FR3110667A1 - Dôme liquide d’une cuve de stockage pour gaz liquéfié - Google Patents

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Abstract

Dôme liquide d’une cuve de stockage pour gaz liquéfié. L’invention concerne une installation de stockage (1) pour gaz liquéfié et une cuve (71) étanche et thermiquement isolante et comportant une ouverture de chargement/déchargement (10) ayant une paroi supérieure de couvercle (23), une paroi inférieure de couvercle (22) et une structure d’isolation thermique (24) située entre la paroi inférieure de couvercle (22) et la paroi supérieure de couvercle (23), la susdite conduite (30) et la paroi supérieure de couvercle (23) étant en un alliage à base de fer de nature différente et en ce qu’au moins une patte de fixation (50), issue de la paroi supérieure de couvercle (23), est fixée de manière étanche, directement ou indirectement, à la paroi inférieure de couvercle (22). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dôme liquide d’une cuve 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.
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. Cette ouverture de chargement/déchargement, dénommée Dôme Liquide, comporte une isolation ou barrière thermiquement isolante ainsi qu’un élément formant membrane primaire d’étanchéité.
Il est souhaitable de réduire les coûts de production de ce dôme liquide, en particulier en utilisant des matériaux moins onéreux mais qui présentent alors des propriétés moins appropriées aux températures très basses que rencontrent la cuve et ce dôme liquide. Par ailleurs, la cuve est installée dans une structure soumise à de très fortes contraintes mécaniques, telle qu’un navire, qui ploie et se tord en fonction des conditions de son environnement, ces efforts mécaniques étant particulièrement néfastes à la structure du dôme liquide s’étendant verticalement comme une cheminée, relativement étroite, au-dessus de la cuve rempli de gaz liquéfié.
Après diverses expériences et tests, la demanderesse a constaté qu’il est possible d’envisager une conduite de dôme liquide en un matériau métallique moins couteux pour autant que l’on réalise une structure spécifique permettant au dôme liquide de tenir les importantes contraintes qu’il doit encaisser.
La demanderesse entend en premier lieu proposer un dôme liquide moins couteux mais apte à supporter l’ensemble des contraintes qu’il subit tout en permettant d’assurer une parfaite étanchéité, tant physique que thermique, du fluide extrêmement froid contenu dans la cuve.
Ainsi, la présente invention concerne 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 conduite formant paroi porteuse d’une cheminée s’étendant suivant un axe vertical jusqu’à une extrémité supérieure consistant en 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.
L’invention se caractérise en ce que la susdite conduite et la paroi supérieure de couvercle sont en un alliage à base de fer de nature différente et en ce qu’au moins une patte de fixation, issue de la paroi supérieure de couvercle, est fixée de manière étanche, directement ou indirectement, à la paroi inférieure de couvercle.
Ainsi, la demanderesse a constaté après de multiples tests et analyses qu’il est possible de disposer d’un conduit en acier carbone, peu couteux, pour autant qu’un arrangement particulier soit mis en œuvre afin d’ancrer solidement, tout en bénéficiant d’un certain degré de liberté pour absorber les dilatations thermiques, la paroi inférieure de couvercle formant la membrane primaire au niveau de l’ouverture du dôme liquide.
Ce faisant, l’invention permet des économies substantielles dans la réalisation du dôme liquide tout en assurant ou en conservant une parfaite étanchéité au gaz liquéfié et une excellente résilience mécanique de ce dernier à toutes contraintes que subit classiquement cette zone.
On entend par le terme de « conduit » le fait qu’il forme la paroi externe du dôme liquide, plus précisément la paroi de la cheminée de l’ouverture dans la cuve contenant le gaz liquéfié.
Par convention, les termes «externe » et « interne » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'intérieur et à l’extérieur de la cuve.
D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont présentées succinctement ci-dessous :
Avantageusement, la patte de fixation présente une section en L et comporte une portion proximale linéaire issue de la paroi supérieure de couvercle prolongée par une portion distale s’étendant, suivant un angle de 90°± 10, à partir de la portion proximale.
Avantageusement, la membrane d’étanchéité comprend successivement, depuis l’intérieure de la cuve vers la conduite, une membrane d’étanchéité primaire et une membrane d’étanchéité secondaire, une barrière thermiquement isolante étant présente entre ces deux membranes, et en ce que la patte de fixation est en outre fixée de manière étanche à la membrane d’étanchéité secondaire.
Ainsi, non seulement la patte de fixation est reliée de manière étanche à la paroi inférieure de couvercle, formant la membrane primaire de l’ouverture du dôme liquide, mais la patte de fixation est également reliée à la structure d’isolation thermique et d’étanchéité, en l’espèce la membrane d’étanchéité secondaire. Un tel arrangement permet de fixer fermement, et en souplesse, d’une part la structure principale de la cuve et d’autre part la paroi inférieure de couvercle formant membrane primaire de l’ouverture du dôme liquide à la paroi supérieure de couvercle, cette dernière, comme la patte de fixation, étant en un matériau particulièrement résistant d’un point de vue mécanique et présentant un très faible coefficient de dilatation thermique.
Selon un mode d’exécution préféré, la fixation de la patte de fixation à la membrane d’étanchéité secondaire est réalisée au niveau de la portion distale de la patte de fixation.
Selon un mode préféré d’exécution de l’invention, la fixation de la patte de fixation à la membrane d’étanchéité secondaire est réalisée par collage.
Selon un autre mode d’exécution, on peut également envisager que cette fixation est réalisée par soudure, en particulier dans le cas où la membrane d’étanchéité secondaire est un métal ou un assemblable de matériaux métallique. Dans ce cas, la fixation de la patte de fixation à la membrane d’étanchéité secondaire est réalisée par soudure étanche.
Selon un mode d’exécution de l’invention, lorsque la patte de fixation est fixée directement à la paroi inférieure de couvercle, la fixation est réalisée par soudure au niveau de la portion proximale de la patte de fixation.
Dans ce cas, avantageusement, la membrane primaire d’étanchéité est fixée de manière étanche à la paroi inférieure de couvercle, de préférence par soudure.
Selon un mode d’exécution de l’invention, lorsque la patte de fixation est fixée indirectement à la paroi inférieure de couvercle, une pièce de liaison fixe de manière étanche la paroi inférieure de couvercle, la membrane d’étanchéité et la patte de fixation.
Dans ce cas, de préférence, la patte de fixation comporte une aile issue de la portion proximale, s’étendant suivant un angle de 90°±10° par rapport à la portion proximale, la pièce de liaison étant fixée à cette aile de la patte de fixation.
Avantageusement, la conduite en alliage à base de fer du type comporte, en poids, 0% < C < 0,21%, 0% < Mn < 1%, 0% < Si < 0,5%, 0% < P < 0,035% et 0% < S < 0,035%, le reste étant du fer et des impuretés résultant nécessairement de l’élaboration.
De préférence, la conduite est en acier de grade A, B, D, AH, DH, EH, FH ou E selon le code IGC - en anglais, « International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk » ou Recueil international de règles relatives à la construction et à l’équipement des navires transportant des gaz liquéfiés en vrac pour les applications GNL, bien connu de l’homme du métier.
Avantageusement, la paroi supérieure de couvercle, ainsi que la patte de fixation, en un alliage à base de fer consiste en un acier austénitique comportant, en poids, de 0 < C < 0,08%, de 0% < Mn ≤ 2%, de 0% < Si < 0,5%, 0% < P < 0,045%, 0% < S < 0,030%, 8% < Ni < 14%, 16% < Cr < 50 %, 0% < N < 0,02%, optionnellement de 0% ≤ Mo ≤ 3% et/ou de 0% < Ti < 0,7%, le reste étant du fer et des impuretés résultant nécessairement de l’élaboration.
Par convention, on considère les éléments du tableau de Mendeleïev, soit :
C : Carbone ; Mn : Manganèse ; Cr : Chrome ; Si : Silicium ; Ni : Nickel ; Co : Cobalt ; P : Phosphore ; O : Oxygène ; N : Azote ; Mo : Molybdène ; S : Soufre et Ti : Titane.
Avantageusement, la paroi inférieure de couvercle consiste en :
  • une pluralité de plaques métalliques planes, les plaques métalliques planes étant assemblées les unes aux autres, en un alliage de fer et de nickel présentant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1, ou
  • une pluralité de tôles métalliques ondulées, les tôles métalliques ondulées étant juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche, les tôles métalliques étant réalisées en acier inoxydable. Ici, on note que ces tôles métalliques ondulées peuvent consister en un acier haut manganèse, le terme « acier inoxydable » comprenant un tel alliage.
Ainsi, la paroi inférieure de couvercle peut présenter des ondulations comme celles visibles sur la membrane primaire de la structure principale sur les figures 3 et 4 destinées à autoriser la tenue mécanique lorsque le métal constituant les tôles vient à se dilater en raison des températures très froides dans la cuve ou bien la paroi inférieure de couvercle peut consister en des plaques présentant un très faible coefficient de dilation thermique, telles que par exemple l’Invar®.
L’invention se rapporte à un navire pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque et une installation de stockage telle que décrite ci-dessus disposée dans la double coque.
L’invention concerne également un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire tel que décrit ci-dessus, 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.
Enfin, la présente invention se rapporte à un procédé de chargement ou déchargement d’un navire tel que décrit ci-dessus, 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.
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 est une vue schématique en coupe d’un dôme liquide selon un mode d’exécution de l’invention.
La figure 2 est une vue agrandie d’une portion de coin de la figure 1.
La figure 3 est une vue schématique illustrant une vue selon un premier angle des éléments du dôme liquide représenté sur la figure 1.
La figure 4 est une vue schématique illustrant une vue selon un deuxième angle des éléments du dôme liquide représenté sur la figure 1.
La figure 5 est une vue schématique en coupe d’une portion identique de dôme liquide à celle de la figure 2, selon un autre mode d’exécution de l’invention.
La figure 6 est une vue schématique en coupe d’une portion identique de dôme liquide à celle de la figure 2, selon encore un autre mode d’exécution de l’invention.
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.
Le terme « vertical » signifie ici s’étendant dans la direction du champ de gravité terrestre. Le terme « horizontal » signifie ici s’étendant dans une direction perpendiculaire à la direction verticale.
Lorsque l’installation de stockage 1 est positionnée sur un navire tel qu’un méthanier, la structure porteuse, non visibles sur les figures annexées, est formée par la double coque du navire. La paroi porteuse supérieure externe 5 est appelée le pont externe 5 du navire.
La cuve 71 comporte une structure principale formée d’une paroi de fond (non représentée), une paroi de plafond et deux parois de cofferdam, non visibles sur les figures annexées, reliant la paroi de fond à la paroi de plafond 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, non représentée sur les figures annexées. 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 et la paroi de plafond de la cuve 71 de sorte à permettre notamment à des conduites de chargement/déchargement, non représentées sur les figures annexées, 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, non visible sur les figures annexée, 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 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 au niveau de ladite ouverture 10. Le couvercle 12 comprend des orifices permettant aux conduites de chargement/déchargement de traverser le couvercle 12.
La cuve 71 comporte une cheminée 15 située sur la structure principale au niveau de l’ouverture et permettant aux parois de cuve de s’étendre continument du pont interne 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.
L’ouverture de chargement/déchargement 10 ainsi que la cheminée 15 possède classiquement 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 forment un angle de 90° avec celle-ci.
Dans le cadre de la présente invention, le couvercle 12 est situé au niveau du pont externe 5, c’est-à-dire pour fermer ou clôturer la cheminée 15. La cuve 71 est une cuve 71 à membranes permettant de stocker du gaz liquéfié. La structure principale 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 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, la barrière thermiquement isolante secondaire 16, la barrière thermiquement isolant 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 ou la structure reliant la paroi porteuse supérieure interne 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 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 sur les figures 3 et 4.
D’autres détails d’une telle membrane métallique ondulée sont notamment décrits dans FR-A-2861060.
Dans la cheminée 15, la membrane d’étanchéité secondaire 17 est fixée à son extrémité supérieure à la patte de fixation 50, plus précisément au niveau de la portion distale 51 de cette dernière 50. La liaison entre la patte de fixation 50 et la membrane secondaire 17 est réalisée avantageusement par collage étanche, éventuellement par soudage.
Le couvercle 12 comprend également une structure multicouche comportant, depuis l’extérieur vers l’intérieur, une paroi supérieure de couvercle 23, une paroi inférieure de couvercle 22 et une structure d’isolation thermique 24 située entre la paroi inférieure de couvercle 22 et la paroi supérieure de couvercle 23. Le couvercle 12 comporte aussi des raidisseurs 25 situés sur la paroi supérieure de couvercle 23.
Le couvercle 12 est disposé dans l’ouverture de chargement/déchargement 10 de sorte que la paroi supérieure de couvercle 23 soit placée dans le plan de la paroi porteuse supérieure externe 5 ou pont externe 5. Ainsi, ici 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 23 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 23 qui joue le rôle de membrane d’étanchéité secondaire 17. La paroi supérieure de couvercle 23 est réalisée à l’aide d’un matériau métallique, par exemple de l’acier inoxydable.
La paroi inférieure de couvercle 22 est soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité primaire 19 de la structure principale, ici la cheminée 15, à l’aide d’une pièce de liaison 26. La pièce de liaison 26 est décrite de manière plus détaillée sur les figures 2 à 5 selon les différents modes de réalisation de l’invention. La paroi inférieure de couvercle 22 est également soudée de manière étanche notamment aux conduites de chargement/déchargement.
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 22 et de la pièce de liaison 26 sont des éléments isolants structurelles tandis que les éléments isolants situés sur la périphérie de la structure d’isolation thermique 24 sont des éléments isolants non structurelles. Les éléments isolants structurelles peuvent consister en 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 ou perlite. Les éléments isolants non structurelles peuvent être des blocs de mousse polymère à faible densité ou encore de la laine de verre.
La patte de fixation 50 est issue de la paroi supérieure de couvercle 23 et s’étend verticalement en comprenant une portion proximale 51 verticale et une portion distale 52 s’étendant horizontalement ou formant un crochet en forme ce C. La patte de fixation 50 est donc avantageusement en une matière identique à celle de la paroi supérieure de couvercle 23. Cette patte de fixation 50 est donc en un matériau métallique, typiquement un alliage à base de fer, présentant une meilleure tenue mécanique lorsque la température d’environnement est substantiellement inférieure à 0°C, voire inférieure ou égale à -40°C.
Ainsi, la paroi supérieure de couvercle 23 ainsi que cette patte de fixation 50 peuvent consister en un acier inoxydable de la série 300 autorisé par le code IGC. Autrement dit, la patte de fixation 50 consiste en un acier austénitique selon la norme ASTM A240.
La présente invention réside en premier lieu dans le fait que la conduite 30 formant la cheminée 15 du dôme liquide est réalisée, grâce à la présence de la patte de fixation 50, en un acier dit carbone, en particulier consistant en un grade d’acier A, B, D, AH, DH, EH, FH, ou E selon la norme ASTM A131. De tels grades d’acier sont moins résistants ou résilients lorsque la température d’environnement descend sensiblement en dessous de 0°C, ce qui est un risque probable voire certain dans une cuve de gaz liquéfié, mais ces aciers sont significativement moins onéreux que les aciers inoxydables.
Ainsi, un tel arrangement permet de réduire la quantité d’acier inoxydable, couteux, au niveau du dôme liquide et de conférer de la souplesse aux ancrages primaire, c’est-à-dire à la membrane primaire 19 et à la paroi inférieure de couvercle 22 formant membrane primaire au niveau de l’ouverture 10 du dôme liquide, ainsi qu’aux ancrages secondaires, c’est-à-dire à la membrane secondaire 17.
Ainsi, l’aspect primordial de la présente invention réside dans la liaison et la fixation de la paroi inférieure de couvercle 22 avec la patte de fixation 50. Par ailleurs, cette patte de fixation est décalée par rapport à la conduite 30 de la cheminée 15 du dôme liquide d’au moins plusieurs centimètres, c’est-à-dire de cinq à trente-cinq centimètres de la conduite, de préférence d’une distance comprise entre quinze et vingt-cinq centimètres. Un tel décalage de la patte de fixation 50 par rapport à la conduite 50 a pour conséquence une fixation souple de la paroi inférieure de couvercle 22 de sorte que l’ensemble peut facilement encaisser des contraintes mécaniques importantes, étant noté que la zone de la cheminée 15 du dôme liquide, de par ses dimensions bien plus faible ou étroite que la cuve 71 et de sa position verticale, concentre de fortes contraintes et tensions mécaniques lorsque la structure qui loge la cuve 71 consiste en un navire.
Comme on peut le voir sur les figures annexées, le décalage de la patte de fixation 50 par rapport à la conduite 30 permet de réduire l’utilisation des isolations thermiques structurelles 40, plus couteuses et difficile à agencer que les autres isolations thermiques non structurelles 41. Ainsi, dans une structure de dôme liquide selon l’invention, le nombre d’isolation thermique structurelle 40 peut être légèrement réduit par rapport à un dôme liquide classique, sans la patte de fixation 50.
Un aspect second de la présente invention réside dans le fait que la patte de fixation peut être reliée directement ou indirectement à la paroi inférieure de couvercle 22. Ainsi, lorsqu’une telle fixation est indirecte, alors une pièce de liaison 26 peut être utilisée, comme cela est illustré sur les figures 1 à 5, tandis que lorsque la fixation est directe, un mode d’exécution est représenté sur la figure 6.
Comme cela est apparent sur les figures 1 à 5, la pièce de liaison 26 comprend une première aile 27 soudée de manière étanche à la membrane d’étanchéité primaire 19 de la structure principale, une deuxième aile 28 reliée à la première aile 27 et soudée de manière étanche à la paroi inférieure de couvercle 22, tout autour de la paroi inférieure de couvercle 22, et une troisième aile 29 reliée à une aile 53 s’étendant horizontalement à partir de la portion proximale 51. L’aile 53 est issue de la patte de fixation 50 et constituée avantageusement en une matière identique à ces portions 51, 52.
Les figures 3 et 4 montrent des éléments complémentaires, non essentiels, du dôme liquide selon l’invention. Notamment sont visibles sur ces figures les ondulations 60 présentes sur la membrane primaire 19 de la structure principale de la cuve 71. Ces ondulations 60 permettent à la membrane primaire 19 de tenir les dilatations thermiques de cette dernière 19 lorsque la cuve 71 est rempli d’un gaz liquéfié, présentant une température très basse, bien inférieure à 0°C.
La portion distale 52 présente ici une section en C, inversé, de sorte qu’une partie de cette portion distale 52 est fixée par soudure à la membrane secondaire 17 tandis qu’une autre partie de cette portion distale 52 est en contact avec la barrière thermiquement isolante secondaire 16 et limite l’espace de cette dernière 16 dans la cheminée 15.
L’aile 53 de la patte de fixation 50 s’étend horizontalement, c’est-à-dire suivant un angle de 90°±10° par rapport à la portion proximale 51, de manière à approcher la pièce de liaison 26 ou directement la paroi inférieure du couvercle 22, ce dernier mode d’exécution – dans lequel il n’y a pas de pièce de liaison 26 mais une aile 53 protubérante à partir de la portion proximale 51 - n’étant pas visible sur les figures annexées mais susceptible d’être envisagé dans le cadre de la présente invention.
La figure 5 présente un mode d’exécution de l’invention dans lequel la différence essentielle réside dans l’absence de l’aile 53 issue de la portion proximale 51. Dans un tel mode d’exécution, l’aile 29 de la pièce de liaison 26 s’étend jusqu’à venir en butée de la portion proximale 51 de la patte de fixation 50. Cette aile 29 de la pièce de liaison 26 est, à l’identique des autres modes d’exécution, fixée par soudure étanche à la portion proximale 51 de la patte de fixation 50. Ainsi, dans ce mode d’exécution, l’aile 29 de la pièce de liaison 26 est bien plus longue que dans les autres modes d’exécution, typiquement l’aile 29 présente ici une longueur d’au moins quinze centimètres, de préférence d’environ vingt centimètres.
La figure 6 illustre un mode d’exécution dans lequel il n’y a pas de pièce de liaison 26 de sorte que la fixation entre la patte de fixation 50 et la paroi inférieure de couvercle 22 est dite « directe ». Ainsi, dans ce mode de réalisation, l’aile 53 de la patte de fixation 50 s’étend jusqu’à rencontrer et fixer la paroi inférieure de couvercle 22 ou bien, comme représenté sur la figure 6, la paroi inférieure de couvercle 22 s’étend jusqu’à arriver en butée de la patte de fixation 50. Dans l’un ou l’autre de ces modes de réalisation, sans pièce de liaison 26, la fixation entre la patte de fixation 50 et la paroi inférieure de couvercle 22 est réalisée de manière étanche, de préférence réalisée par soudure.
Dans le mode d’exécution de la figure 6, la membrane primaire 19 de la structure principale présente à son extrémité un méplat 19’, c’est-à-dire une portion d’extrémité en L, venant en appui ou en butée de la paroi inférieure de couvercle 22 de sorte à ce que la liaison par soudure entre la paroi inférieure de couvercle 22 et la membrane primaire 19 soit parfaitement étanche. Les autres caractéristiques de l’invention ne sont pas différentes, en variantes, à ce qui a été décrit précédemment dans le cadre des autres modes d’exécution.
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 (16)

  1. Installation de stockage (1) pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse et une cuve (71) étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse,
    la cuve (71) 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 (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 ;
    la structure porteuse comportant une paroi porteuse supérieure sensiblement plane ;
    la membrane d’étanchéité (17, 19), la barrière thermiquement isolante (16, 18) de la structure principale et la paroi porteuse supérieure étant interrompues localement de manière à délimiter une conduite (30) formant paroi porteuse d’une cheminée (15) s’étendant suivant un axe vertical jusqu’à une extrémité supérieure consistant en une ouverture de chargement/déchargement (10) destinée à être traversée par des conduites de chargement/déchargement 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 (23), une paroi inférieure de couvercle (22) et une structure d’isolation thermique (24) située entre la paroi inférieure de couvercle (22) et la paroi supérieure de couvercle (23),
    caractérisée en ce que la susdite conduite (30) et la paroi supérieure de couvercle (23) sont en un alliage à base de fer de nature différente et en ce qu’au moins une patte de fixation (50), issue de la paroi supérieure de couvercle (23), est fixée de manière étanche, directement ou indirectement, à la paroi inférieure de couvercle (22).
  2. Installation de stockage (1) selon la revendication 1, dans laquelle la patte de fixation (50) présente une section en L et comporte une portion proximale (51) linéaire issue de la paroi supérieure de couvercle (23) prolongée par une portion distale (52) s’étendant, suivant un angle de 90°± 10, à partir de la portion proximale (51).
  3. Installation de stockage (1) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la membrane d’étanchéité (17, 19) comprend successivement, depuis l’intérieure de la cuve (71) vers la conduite, une membrane d’étanchéité primaire (19) et une membrane d’étanchéité secondaire (17), une barrière thermiquement isolante (18) étant présente entre ces deux membranes (17 et 19), et en ce que la patte de fixation (50) est en outre fixée de manière étanche à la membrane d’étanchéité secondaire (17).
  4. Installation de stockage (1) selon la revendication 3, dans laquelle la fixation de la patte de fixation (50) à la membrane d’étanchéité secondaire (17) est réalisée au niveau de la portion distale (52) de la patte de fixation (50).
  5. Installation de stockage (1) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle la fixation de la patte de fixation (50) à la membrane d’étanchéité secondaire (17) est réalisée par collage.
  6. Installation de stockage (1) selon au moins l’une des revendications dont la revendication 2, dans laquelle, lorsque la patte de fixation (50) est fixée directement à la paroi inférieure de couvercle (22), la fixation est réalisée par soudure au niveau de la portion proximale (51) de la patte de fixation (50).
  7. Installation de stockage (1) selon la revendication 6, dans laquelle la membrane primaire d’étanchéité (19) est fixée de manière étanche à la paroi inférieure de couvercle (22), de préférence par soudure.
  8. Installation de stockage (1) selon au moins l’une des revendications 1 à 5 dont la revendication 2, dans laquelle, lorsque la patte de fixation (50) est fixée indirectement à la paroi inférieure de couvercle (22), une pièce de liaison (26) fixe de manière étanche la paroi inférieure de couvercle (22), la membrane d’étanchéité (19) et la patte de fixation (50).
  9. Installation de stockage (1) selon la revendication 8, dans laquelle la patte de fixation (50) comporte une aile (53) issue de la portion proximale (51), s’étendant suivant un angle de 90°±10° par rapport à la portion proximale (51), la pièce de liaison (26) étant fixée à cette aile (53) de la patte de fixation (50).
  10. Installation de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la conduite (30) en alliage à base de fer du type comporte, en poids, 0% < C < 0,21%, 0% < Mn < 1%, 0% < Si < 0,5%, 0% < P < 0,035% et 0% < S < 0,035%, le reste étant du fer et des impuretés résultant nécessairement de l’élaboration.
  11. Installation de stockage (1) selon la revendication 10, dans laquelle la conduite (30) est en acier de grade A, B, D, AH, DH, EH, FH ou E selon le code IGC.
  12. Installation de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi supérieure de couvercle (23), ainsi que la patte de fixation (50), en un alliage à base de fer consiste en un acier austénitique comportant, en poids, de 0 < C < 0,08%, de 0% < Mn ≤ 2%, de 0% < Si < 0,5%, 0% < P < 0,045%, 0% < S < 0,030%, 8% < Ni < 14%, 16% < Cr < 50 %, 0% < N < 0,02%, optionnellement de 0% ≤ Mo ≤ 3% et/ou de 0% < Ti < 0,7%, le reste étant du fer et des impuretés résultant nécessairement de l’élaboration.
  13. Installation de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi inférieure de couvercle (22) consiste en :
    • une pluralité de plaques métalliques planes, les plaques métalliques planes étant assemblées les unes aux autres, en un alliage de fer et de nickel présentant un coefficient de dilatation thermique compris entre 0,5.10-6et 2.10-6K-1, ou
    • une pluralité de tôles métalliques ondulées, les tôles métalliques ondulées étant juxtaposées selon un motif répété et soudées ensemble de manière étanche, les tôles métalliques étant réalisées en acier inoxydable.
  14. 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 13 disposée dans la double coque.
  15. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 14, 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.
  16. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 14, 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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KR102060718B1 (ko) * 2018-07-27 2019-12-30 삼성중공업 주식회사 리퀴드 돔의 제조 방법 및 부유식 구조물의 제조 방법

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