FR3106193A1 - Installation de stockage pour gaz liquéfié - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne une installation de stockage (1) d’un gaz liquéfié comprenant une structure porteuse (2, 3) et une cuve (71) agencée dans la structure porteuse, la cuve (71) comportant une structure principale (6), la structure principale (6) comprenant au moins une membrane d’étanchéité (17, 19) et au moins une barrière thermiquement isolante (16, 18), la structure porteuse (2, 3) comportant une paroi porteuse supérieure (4, 5) sensiblement plane,la membrane d’étanchéité, la barrière thermiquement isolante de la structure principale (6) et la paroi porteuse supérieure étant interrompues localement de manière à délimiter une ouverture de chargement/déchargement (10), dans laquelle la cuve comporte un couvercle (12) disposé dans l’ouverture de chargement/déchargement (10), et dans laquelle le couvercle (12) comprend une paroi supérieure de couvercle (22), une paroi inférieure de couvercle (23) et une structure d’isolation thermique (24), la paroi supérieure de couvercle (22) étant placée dans le plan de la paroi porteuse supérieure et fixée à la paroi supérieure porteuse, et la paroi inférieure de couvercle (23) étant raccordée de manière étanche à la membrane d’étanchéité de la structure principale (6) à l’aide d’une pièce de liaison (26). Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Installation de stockage pour gaz liquéfié
L’invention se rapporte au domaine des installations de stockage pour gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante, à membranes. En particulier, l’invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport de gaz liquéfié à basse température, telles que des cuves pour le transport de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant par exemple une température comprise entre -50°C et 0°C, ou pour le transport de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à environ -162°C à pression atmosphérique. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
Arrière-plan technologique
Le document FR2991430 décrit une installation de stockage pour gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante intégrée à une structure porteuse constituée par la double coque d’un navire. Chaque paroi de la cuve comprend une barrière thermiquement isolante secondaire, une membrane d’étanchéité secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire et une membrane d’étanchéité primaire.
Dans une zone située au sommet de la cuve, la cuve comporte une portion saillante en forme de cheminée appelée dôme liquide. Dans cette zone, la structure porteuse est interrompue localement de manière à délimiter une ouverture de chargement/déchargement destinée à être traversée par des conduites de chargement/déchargement en fluide. De plus, toujours dans cette zone, la structure porteuse comporte une paroi porteuse verticale appelée surbau qui s’élève au-dessus du pont du navire et une paroi horizontale au sommet de la paroi porteuse verticale, ce qui forme une superstructure sur le pont du navire appelée siège de dôme. La paroi horizontale du siège de dôme s’étend tout autour de l’ouverture et supporte un couvercle.
Toutefois, une telle installation avec un siège de dôme implique que les conduites de chargement/déchargement, destinées à l’entrée/sortie du gaz liquéfié contenu dans la cuve, doivent ainsi s’étendre en hauteur au-dessus du pont sur le siège de dôme, ce qui a pour conséquence une installation encombrante et difficile d’accès pour la maintenance/gestion de ces conduites, ainsi qu’une structure couteuse et encombrante sur le pont du navire.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de simplifier la structure porteuse de l’installation de stockage pour diminuer les coût et l’encombrement de l’installation.
Une autre idée à la base de l’invention est d’adapter le couvercle à une telle simplification de l’installation de stockage.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une installation de stockage pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse,
la cuve étanche et thermiquement isolante comportant une structure principale formée par une pluralité de parois de cuve reliées les unes aux autres et fixées à la structure porteuse, la structure principale définissant un espace interne de stockage, la structure principale comprenant au moins une membrane d’étanchéité et au moins une barrière thermiquement isolante, la barrière thermiquement isolante étant placée entre la membrane d’étanchéité et la structure porteuse,
la structure porteuse comportant une paroi porteuse supérieure sensiblement plane,
la membrane d’étanchéité, la barrière thermiquement isolante de la structure principale et la paroi porteuse supérieure étant interrompues localement de manière à délimiter une ouverture de chargement/déchargement destinée à être traversée par des conduites de chargement/déchargement en fluide
dans laquelle la cuve comporte un couvercle disposé dans l’ouverture de chargement/déchargement,
et dans laquelle le couvercle comprend une paroi supérieure de couvercle, une paroi inférieure de couvercle et une structure d’isolation thermique située entre la paroi inférieure de couvercle et la paroi supérieure de couvercle, la paroi supérieure de couvercle étant placée dans le plan de la paroi porteuse supérieure et fixée à la paroi porteuse supérieure, et la paroi inférieure de couvercle étant raccordée de manière étanche à la membrane d’étanchéité de la structure principale à l’aide d’une pièce de liaison.
Grâce à ces caractéristiques, l’installation de stockage ne comprend pas de siège de dôme et donc de superstructure dépassant de la paroi porteuse supérieure, permettant ainsi de simplifier l’installation de stockage et diminuer l’encombrement sur la paroi porteuse supérieure. En effet, ici, la paroi supérieure de couvercle est placée dans le plan de la paroi porteuse supérieure et non au-dessus de celui-ci de sorte à ne pas faire saillie au-dessus de la paroi porteuse supérieure.
On entend par fixer, raccorder, souder «de manière étanche» une liaison entre les deux éléments fixés ensemble qui soit étanche aux liquides et au gaz, par exemple dans le cas d’une soudure à l’aide d’un cordon de soudure continu.
Selon des modes de réalisation, une telle installation de stockage peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, le couvercle comporte des raidisseurs disposés sur la paroi supérieure de couvercle afin d’augmenter la rigidité et la résistance du couvercle par exemple lors de la déformation de la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la paroi porteuse supérieure est une paroi porteuse supérieure interne, la structure porteuse comportant une structure porteuse interne comprenant la paroi porteuse supérieure interne sensiblement plane et une structure porteuse externe comprenant une paroi porteuse supérieure externe sensiblement plane disposée au-dessus de la paroi porteuse supérieure interne, la structure principale de la cuve étant agencée dans la structure porteuse interne.
Selon un mode de réalisation, la paroi porteuse supérieure est une paroi porteuse supérieure externe, la structure porteuse comportant une structure porteuse interne comprenant une paroi porteuse supérieure interne sensiblement plane et une structure porteuse externe comprenant la paroi porteuse supérieure externe sensiblement plane disposée au-dessus de la paroi porteuse supérieure interne, la structure principale de la cuve étant agencée dans la structure porteuse interne.
Selon un mode de réalisation, l’ouverture présente un contour rectangulaire
Selon un mode de réalisation, la paroi supérieure de couvercle possède des dimensions dans le plan de la paroi porteuse supérieure supérieures à celles de l’ouverture de sorte à venir en chevauchement tout autour de l’ouverture sur la paroi porteuse supérieure.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité de la structure principale et la paroi inférieure de couvercle sont réalisées dans un matériau métallique, la pièce de liaison étant soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité de la structure principale et à la paroi inférieure de couvercle.
Selon un mode de réalisation, la paroi inférieure de couvercle est réalisée dans un matériau imperméable aux gaz et aux liquides de sorte que l’ensemble constitué par la membrane d’étanchéité de la structure principale, la pièce de liaison et la paroi inférieure de couvercle forme la membrane d’étanchéité de la cuve.
Selon un mode de réalisation, le coefficient de dilatation thermique du matériau de la pièce de liaison est égal au coefficient de dilatation thermique du matériau de la paroi inférieure de couvercle.
Selon un mode de réalisation, l’installation de stockage comprend une tour de chargement/déchargement comportant une pluralité de conduites de chargement/déchargement, les conduites de chargement/déchargement traversant de manière étanche le couvercle par des orifices ménagés dans le couvercle.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées, les tôles métalliques ondulées étant juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche.
Selon un mode de réalisation, les tôles métalliques sont réalisées en acier inoxydable.
Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison comprend une première aile fixée à la membrane d’étanchéité de la structure principale et une deuxième aile reliée à la première aile et fixée à la paroi inférieure de couvercle.
Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison comporte une pluralité d’éléments de liaison soudés les uns aux autres de sorte à former une pièce continue tout autour de la paroi inférieure de couvercle.
Selon un mode de réalisation, les éléments de liaison comprennent des premiers éléments de liaison et des deuxièmes éléments de liaison, les premiers éléments de liaison étant formés par une première plaque plane formant une portion de la première aile et une deuxième plaque plane formant une portion de la deuxième aile de sorte à former un élément à section en L, les deuxièmes éléments de liaison étant formés par une première plaque ondulée comprenant une ondulation et formant une portion de la première aile et par une deuxième plaque ondulée comprenant une ondulation et formant une portion de la deuxième aile.
Selon un mode de réalisation, l’ondulation des deuxièmes éléments de liaison est alignée avec l’une des ondulations de la membrane d’étanchéité de la structure principale de sorte à venir prolonger celle-ci.
Selon un mode de réalisation, les premiers éléments de liaison et les deuxièmes éléments de liaison sont disposés tout autour de la paroi inférieure de couvercle de manière alternée.
Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison comprend une troisième aile reliée à la première aile et/ou la deuxième aile, la troisième aile étant fixée à la structure porteuse.
Selon un mode de réalisation, la paroi inférieure de couvercle comporte une pluralité de plaques métalliques planes, les plaques métalliques planes étant assemblées les unes aux autres.
Selon un mode de réalisation, la paroi inférieure de couvercle est réalisée dans un alliage de fer et de nickel présentant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1.
Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison est réalisée dans un alliage de fer et de nickel présentant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1.
Selon un mode de réalisation, la paroi inférieure de couvercle comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées, les tôles métalliques ondulées étant juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche.
Selon un mode de réalisation, les tôles métalliques de la paroi inférieure de couvercle sont réalisées en acier inoxydable.
Selon un mode de réalisation, la pièce de liaison est réalisée en acier inoxydable.
Selon un mode de réalisation, la structure d’isolation thermique du couvercle comprend au moins un bloc de mousse polymère.
Selon un mode de réalisation, la structure d’isolation thermique du couvercle comprend au moins un bloc de mousse polyuréthane, de préférence renforcée de fibres, par exemple de fibres de verre.
Selon un mode de réalisation, la structure d’isolation thermique du couvercle comprend une pluralité de boîtes juxtaposées les unes aux autres et remplies d’une garniture isolante.
Selon un mode de réalisation, la garniture isolante est réalisée en laine de verre, en perlite, en aérogel, en mousse polymère ou en la combinaison de deux ou plus de ces matériaux.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité primaire, la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire et dans laquelle la structure principale de la cuve comprend, dans une direction d’épaisseur de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire fixée à la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire portée par la barrière thermiquement isolante secondaire, la barrière thermiquement isolante primaire portée par la membrane d’étanchéité secondaire, et la membrane d’étanchéité primaire portée par la barrière thermiquement isolante primaire étant destinée à être en contact avec le gaz liquéfié.
Une telle installation de stockage peut être une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle installation de stockage peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un produit liquide froid comporte une double coque et une installation de stockage précitée disposée dans la double coque.
Selon un mode de réalisation, le navire comporte une installation de stockage précitée et un pont, la paroi porteuse supérieure de la structure porteuse étant formée par le pont.
Selon un mode de réalisation, le navire comporte une installation de stockage précitée, un pont interne et un pont externe, la paroi porteuse supérieure interne de la structure porteuse étant formée par le pont interne et la paroi porteuse supérieure externe étant formée par le pont externe.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation externe de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation externe de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation externe de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue schématique en coupe d’une installation de stockage selon un premier mode de réalisation.
La figure 2 est une vue schématique du détail II de la figure 1 représentant plus particulièrement la cuve au niveau de l’ouverture.
La figure 3 est une vue en perspective partielle de l’intérieur de la cuve à la jonction entre la structure principale et le couvercle.
La figure 4 est une vue en perspective partielle de la jonction entre la paroi inférieure de couvercle et la membrane d’étanchéité primaire de la structure principale.
La figure 5 est une vue schématique en coupe d’une installation de stockage selon un deuxième mode de réalisation.
La figure 6 est une vue schématique du détail VI de la figure 5 représentant plus particulièrement la cuve au niveau de l’ouverture.
La figure 7 est une représentation schématique écorchée d’une installation de stockage de navire méthanier et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique une installation de stockage 1 comprenant une structure porteuse double composée d’une structure porteuse interne 2 et d’une structure porteuse externe 3 encadrant la structure porteuse interne 2. A l’intérieur de la structure porteuse interne 2, l’installation de stockage 1 comprend une cuve 71 étanche et thermiquement isolante qui sera décrite par la suite.
La structure porteuse interne 2 et la structure porteuse externe 3 comporte une pluralité de parois reliées les unes aux autres et notamment une paroi porteuse supérieure interne 4 et une paroi porteuse supérieure externe 5 respectivement, qui sont situées, comme on peut le voir sur la figure 1, en haut de l’installation de stockage 1.
Lorsque l’installation de stockage 1 est positionnée sur un navire tel qu’un méthanier, la structure porteuse 2, 3 est formée par la double coque du navire. La paroi porteuse supérieure interne 4 est ainsi appelée le pont interne 4 du navire tandis que la paroi porteuse supérieure externe 5 est appelée le pont externe 5 du navire.
La cuve 71 comporte une structure principale 6 formée d’une paroi de fond (non représentée), une paroi de plafond 7, deux parois de cofferdam 8 reliant la paroi de fond à la paroi de plafond 7 et situées à l’avant et à l’arrière lorsque l’installation de stockage 1 est située sur un navire, deux parois latérales (non représentées) et optionnellement deux à quatre parois de chanfrein (non représentées) reliant les parois latérales à la paroi de fond ou à la paroi de plafond 7. Les parois de la cuve 71 sont ainsi reliées les unes aux autres de façon à former une structure polyédrique et à délimiter un espace interne de stockage 9.
Afin de charger et décharger la cuve 71 en gaz liquéfié, l’installation de stockage 1 comporte une ouverture de chargement/déchargement 10 interrompant localement la paroi porteuse supérieure externe 5, la paroi porteuse supérieure interne 4 et la paroi de plafond 7 de la cuve 71 de sorte à permettre à des conduites de chargement/déchargement 11 d’atteindre le fond de la cuve 71 en traversant cette ouverture 10.
L’installation de stockage 1 comprend également une tour de chargement/déchargement 13 situé au droit de l’ouverture 10 et à l’intérieur de la cuve 71 formant une structure de support pour les conduites de chargement/déchargement 11 sur toute la hauteur de la cuve 71 ainsi que pour les pompes (non représentées).
De plus, l’installation de stockage 1 comporte un couvercle 12 disposé dans l’ouverture de chargement/déchargement 10 afin de clôturer l’espace interne de stockage 9 au niveau de ladite ouverture 10. Le couvercle 12 comprend des orifices 14 permettant aux conduites de chargement/déchargement 11 de traverser le couvercle 12.
Dans le premier mode de réalisation représenté en figures 1 et 2, la cuve 71 comporte également une cheminée 15 située sur la structure principale 6 au niveau de l’ouverture et permettant aux parois de cuve de s’étendre continument du pont interne 4 vers le pont externe 5 au niveau où ceux-ci sont interrompus par l’ouverture de chargement/déchargement 10. On appelle pour des cuves de stockage de gaz liquéfié une telle cheminée 15 munie dudit couvercle 12: le dôme liquide.
La présente invention est illustrée ici en référence à la zone du dôme liquide mais on pourrait également envisager l’application de cette invention à une autre cheminée d’une cuve 71, telle que classiquement le dôme gaz.
L’ouverture de chargement/déchargement 10 ainsi que la cheminée 15 possède un contour rectangulaire. La cheminée 15 comprend ainsi quatre parois, l’une étant le prolongement de la paroi de cofferdam arrière 8, comme visible sur la figure 1, tandis que les trois autres sont reliées à la paroi de plafond 7 et forment un angle de 90° avec celle-ci.
Une autre particularité de ce premier mode de réalisation illustré en figures 1 et 2 est que le couvercle 12 est situé au niveau du pont externe 5, c’est-à-dire pour clôturer la cheminée 15.
La figure 2 représente de manière plus détaillée et de façon schématique la zone de l’ouverture de l’installation de stockage 1 dans le premier mode de réalisation.
La cuve 71 est une cuve 71 à membranes permettant de stocker du gaz liquéfié. La structure principale 6 de la cuve 71 comprend une structure multicouche comportant, depuis l’extérieur vers l’intérieur, une barrière thermiquement isolante secondaire 16 comportant des éléments isolants, reposant contre la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire 17 reposant contre la barrière thermiquement isolante secondaire 16, une barrière thermiquement isolante primaire 18 comportant des éléments isolants, reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire 17 et une membrane d’étanchéité primaire 19 destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve 71.
Selon un mode de réalisation, la structure principale 6 de la cuve 71 est réalisée selon la technologie Mark III ® qui est notamment décrite dans le document FR-A-2691520.
Dans une telle structure principale 6, la barrière thermiquement isolante secondaire 16, la barrière thermiquement isolante primaire et la membrane d’étanchéité secondaire 17 sont essentiellement constituées de panneaux juxtaposés sur la structure porteuse, qui peut être la structure porteuse interne 2 ou la structure reliant la paroi porteuse supérieure interne 4 à la paroi porteuse supérieure externe 5 au niveau de l’ouverture 10. La membrane d’étanchéité secondaire 17 est formée d’un matériau composite comportant une feuille d’aluminium prise en sandwich entre deux feuilles de tissu en fibres de verre. La membrane d’étanchéité primaire 19 est quant à elle obtenue par assemblage d’une pluralité de plaques métalliques, soudées les unes aux autres le long de leurs bords, et comportant des ondulations 20 s’étendant selon deux directions perpendiculaires. Les plaques métalliques sont, par exemple, réalisées de tôles d'acier inoxydable ou d'aluminium, mises en forme par pliage ou par emboutissage. La membrane d’étanchéité primaire 19 est notamment illustrée en figure 3.
D’autres détails d’une telle membrane métallique ondulée sont notamment décrits dans FR-A-2861060.
Dans la cheminée 15, comme visible en figure 2, la membrane d’étanchéité secondaire 17 est fixée à son extrémité à la structure porteuse à l’aide d’un anneau de raccordement 21 faisant saillie de la surface interne de la paroi porteuse de cheminée étant dans cette zone une paroi reliant le pont interne 4 au pont externe 5.
Le couvercle 12 comprend également une structure multicouche comportant, depuis l’extérieur vers l’intérieur, une paroi supérieure de couvercle 22, une paroi inférieure de couvercle 23 et une structure d’isolation thermique 24 située entre la paroi inférieure de couvercle 23 et la paroi supérieure de couvercle 22. Le couvercle 12 comporte aussi des raidisseurs 25 situés sur la paroi supérieure de couvercle 22.
Comme visible sur la figure 2, Le couvercle 12 est disposé dans l’ouverture de chargement/déchargement 10 de sorte que la paroi supérieure de couvercle 22 soit placée dans le plan de la paroi porteuse supérieure externe 5 ou pont externe 5. Ainsi, l’installation de stockage 1 ne possède pas de siège de dôme et le couvercle 12 ne fait pas saillie au-dessus du pont externe 5.
La paroi supérieure de couvercle 22 est fixée de manière étanche au pont externe 5 tout autour de l’ouverture 10 de sorte qu’au niveau du couvercle 12, c’est la paroi supérieure de couvercle 22 qui joue le rôle de membrane d’étanchéité secondaire 17. La paroi supérieure de couvercle 22 est réalisée à l’aide d’un matériau métallique, par exemple de l’acier inoxydable.
La paroi inférieure de couvercle 23 est soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité primaire 19 de la structure principale 6, ici la cheminée 15, à l’aide d’une pièce de liaison 26. La pièce de liaison 26 est décrite de manière plus détaillée avec les figures 3 et 4. La paroi inférieure de couvercle 23 est également soudée de manière étanche aux conduites de chargement/déchargement 11.
La structure d’isolation thermique 24 du couvercle 12 comprend une pluralité d’éléments isolants juxtaposés les uns aux autres pouvant être de constitution similaire ou différente. Dans un mode préféré, les éléments isolants situés au droit de la paroi inférieure de couvercle 23 et de la pièce de liaison 26 sont des éléments isolants structurels tandis que les éléments isolants situés sur la périphérie du la structure d’isolation thermique 24 sont des éléments isolants non structurels; les éléments isolants dits «structurels» présentant essentiellement des propriétés ou caractéristiques de tenue mécanique supérieures, voire bien supérieures, aux éléments isolants dits «non structurels». Les éléments isolants structurels peuvent être des blocs de mousse polymère à haute densité optionnellement renforcés de fibres ou des boites en contreplaqué ou composite remplies de garniture isolante tel que de la laine de verre, de la mousse polymère ou de la perlite. Les éléments isolants non structurels peuvent être des blocs de mousse polymère à faible densité ou encore de la laine de verre.
La pièce de liaison 26 comprend une première aile 27 soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité de la structure principale 6 et une deuxième aile 28 reliée à la première aile 27 et soudée de manière étanche à la paroi inférieure de couvercle 23, tout autour de la paroi inférieure de couvercle 23. Cette pièce de liaison 26 est conçue de manière différente selon la conception de la paroi inférieure de couvercle 23, par exemple selon une première variante illustrée en figure 3 et selon une deuxième variante illustrée en figure 4.
La figure 3 illustre l’intérieur de la cuve 71 à la jonction entre la structure principale 6 et le couvercle 12 permettant d’illustrer la première variante de la pièce de liaison 26.
Sur cette figure 3, la paroi inférieure de couvercle 23 est formée d’un assemblage de plaques métalliques planes 29 soudées les unes autres par chevauchement. Ces plaques métalliques planes 29 sont ici des plaques métalliques planes 29 à faible coefficient de dilatation thermique, dans le cas présent compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1, de sorte à très peu se contracter lors du passage du gaz liquéfié dans les conduites de chargement/déchargement 11. Les plaques métalliques planes 29 sont réalisées par exemple dans un alliage de fer et de nickel appelé Invar.
Dans chacune des variantes, la pièce de liaison 26 est réalisée dans un matériau ayant le même coefficient de dilatation thermique que le matériau de la paroi inférieure de couvercle 23 de sorte à se contracter et se dilater de manière homogène avec la paroi inférieure de couvercle 23.
Ainsi, dans cette première variante, la pièce de liaison 26 est également réalisée dans un alliage de fer et de nickel ayant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1. La pièce de liaison 26 est ainsi formée d’un bandeau continu formée tout autour de la paroi inférieure de couvercle 23. Ce bandeau est réalisé à l’aide d’un ou plusieurs éléments de liaison formant la première aile 27 et la deuxième aile 28.
Dans un mode de réalisation non représenté, la pièce de liaison 26 comprend une troisième aile située dans le même plan que la première aile 27 et reliée à la première aile 27 et à la deuxième aile 28 de sorte à former une pièce de liaison 26 à section en T. La troisième aile est fixée à la structure porteuse de sorte à former un ancrage de la membrane d’étanchéité primaire 19 et de la paroi inférieure de couvercle 23 au niveau de la pièce de liaison 26. La première aile 27 et la troisième aile peuvent être formées d’un seul tenant. D’une autre façon, la première aile 27 et la deuxième aile 28 peuvent être formées à partir d’une même plaque qui a été courbée.
L’une des conduites de chargement/déchargement 11 est représentée sur la figure 3 traversant le couvercle 12 et notamment la paroi inférieure de couvercle 23 par l’un des orifices 14 réalisé sur le couvercle 12. Afin de raccorder de manière étanche la conduite de chargement/déchargement 11 et la paroi inférieure de couvercle 23, la conduite 11 est munie d’une collerette 30 soudée de manière étanche tout autour de celle-ci, cette collerette 30 étant également soudée de manière étanche à la paroi inférieure de couvercle 23.
La figure 4 illustre la deuxième variante de la pièce de liaison 26. En effet, dans le cas où la paroi inférieure de couvercle 23 est réalisée, ou constituée, de la même manière que la membrane d’étanchéité primaire 19 de la structure principale 6, il est avantageux d’adapter la pièce de liaison 26.
Comme on peut le voir sur la figure 4, la paroi inférieure de couvercle 23 comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées 31 qui sont juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche. Les ondulations 20 de la paroi inférieure de couvercle 23 sont alignées avec les ondulations 20 de la membrane d’étanchéité primaire 19 de la structure principale 6. De manière à réaliser cette continuité au niveau de la pièce de liaison 26 et également pour assurer l’étanchéité de cette liaison, la pièce de liaison 26 est formée d’une pluralité de premiers éléments de liaison 32 et une pluralité de deuxièmes éléments de liaison 33. Les premiers éléments de liaison 32 sont formés par une première plaque plane 34 formant une portion de la première aile 27 et une deuxième plaque plane 35 formant une portion de la deuxième aile 28 de sorte à former un élément à section en L. Les deuxièmes éléments de liaison 33 sont formés par une première plaque ondulée 36 comprenant une ondulation 38 et formant une portion de la première aile 27 et par une deuxième plaque ondulée 37 comprenant une ondulation 38 et formant une portion de la deuxième aile 28. Les premiers éléments de liaison 32 et les deuxièmes éléments de liaison 33 sont disposés tout autour de la paroi inférieure de couvercle 23 de manière alternée.
Ainsi, l’ondulation 37 des deuxièmes éléments de liaison 33 est alignée avec l’une des ondulations 20 de la membrane d’étanchéité de la structure principale 6 et également alignée avec l’une des ondulations 20 de la paroi inférieure de couvercle 23, comme visible sur la figure 4. Les deuxièmes éléments de liaison 33 permettent ainsi d’assurer la continuité des ondulations au niveau de la pièce de liaison 26 tout en assurant l’étanchéité en venant épouser les bords de la membrane d’étanchéité primaire 19 et de la paroi inférieure de couvercle 23.
Les figures 5 et 6 représentent un deuxième mode de réalisation de l’installation de stockage 1. Contrairement au premier mode de réalisation, la paroi supérieure de couvercle 22 est ici placée dans le plan de paroi porteuse supérieure interne 4 ou pont interne 4. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la structure principale 6 de la cuve 71 ne comporte pas de cheminée 15 et s’arrête dans sa portion supérieure à la paroi de plafond 7. Le couvercle 12 est donc le prolongement de la paroi de plafond 7 permettant le passage des conduites de chargement/déchargement 11 et de la tour de chargement/déchargement 13 sans faire saillie du pont interne 4 et a fortiori du pont externe 5, comme visible sur la figure 5. Le couvercle 12 permet de relier la paroi de plafond 7 à la paroi de cofferdam arrière 8 au droit de l’ouverture. Le pont externe 5 peut être muni d’un élément de fermeture venant se positionner au droit de l’ouverture afin de clôturer le pont externe 5 après insertion des conduites de chargement/déchargement 11 et du couvercle 12.
La figure 6 illustre de manière plus détaillée et de façon schématique la zone de l’ouverture de l’installation de stockage 1 dans le deuxième mode de réalisation. La conception du couvercle 12 dans ce mode de réalisation est très similaire au premier mode de réalisation. Toutefois, la paroi inférieure de couvercle 23 est ici dans le même plan que la membrane d’étanchéité primaire 19 de la paroi de plafond 7 et est raccordée de manière étanche à celle-ci sur trois des bords de la paroi inférieure de couvercle 23, le quatrième bord étant raccordé comme dans le premier mode de réalisation à la membrane d’étanchéité primaire 19 de la paroi de cofferdam arrière 8 à l’aide d’éléments de la pièce de liaison 26 à section en L ou en T. La pièce de liaison 26 comporte donc au niveau des trois bords raccordés à la membrane d’étanchéité primaire 19 de plafond des éléments de liaison pour lesquels la première aile 27 et la deuxième aile 28 sont formées dans un même plan.
Le gaz liquéfié destiné à être stocké dans la cuve 71 peut notamment être un gaz naturel liquéfié (GNL), c’est-à-dire un mélange gazeux comportant majoritairement du méthane ainsi qu’un ou plusieurs autres hydrocarbures. Le gaz liquéfié peut également être de l’éthane ou un gaz de pétrole liquéfié (GPL), c’est-à-dire un mélange d’hydrocarbures issu du raffinage du pétrole comportant essentiellement du propane et du butane.
En référence à la figure 7, une vue écorchée d’un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 7 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (22)

  1. Installation de stockage (1) pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse (2, 3) et une cuve (71) étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse (2, 3),
    la cuve (71) étanche et thermiquement isolante comportant une structure principale (6) formée par une pluralité de parois de cuve reliées les unes aux autres et fixées à la structure porteuse (2, 3), la structure principale (6) définissant un espace interne de stockage, la structure principale (6) comprenant au moins une membrane d’étanchéité (17, 19) et au moins une barrière thermiquement isolante (16, 18), la barrière thermiquement isolante (16, 18) étant placée entre la membrane d’étanchéité (17, 19) et la structure porteuse (2, 3),
    la structure porteuse (2, 3) comportant une paroi porteuse supérieure (4, 5) sensiblement plane,
    la membrane d’étanchéité (17, 19), la barrière thermiquement isolante (16, 18) de la structure principale (6) et la paroi porteuse supérieure (4, 5) étant interrompues localement de manière à délimiter une ouverture de chargement/déchargement (10) destinée à être traversée par des conduites de chargement/déchargement (11) en fluide,
    dans laquelle la cuve (71) comporte un couvercle (12) disposé dans l’ouverture de chargement/déchargement (10),
    et dans laquelle le couvercle (12) comprend une paroi supérieure de couvercle (22), une paroi inférieure de couvercle (23) et une structure d’isolation thermique (24) située entre la paroi inférieure de couvercle (23) et la paroi supérieure de couvercle (22), la paroi supérieure de couvercle (22) étant placée dans le plan de la paroi porteuse supérieure (4, 5) et fixée à la paroi porteuse supérieure (4, 5), et la paroi inférieure de couvercle (23) étant raccordée de manière étanche à la membrane d’étanchéité (17, 19) de la structure principale (6) à l’aide d’une pièce de liaison (26).
  2. Installation de stockage (1) selon la revendication 1, dans laquelle la paroi porteuse supérieure est une paroi porteuse supérieure interne (4), la structure porteuse comportant une structure porteuse interne (2) comprenant la paroi porteuse supérieure interne (4) sensiblement plane et une structure porteuse externe (3) comprenant une paroi porteuse supérieure externe (5) sensiblement plane disposée au-dessus de la paroi porteuse supérieure interne (4), la structure principale (6) de la cuve (71) étant agencée dans la structure porteuse interne (2).
  3. Installation de stockage (1) selon la revendication 1, dans laquelle la paroi porteuse supérieure est une paroi porteuse supérieure externe (5), la structure porteuse comportant une structure porteuse interne (2) comprenant une paroi porteuse supérieure interne (4) sensiblement plane et une structure porteuse externe (3) comprenant la paroi porteuse supérieure externe (5) sensiblement plane disposée au-dessus de la paroi porteuse supérieure interne (4), la structure principale (6) de la cuve (71) étant agencée dans la structure porteuse interne (2).
  4. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans laquelle l’ouverture de chargement/déchargement (10) présente un contour rectangulaire.
  5. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle la membrane d’étanchéité (17, 19) de la structure principale (6) et la paroi inférieure de couvercle (23) sont réalisées dans un matériau métallique, la pièce de liaison (26) étant soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité (17, 19) de la structure principale (6) et à la paroi inférieure de couvercle (23).
  6. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle la paroi inférieure de couvercle (23) est réalisée dans un matériau imperméable aux gaz et aux liquides de sorte que l’ensemble constitué par la membrane d’étanchéité (17, 19) de la structure principale (6), la pièce de liaison (26) et la paroi inférieure de couvercle (23) forme la membrane d’étanchéité de la cuve (71).
  7. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle le coefficient de dilatation thermique du matériau de la pièce de liaison (26) est égal au coefficient de dilatation thermique du matériau de la paroi inférieure de couvercle (23).
  8. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle l’installation de stockage (1) comprend une tour de chargement/déchargement (13) comportant une pluralité de conduites de chargement/déchargement (11), les conduites de chargement/déchargement (11) traversant de manière étanche le couvercle par des orifices (14) ménagés dans le couvercle (12).
  9. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle la membrane d’étanchéité comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées (31), les tôles métalliques ondulées (31) étant juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche, les tôles métalliques étant réalisées en acier inoxydable.
  10. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle la pièce de liaison (26) comprend une première aile (27) fixée à la membrane d’étanchéité (17, 19) de la structure principale (6) et une deuxième aile (28) reliée à la première aile (27) et fixée à la paroi inférieure de couvercle (23).
  11. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle la pièce de liaison (26) comprend une troisième aile reliée à la première aile (27) et/ou la deuxième aile (28), la troisième aile étant fixée à la structure porteuse.
  12. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle la paroi inférieure de couvercle (23) comporte une pluralité de plaques métalliques planes (29), les plaques métalliques planes (29) étant assemblées les unes aux autres, la paroi inférieure de couvercle (23) étant réalisée dans un alliage de fer et de nickel présentant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1.
  13. Installation de stockage (1) selon la revendication 12, dans laquelle la pièce de liaison (26) est réalisée dans un alliage de fer et de nickel présentant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1.
  14. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle la paroi inférieure de couvercle (23) comporte une pluralité de tôles métalliques ondulées (31), les tôles métalliques ondulées (31) étant juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche, les tôles métalliques étant réalisées en acier inoxydable.
  15. Installation de stockage (1) selon la revendication 14, dans laquelle la pièce de liaison (26) est réalisée en acier inoxydable.
  16. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 15, dans laquelle la structure d’isolation thermique (24) du couvercle (12) comprend au moins un bloc de mousse polymère.
  17. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 16, dans laquelle la structure d’isolation thermique (24) du couvercle (12) comprend une pluralité de boîtes juxtaposées les unes aux autres et remplies d’une garniture isolante.
  18. Installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 17, dans laquelle la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité primaire (19), la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire (18) et dans laquelle la structure principale (6) de la cuve (71) comprend, dans une direction d’épaisseur de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve (71), une barrière thermiquement isolante secondaire (16) fixée à la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire (17) portée par la barrière thermiquement isolante secondaire (16), la barrière thermiquement isolante primaire (18) portée par la membrane d’étanchéité secondaire (17), et la membrane d’étanchéité primaire (19) portée par la barrière thermiquement isolante primaire (18) étant destinée à être en contact avec le gaz liquéfié.
  19. Navire (70) pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une installation de stockage (1) selon l’une des revendications 1 à 18 disposée dans la double coque.
  20. Navire (70) selon la revendication 19, dans lequel le navire (70) comporte une installation de stockage (1) selon la revendication 2 ou la revendication 3, un pont interne (4) et un pont externe (5), la paroi porteuse supérieure interne (4) de la structure porteuse étant formée par le pont interne (4) et la paroi porteuse supérieure externe (5) étant formée par le pont externe (5).
  21. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 19 ou la revendication 20, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation externe de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation externe de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  22. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 19 ou la revendication 20, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation externe de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
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