisseur de béton et d’acier que si aucune précontrainte n’était appliquée. En outre, la précontrainte soumet le(s) couche(s) de béton en compression qui vont contribuer à la résistance de l’ensemble en phase de service. Par conséquent, le réservoir selon l’invention est plus économique qu’un réservoir tout en acier, et peut être qui plus est techniquement réalisable. Selon un mode de mise en œuvre de l’invention, la précontrainte en traction circonférentielle peut être obtenue par un enroulement sous tension de d’éléments de précontrainte en métal sur la sous-couche en béton. L’utilisation de torons ou d’anneaux en acier permet d’appliquer une précontrainte plus importante que les fils en acier.
[0087] Alternativement ou en outre, des fils ou des torons en métal, de préférence en acier, appelés « éléments de précontrainte axiale », traversent la sous-couche en béton axialement et sont soumis à une précontrainte en traction axiale. La sous-couche en béton permet de séparer la couche d’étanchéité des éléments de précontrainte axiale eux-mêmes. La sous-couche précontrainte joue également un rôle dans la résistance mécanique de l’ensemble du réservoir.
[0088] Les éléments de précontrainte (fils, torons, anneaux) circonférentielle peuvent être noyés dans la couche en béton, ou peuvent être placés sur sa surface extérieure.
[0089] Selon un aspect de l’invention, la couche de résistance mécanique peut être formée par un ou plusieurs moyens de mise en contrainte d’une sous-couche en béton. La sous-couche en béton peut être réalisée avec plusieurs qualités de béton suivant l’épaisseur. Chaque qualité de béton dans l’épaisseur étant choisie en fonction des contraintes subies et du rapport coût/performance le plus favorable.
[0090] De manière avantageuse, les éléments de précontrainte (fils, torons, anneaux) circonférentielle ou axiale peuvent être régulièrement répartis dans ou sur la couche en béton, pour une précontrainte homogène sur la couche de béton.
[0091] Le mode de réalisation de la figure 2 illustre une couche de résistance mécanique 8 formée d’une couche en béton 8 précontrainte circonférentiellement par des fils, torons ou anneaux 9 et axialement par des fils ou torons 10.
[0092] Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie supérieure et/ou inférieure de la section courante peuvent comporter une bride. Les brides peuvent permettre d’ancrer les fils d’acier axiaux, de fixer le couvercle, de fixer la base et de faciliter la continuité de l’étanchéité. Les brides peuvent être préférentiellement réalisées en métal, de préférence en acier. Avantageusement, les brides recouvrent au moins la couche de résistance mécanique.
[0093] Conformément à un exemple de ce mode de réalisation, si l’étanchéité est réalisée par une couche en acier, celle-ci peut-être soudée directement aux brides.
[0094] Le mode de réalisation de la figure 2 comporte une bride 12 de part et d’autre de la section courante.
[0095] La figure 5 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une bride selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 5 est une vue tridimensionnelle partielle d’une extrémité supérieure de la section courante du réservoir. Sur cette figure, la couche d’isolation thermique n’est pas représentée. Pour le mode de réalisation illustré, la couche d’étanchéité 7 est réalisée par une couche en acier, et la couche de résistance mécanique 8 est formée d’une couche en béton précontraint circonférentiellement par des fils, torons ou anneaux 9 et axialement par des fils ou torons 10. De plus, la section courante du réservoir comprend une couche de protection 11. La bride 12 recouvre les couches d’étanchéité 7 et de résistance mécanique 8 ainsi que la couche de protection 11. Les extrémités des fils ou torons 10 sont fixés dans la bride 12. De plus la bride 12 est soudée à la couche d’étanchéité 7 par une soudure 16 au niveau de la surface de contact entre les deux éléments.
[0096] Selon un mode de réalisation, la couche de résistance mécanique peut également assurer une fonction d’étanchéité en étant formée par un ou plusieurs moyens de mise en contrainte d’une sous-couche en béton. Ici, la sous-couche formée en béton peut assurer une étanchéité plus ou moins complète. En effet, en fonction de la précontrainte, de l’épaisseur du béton, de la qualité du béton, il est possible de rendre cette couche étanche. Si le niveau d’étanchéité est suffisant, dans ce cas, le réservoir n’inclut pas de couche d’étanchéité supplémentaire.
[0097] Couche de protection de la section courante
[0098] On rappelle qu’il s’agit d’une couche optionnelle de la conception de la section courante du réservoir. La couche externe de protection vise à la préservation des agressions chimiques (type corrosion) et/ou physiques des fils, torons ou anneaux (notamment en métal) du réservoir selon l’invention. De ce fait, la couche externe de protection peut être en béton, ou bien du mortier ou tout autre matériau protecteur contre les agressions chimiques et/ou physiques. Cette couche de protection est par conséquent particulièrement avantageuse lorsque la couche de résistance mécanique comprend des éléments de précontrainte circonférentielle en périphérie. Avantageusement, cette couche peut ne pas posséder de fonction de résistance mécanique. C’est pourquoi cette couche peut être moins épaisse que la couche de résistance mécanique.
[0099] Le mode de réalisation de la figure 2 comporte une couche de protection 11 en béton. [0100] Base du réservoir
[0101] La base du conteneur selon l’invention a pour but de :
- soutenir le cas échéant le matériau de stockage de chaleur,
- soutenir la section courante du réservoir,
- fermer la section courante du réservoir,
- assurer l’injection et/ou le soutirage du fluide sous pression,
- prolonger l’étanchéité du réservoir, et
- assurer la continuité de la résistance mécanique de la colonne.
[0102] Conformément à une mise en œuvre de l’invention, la base peut être réalisée par un disque plat formé d’une unique couche ou d’un arrangement de couches superposées.
Une telle forme plate est facile à mettre en œuvre.
[0103] Alternativement, la base peut être réalisée par un fond hémisphérique formé d’une unique couche ou d’un arrangement de couches superposées. Un fond hémisphérique demande une épaisseur plus faible pour reprendre la pression par rapport à un fond plat.
[0104] Lorsque la base est réalisée en une seule couche, cette couche peut être en métal, de préférence en acier, afin d’assurer l’étanchéité du réservoir et de posséder une résistance mécanique suffisante. Cette variante de réalisation permet de faciliter la conception du réservoir, tout en conservant les caractéristiques attendues de celui-ci (étanchéité, résistance mécanique, etc.).
[0105] Pour une réalisation de la base avec un arrangement de couches superposées, les couches superposées de la base du réservoir de stockage d’un milieu sous pression peuvent être ordonnées, en allant de l’intérieur vers l’extérieur de la dite colonne, de la façon suivante :
- une couche soutenant (couche de soutènement) le matériau de stockage de chaleur ;
- une couche d’étanchéité pour éviter les fuites de fluide sous pression ;
- au moins une couche assurant une partie ou la totalité de la résistance mécanique de la base du réservoir.
[0106] Selon une variante de réalisation de l’invention, les couches de soutènement du matériau de stockage de chaleur, des couches d’étanchéité et de résistance mécanique de la base du réservoir, peuvent être assurées par une paroi en acier.
[0107] Selon un exemple de réalisation, la couche de soutènement peut être réalisée en béton.
[0108] Selon une autre réalisation de l’invention, les couches d’étanchéité et de résistance mécanique peuvent être formées de manière similaire aux couches d’étanchéité et de résistance mécanique de la section courante. De manière similaire indique que la couche comporte les mêmes caractéristiques grâce au(x) même(s) matériau(x), à des épaisseurs sensiblement égales, et le cas échéant à des mêmes sous-couches. Cette réalisation permet une facilité de réalisation et d’assemblage.
[0109] Si la base est réalisée par une paroi en acier, celle-ci peut être connectée à la section courante par boulonnage sur une bride placée en extrémité de la section courante. Puis, la continuité de l’étanchéité peut être réalisée par l’une des manières suivantes :
- soudage de la paroi acier avec la plaque d’acier de la section courante,
- débordement sur une partie de la paroi acier par le polymère placé sur la section courante,
- joint d’étanchéité par exemple en élastomère placé entre la base et la section courante dans le cas où le béton assure l’étanchéité de la section courante.
[0110] La figure 6 illustre une base selon une première variante de réalisation de l’invention.
La figure 6 est une vue tridimensionnelle partielle en coupe. Sur cette figure, est représentée la partie inférieure de la section courante. Pour le mode de réalisation représenté, la section courante est formée d’une couche d’isolation thermique 6, d’une couche d’étanchéité 7, d’une couche de résistance mécanique 8 renforcée par des fils circonférentiels 9 et des fils axiaux 10 et d’une couche de protection 11. La base 3 est fixée à la section courante. La base 3 a une forme de disque plat et comporte un orifice 20 central pour l’injection et/ou le soutirage de fluide sous pression. La base 3 est formée d’une superposition de différentes couches, allant de l’extérieur vers l’intérieur du réservoir, une couche 19 de résistance mécanique en béton armé ou précontraint, une couche d’étanchéité 18 en acier, et une couche de soutènement 17 en acier. Les fils axiaux 10 de précontrainte traversent la base 3 et sont fixés à celle-ci par exemple au moyen de boulons.
[0111] La figure 7 illustre une base selon une deuxième variante de réalisation de l’invention. La figure 7 est une vue tridimensionnelle partielle en coupe. Sur cette figure, est représentée la partie inférieure de la section courante. Pour le mode de réalisation représenté, la section courante est formée d’une couche d’isolation thermique (non représentée), d’une couche d’étanchéité 7, d’une couche de résistance mécanique 8 renforcée par des fils circonférentiels 9 et des fils axiaux 10 et d’une couche de protection 11. La base 3 est fixée à la section courante. La base 3 a une forme de disque plat et comporte un orifice 20 central pour l’injection et/ou le soutirage de fluide sous pression. La base 3 est formée d’une unique couche d’étanchéité 21 en acier (qui peut également jouer le rôle de couche de soutènement et de résistance mécanique). La couche d’étanchéité 21a sensiblement la forme d’un disque dont le diamètre correspond au diamètre extérieur de la section courante. La couche d’étanchéité 21 de la base 3 est fixée à la couche d’étanchéité 7 de la section courante, au moyen d’une soudure 22, prévue au niveau de l’intersection des deux couches d’étanchéité. La soudure 22 peut être prévue sur le diamètre intérieur de la couche d’étanchéité 7.
[0112] La figure 8 illustre une base selon une troisième variante de réalisation de l’invention. La figure 8 est une vue tridimensionnelle partielle en coupe. Sur cette figure, est représentée la partie inférieure de la section courante. Pour le mode de réalisation représenté, la section courante est formée d’une couche d’isolation thermique (non représentée), d’une couche d’étanchéité 7, d’une couche de résistance mécanique 8 renforcée par des fils circonférentiels 9 et des fils axiaux 10 et d’une couche de protection 11. La base 3 est fixée à la section courante. La base 3 a une forme de disque plat et comporte un orifice 20 central pour l’injection et/ou le soutirage de fluide sous pression. La base 3 est formée d’une superposition de différentes couches, allant de l’extérieur vers l’intérieur du réservoir, une couche 19 de résistance mécanique en béton armé ou précontraint et une couche d’étanchéité 18 en acier, qui peut servir également de couche de soutènement. Les fils axiaux 10 de précontrainte traversent la base 3 et sont fixés à celle-ci par exemple au moyen de boulons. La couche d’étanchéité 18 de la base 3 est fixée à la couche d’étanchéité 7 de la section courante, au moyen d’une soudure 23, prévue au niveau de l’intersection des deux couches d’étanchéité. La soudure 23 peut être prévue sur le diamètre intérieur de la couche d’étanchéité 7.
[0113] La figure 9 illustre une base selon une quatrième variante de réalisation de l’invention. La figure 9 est une vue tridimensionnelle partielle en coupe. Sur cette figure, est représentée la partie inférieure de la section courante. Pour le mode de réalisation représenté, la section courante est formée d’une couche d’isolation thermique (non représentée), d’une couche d’étanchéité 7, d’une couche de résistance mécanique 8 renforcée par des fils circonférentiels 9 et des fils axiaux 10 et d’une couche de protection 11. La base 3 est fixée à la section courante. La base 3 a une forme de disque plat et comporte un orifice 20 central pour l’injection et/ou le soutirage de fluide sous pression. La base 3 est formée d’une unique couche d’étanchéité 21 en acier (qui peut également jouer le rôle de couche de soutènement et de résistance mécanique). La couche d’étanchéité 21a sensiblement la forme d’un disque dont le diamètre correspond au diamètre intérieur de la couche d’étanchéité 7 de la section courante. La couche d’étanchéité 21 de la base 3 est fixée à la couche d’étanchéité 7 de la section courante, au moyen d’une soudure 29, prévue au niveau de l’intersection des deux couches d’étanchéité. La soudure 29 peut être prévue sur le diamètre intérieur de la couche d’étanchéité 7.
[0114] Couvercle du réservoir
[0115] Le couvercle du réservoir selon l’invention a notamment pour but de :
- isoler thermiquement l’intérieur du réservoir,
- fermer le réservoir,
- assurer l’injection et/ou le soutirage du fluide sous pression,
- prolonger l’étanchéité du réservoir, et assurer la continuité de la résistance mécanique du réservoir.
[0116] Selon une mise en œuvre l’invention, le couvercle peut être réalisé par un disque plat formé d’une unique couche ou d’un arrangement de couches superposées. Cette mise en œuvre permet une réalisation plus facile, notamment pour un couvercle en béton.
[0117] Alternativement, le couvercle peut être réalisé par une paroi hémisphérique réalisée par une unique couche ou par un arrangement de couches superposées. Cette alternative permet de réaliser un couvercle moins onéreux, en particulier pour un couvercle en métal.
[0118] Lorsque le couvercle est réalisé en une seule couche, cette couche peut être en métal, de préférence en acier, afin d’assurer l’étanchéité du réservoir et de posséder une résistance mécanique suffisante.
[0119] Pour une réalisation du couvercle avec un arrangement de couches superposées, les couches superposées du couvercle du réservoir de stockage d’un milieu sous pression peuvent être ordonnées, en allant de l’intérieur vers l’extérieur de la dite colonne, de la façon suivante :
- une couche d’isolation thermique,
- une couche d’étanchéité au fluide, et
- au moins une couche assurant une partie ou la totalité de la résistance mécanique du couvercle de la colonne.
[0120] Selon une variante de réalisation de l’invention, les couches d’étanchéité et de résistance mécanique du couvercle du réservoir, peuvent être assurées par une paroi en acier.
[0121] Selon une autre réalisation de l’invention, les couches d’étanchéité et de résistance mécanique du couvercle peuvent être formées de manière similaire aux couches d’étanchéité et de résistance mécanique de la section courante. De manière similaire indique que la couche comporte les mêmes caractéristiques grâce au(x) même(s) matériau(x), à des épaisseurs sensiblement égales, et le cas échéant à des mêmes souscouches. Cette réalisation permet une facilité de réalisation et d’assemblage.
[0122] Selon un mode de réalisation de l’invention, si le couvercle est réalisé par une paroi en acier, celle-ci peut être connectée à la section courante par boulonnage sur une bride placée en extrémité de la section courante. Puis, la continuité de l’étanchéité peut être réalisée par :
- soudage de la paroi acier avec la plaque d’acier de la section courante, ou
- débordement sur une partie de la paroi acier par le polymère placé sur la partie courante, ou
- joint placé entre la base et la partie courante dans le cas où le béton assure l’étanchéité de la section courante.
[0123] Selon un autre mode de réalisation de l’invention, si le couvercle est réalisé par une paroi en acier, celui-ci peut être connecté à la section courante par boulonnage sans utiliser de bride intermédiaire. Dans ce cas, la connexion peut se faire par des tiges d'ancrage métalliques scellées dans le béton de la partie courante sur lesquelles vient se fixer le couvercle à l’aide d'écrous métalliques. La continuité de l’isolation thermique peut quant à elle être réalisée en poursuivant l’isolation thermique de la section courante le long de la partie interne du couvercle.
[0124] Selon un mode de réalisation de l’invention, les couches d’étanchéité et de résistance mécanique du couvercle de la colonne peuvent être assurées par une sous-couche interne en acier liée à une couche formée par du béton armé.
[0125] Conformément à une mise en œuvre, si le couvercle est réalisé par une paroi en acier fixée à une couche en béton armé ou précontraint, la connexion entre les deux éléments peut être réalisée par boulonnage avec la présence de brides.
[0126] Selon un aspect de l’invention, si le couvercle est réalisé par une paroi en acier fixée à une couche en béton précontraint, la connexion entre les deux éléments peut être réalisée par un ancrage sur la section courante des fils en acier du couvercle.
[0127] Selon un mode de réalisation, si le couvercle est réalisé par une paroi en acier fixée à une couche en béton précontraint, la connexion entre les deux éléments peut être réalisée par un ancrage sur la base des fils en acier du couvercle traversant la section courante.
[0128] Selon une mise en œuvre de l’invention, si le couvercle est réalisé par une paroi en acier fixée sur une couche en béton armé et/ou précontraint, la continuité de l’étanchéité peut être réalisée par :
- soudage de la paroi acier avec la plaque d’acier de la section courante, ou
- débordement sur une partie de la paroi acier par le polymère placé sur la partie courante, ou
- joint placé entre le couvercle et la partie courante dans le cas où le béton assure l’étanchéité de la section courante.
[0129] La figure 10 illustre un couvercle selon une première variante de réalisation de l’invention. La figure 10 est une vue tridimensionnelle partielle en coupe. Sur cette figure, est représentée la partie supérieure de la section courante. Pour le mode de réalisation représenté, la section courante est formée d’une couche d’isolation thermique 6, d’une couche d’étanchéité 7, d’une couche de résistance mécanique 8 renforcée par des fils circonférentiels 9 et des fils axiaux 10 et d’une couche de protection 11. Le couvercle 4 est fixé à la section courante. Le couvercle 4 a une forme de disque plat et comporte un orifice 26 central pour l’injection et/ou le soutirage de fluide sous pression. Le couvercle 4 est formé d’une superposition de différentes couches, allant de l’extérieur vers l’intérieur du réservoir, une couche 25 de résistance mécanique en béton armé ou précontraint, une couche d’étanchéité 24 en acier, et une couche d’isolation thermique 23. Les fils axiaux 10 de précontrainte traverse le couvercle 4 et sont fixés à celui-ci par exemple au moyen de boulons.
[0130] La figure 11 illustre un couvercle selon une deuxième variante de réalisation de l’invention. La figure 11 est une vue tridimensionnelle partielle en coupe. Sur cette figure, est représentée la partie supérieure de la section courante. Pour le mode de réalisation représenté, la section courante est formée d’une couche d’isolation thermique 6, d’une couche d’étanchéité 7, d’une couche de résistance mécanique 8 renforcée par des fils circonférentiels 9 et des fils axiaux 10 et d’une couche de protection 11. Le couvercle 4 est fixé à la section courante. Le couvercle 4 a une forme hémisphérique et comporte un orifice 26 central pour l’injection et/ou le soutirage de fluide sous pression. Le couvercle 4 est formé d’une superposition de différentes couches, allant de l’extérieur vers l’intérieur du réservoir, une couche d’étanchéité 24 en acier, qui sert aussi de couche de résistance mécanique, et une couche d’isolation thermique 23.
[0131] Système et procédé de stockage et de restitution d’énergie
[0132] L’invention concerne aussi un moyen de stockage et de restitution d’énergie comprenant au moins un moyen de compression, au moins un moyen de détente, au moins un moyen de stockage de la chaleur selon l’une des caractéristiques précédentes et au moins un réservoir de fluide sous pression. En effet, l’utilisation d’un réservoir de fluide sous pression tel que décrit précédemment est adaptée aux pressions et températures élevées du gaz sous pression mis en œuvre dans un tel système. De plus, le réservoir selon l’invention permet de réduire considérablement le coût du réservoir de fluide sous pression, ce qui est particulièrement utile au moyen de stockage et de restitution d’énergie, le réservoir de fluide sous pression étant un facteur de coût important du moyen de stockage et de restitution d’énergie. Il est particulièrement adapté pour le fonctionnement des systèmes de type AACAES.
[0133] La présente invention concerne également un procédé de stockage et de restitution par gaz comprimé, dans lequel on réalise les étapes suivantes :
[0134] a) on comprime un gaz, notamment au moyen d’un compresseur,
[0135] b) on refroidit le gaz comprimé par échange de chaleur, en particulier dans un moyen de stockage de la chaleur,
[0136] c) on stocke le gaz comprimé refroidi, notamment dans un réservoir pour le stockage d’un fluide sous pression selon l’invention,
[0137] d) on chauffe le gaz comprimé stocké, par échange de chaleur, dans le moyen de stockage de la chaleur,
[0138] e) on détend le gaz comprimé chauffé pour générer une énergie, par exemple au moyen d’une turbine pour produire une énergie électrique.
[0139] Le réservoir selon l’invention est adapté à d’autres utilisations de stockage de fluides sous pression en température, telles que le stockage de fluide de travail dans des cycles thermodynamique comme celui de Rankine par exemple, ou dans une central à gaz, nucléaire ou au charbon.
Exemples
[0140] Les caractéristiques et avantages du réservoir selon l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de l’exemple d’application ci-après.
[0141] Le réservoir utilisé pour l’exemple est formé d’une section courante selon la variante de la figure 2, d’une base selon la variante de la figure 6 et d’un couvercle selon la variante de la figure 11. De plus, pour la section courante du réservoir de l’exemple : la couche d’isolation thermique est formée de béton cellulaire et d’une laine minérale, la couche d’étanchéité est formée d’une couche en polymère (PTFE), la couche de résistance mécanique est formée de béton précontraint par des torons de précontrainte circonférentielle, et des torons de précontrainte axiale, et la couche de protection est en béton. La base du réservoir de l’exemple comprend une couche de soutènement en béton, une couche d’étanchéité en acier, et une couche de béton armé. Le couvercle du réservoir de l’exemple comprend une couche d’isolation thermique en laine minérale, et une couche d’étanchéité et de résistance mécanique en acier.
[0142] Pour l’exemple mise en œuvre les principales caractéristiques sont :
[0143] · Température : 59 - 263 °C
[0144] · Pression du fluide : 70.6 - 125.6 bar
[0145] · Volume interne : 672 m3
[0146] · Diamètre interne : 7 m
[0147] · Hauteur interne : 17.5 m
[0148] · Epaisseur béton cellulaire (Passifbloc™ commercialisé par Cellumat avec lambda
0.65) : 0.5 m
[0149] · Epaisseur Laine minérale : 0.30 m
[0150] · Classe de résistance du béton : fck = 60 MPa
[0151] · Résistance ultime de l’acier de précontrainte : 1860 MPa
[0152] · Limite élastique de l’acier de précontrainte : 1650 MPa
[0153] · Torons utilisées pour précontrainte : T15.7
[0154] · Section des câbles de précontrainte circonférentiels : 4 x 13 T15.7
[0155] · Espacement des câbles de précontrainte circonférentiels : 250 mm
[0156] · Section des câbles de précontrainte axiaux :4xl3T15.7
[0157] · Nombre des câbles de précontrainte axiaux : 60 (tous les 6°)
[0158] · Epaisseur de la paroi en béton : 1.4 m
[0159] · Epaisseur couche d’acier d’étanchéité : 2 mm
[0160] · Limite élastique de l’acier du couvercle : 355 MPa
[0161] · Epaisseur du couvercle en acier : 100 mm
[0162] L’exemple concerne l’utilisation d’un tel réservoir pour le stockage d’air comprimé, dans un système de type AACAES.
[0163] Pour répondre au même besoin de stockage de gaz comprimé, la réalisation d’un réservoir de stockage de pression avec une mise en œuvre classique (selon l’art antérieur) conduit à des dimensions très importantes. En effet, dans ce cas le matériau de stockage de chaleur est directement placé dans une colonne en acier avec une isolation extérieure. L’épaisseur d’acier calculée est de 193mm pour un diamètre interne de 3.5m. Cette gamme d’épaisseur amène des problématiques de fabrication autant pour le soudage, que le roulage des tôles ou que les traitements thermiques. De plus, le poids de la structure devient très important avec une telle épaisseur, donc difficilement transportable. De plus, il est difficile de réaliser des soudures sur site pour des épaisseurs supérieures à 60mm. Donc ce concept se révèle irréalisable.
[0164] Pour diminuer l’épaisseur nécessaire, le diamètre interne équivalent doit être réduit par 2. L’épaisseur est presque divisée par deux mais reste très importante, supérieure à 100mm. Cela devient réalisable mais cela impacte encore fortement toutes les opérations de fabrication et de transport de la structure totale.
[0165] Pour gagner encore sur l’épaisseur, on peut choisir un acier qui a une plus haute limite élastique pour les températures considérées. Le P460NH est un choix judicieux. L’épaisseur nécessaire descend à 82mm, ce qui est plus acceptable au regard de toutes les opérations qui sont à effectuer.
[0166] Les calculs faits analytiquement pour la solution avec l’acier P460NH, ont été confirmés par le calcul sous pression avec le logiciel SICAPNet™. L’épaisseur de la virole est estimée à 85mm. Pour le couvercle et la base, le dimensionnement réalisé avec le même logiciel indique que l'épaisseur doit être augmentée : elle est de 95mm ce qui correspond à 7 tonnes par fond. Ce logiciel tient compte de la baisse des caractéristiques mécaniques avec l'augmentation des épaisseurs de tôles.
[0167] La réalisation du même système suivant la mise en œuvre décrite dans LR3054028A1 (US2018016984) conduit à des dimensions plus raisonnables. Dans ce cas, une paroi en béton (10cm) et un isolant (10cm) sont contenus dans la virole en acier. Ainsi, pour le même système, le diamètre interne de la virole passe à 3.9m. L’épaisseur d’acier ainsi nécessaire est de 146mm contre 193mm pour la mise en œuvre classique. Bien que plus avantageuse, cette mise en œuvre ne règle pas toutes les problématiques de fabrication autant pour le soudage, que le roulage des tôles ou que les traitements thermiques.
[0168] La mise en œuvre décrite selon l’invention permet d’atteindre des diamètres beaucoup plus importants : 7 m dans l’exemple présenté ici. Ceci permet tout d’abord de réduire le rapport surface sur volume de la colonne et ainsi de limiter les pertes thermiques. La problématique du transport est fortement réduite car le système est construit majoritairement sur place. L’isolation interne garanti un fonctionnement optimal/dédié du matériau de stockage de chaleur. En effet, la paroi ne perturbe pas thermiquement le matériau de stockage ni le fluide circulant dans le réservoir. L’isolation thermique permet également de limiter l’impact de la température sur le dimensionnement du système à la pression interne. L’étanchéité quant à elle permet le limiter les pertes de matière, notamment, d’air qui est le vecteur de transfert d’énergie dans le AACAES. Une perte de quantité de matière diminuerait le rendement global.

Claims (1)

  1. Revendications [Revendication 1] Réservoir de stockage d’un fluide sous pression, tel que l’air comprimé, ledit réservoir (1) comprenant une section courante (2) fermée de part et d’autre par une base (3) et un couvercle (4), ladite section courante (2) étant formée par une juxtaposition de couches concentriques, comprenant, en allant de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir (1), une couche de résistance mécanique (8) formée de béton précontraint et une couche d’étanchéité (7) dudit fluide, caractérisé en ce que ladite section courante (2) comprend une couche d’isolation thermique (6) juxtaposée sur la face intérieure de ladite couche d’étanchéité (7), ladite couche d’isolation thermique (6) interne étant non étanche audit fluide. [Revendication 2] Réservoir selon la revendication 1, dans lequel ladite couche d’isolation thermique (6) interne comprend au moins une sous-couche en béton cellulaire (13). [Revendication 3] Réservoir selon la revendication 2, dans lequel ladite couche d’isolation thermique (6) interne comprend une juxtaposition de sous-couches concentriques comprenant, en allant de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir, une sous-couche en laine minérale (14), telle que la laine de verre, et ladite sous-couche en béton cellulaire (13). [Revendication 4] Réservoir selon la revendication 3, dans lequel ladite couche d’isolation thermique (6) interne comporte en outre des renforts (15) entre ladite sous-couche en béton cellulaire (13) et ladite couche d’étanchéité (7). [Revendication 5] Réservoir selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel ladite souscouche en béton cellulaire (13) est réalisée par un assemblage de blocs (27). [Revendication 6] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite couche d’étanchéité (7) est formée d’une couche en métal, notamment en acier, ou en polymère, notamment en polytétrafluoroéthylène PTFE, ou d’une juxtaposition d’une sous-couche interne en béton et d’une sous-couche externe en métal, notamment en acier, ou en polymère, notamment en polytétrafluoroéthylène PTFE. [Revendication 7] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite couche de résistance mécanique (8) est formée par au moins un fil, un toron ou un anneau (9) en métal, notamment en acier, noyé ou en périphérie d’une couche en béton (8), ledit fil, toron ou anneau étant soumis à une précontrainte de traction circonférentielle. [Revendication 8] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la
    couche en béton de ladite couche de résistance mécanique (8) est traversée axialement par au moins un fil ou toron (10) en métal, notamment en acier, soumis à une précontrainte de traction axiale. [Revendication 9] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel au moins une extrémité axiale de ladite section courante (2) est recouverte d’une bride (12), notamment en métal, de préférence en acier. [Revendication 10] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite section courante (2) comporte une couche externe de protection (11), notamment en béton. [Revendication 11] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite base (3) comprend une couche en métal (18, 21), notamment en acier. [Revendication 12] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite base (3) comprend, une superposition de couches avec de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir (1), une couche de résistance mécanique (17), une couche d’étanchéité (18) et une couche de soutien (19). [Revendication 13] Réservoir selon la revendication 12, dans lequel ladite couche de résistance mécanique (17) et ladite couche d’étanchéité (18) de ladite base (3) sont formées de manière similaire respectivement à ladite couche de résistance mécanique (8) et à ladite couche d’étanchéité (7) de ladite section courante (2). [Revendication 14] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite base (3) et ledit couvercle (4) comprennent un orifice d’injection et/ou de soutirage (20, 26) dudit fluide sous pression. [Revendication 15] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit couvercle (4) a une forme plane ou hémisphérique. [Revendication 16] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit couvercle (4) comprend une superposition de couches avec de l’extérieur vers l’intérieur dudit réservoir, une juxtaposition d’une couche d’étanchéité (24) et d’une couche d’isolation thermique (23) interne. [Revendication 17] Réservoir selon la revendication 16, dans lequel ledit couvercle comprend en outre une couche externe de résistance mécanique (25). [Revendication 18] Réservoir selon l’une des revendications 16 ou 17, dans lequel ladite couche d’étanchéité (24) et/ou ladite couche d’isolation thermique (23) interne et/ou ladite couche de résistance mécanique (25) dudit couvercle (25) sont formées de manière similaire respectivement à ladite couche d’étanchéité (7) et/ou à ladite couche d’isolation thermique interne (6) et/ou à ladite couche de résistance mécanique (8) de ladite section
    courante (2). [Revendication 19] Réservoir selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit réservoir (1) comporte des particules de stockage de la chaleur. [Revendication 20] Système de stockage et de restitution d’énergie par gaz comprimé comportant au moins un moyen de compression de gaz, au moins un réservoir (1) pour le stockage de stockage de la chaleur selon l’une des revendications précédentes, au moins un moyen de détente dudit gaz comprimé pour générer une énergie.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1028916B1 (nl) * 2020-12-18 2022-07-19 Bio Dynamics Nv Geïsoleerde betonnen tank en werkwijze voor het isoleren van een betonnen tank

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3488972A (en) * 1967-09-06 1970-01-13 Preload Co Inc Cryogenic storage structure
GB1558570A (en) * 1976-11-10 1980-01-03 Stanford A E Vessel for low temperature products
DE102006022783A1 (de) * 2006-05-16 2007-05-03 Ed. Züblin Ag Wärmespeicher für adiabatische Druckluftspeicherung zum Zwecke der Energiespeicherung
EP2447501A2 (fr) 2010-10-29 2012-05-02 Nuovo Pignone S.p.A. Systèmes et procédés de pré-chauffage d'air comprimé dans des systèmes avancés de stockage d'énergie à air comprimé adiabatique
EP2578981A1 (fr) 2011-10-07 2013-04-10 Ed. Züblin AG Accumulateur thermique
FR2998556A1 (fr) 2012-11-28 2014-05-30 Electricite De France Conteneur de materiau de stockage thermique, a structure renforcee.
US20180016984A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 IFP Energies Nouvelles Container for a system for storing and restoring heat, comprising a double wall formed from concrete
FR3054027A1 (fr) * 2016-07-15 2018-01-19 Ifp Energies Now Conteneur d'un systeme de stockage et de restitution de la chaleur comportant au moins deux modules en beton
FR3055942A1 (fr) 2016-09-13 2018-03-16 Ifp Energies Now Systeme et procede de stockage et de restitution d'energie par gaz comprime, comportant une couche mixte de beton precontraint

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3488972A (en) * 1967-09-06 1970-01-13 Preload Co Inc Cryogenic storage structure
GB1558570A (en) * 1976-11-10 1980-01-03 Stanford A E Vessel for low temperature products
DE102006022783A1 (de) * 2006-05-16 2007-05-03 Ed. Züblin Ag Wärmespeicher für adiabatische Druckluftspeicherung zum Zwecke der Energiespeicherung
EP1857614A2 (fr) 2006-05-16 2007-11-21 Ed. Züblin Aktiengesellschaft Accumulateur thermique pour le stockage d'air comprimé adiabatique à des fins d'économies d'énergie
EP2447501A2 (fr) 2010-10-29 2012-05-02 Nuovo Pignone S.p.A. Systèmes et procédés de pré-chauffage d'air comprimé dans des systèmes avancés de stockage d'énergie à air comprimé adiabatique
EP2578981A1 (fr) 2011-10-07 2013-04-10 Ed. Züblin AG Accumulateur thermique
FR2998556A1 (fr) 2012-11-28 2014-05-30 Electricite De France Conteneur de materiau de stockage thermique, a structure renforcee.
US20180016984A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 IFP Energies Nouvelles Container for a system for storing and restoring heat, comprising a double wall formed from concrete
FR3054027A1 (fr) * 2016-07-15 2018-01-19 Ifp Energies Now Conteneur d'un systeme de stockage et de restitution de la chaleur comportant au moins deux modules en beton
FR3054028A1 (fr) 2016-07-15 2018-01-19 Ifp Energies Now Conteneur d'un systeme de stockage et de restitution de la chaleur comportant une double paroi en beton
FR3055942A1 (fr) 2016-09-13 2018-03-16 Ifp Energies Now Systeme et procede de stockage et de restitution d'energie par gaz comprime, comportant une couche mixte de beton precontraint
WO2018050455A1 (fr) 2016-09-13 2018-03-22 IFP Energies Nouvelles Systeme et procede de stockage et de restitution d'energie par gaz comprime, comportant une couche mixte de beton precontraint

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