FR3122706A1 - Système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane - Google Patents

Système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane Download PDF

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Abstract

Titre : Système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane La présente invention concerne un système d’alimentation (1) d’un consommateur (7) configuré pour être alimenté en un carburant, le système d’alimentation comprenant un système de préparation (45) agencé après une sortie (393) d’une première passe (39) d’un échangeur thermique (41) du système de préparation. Le système de préparation (45) comprend un premier séparateur de phases (47), un deuxième séparateur de phases (55) et un dispositif de détente (53) disposé sur une conduite (51) reliant une sortie de liquide (475) du premier séparateur de phases (47) à une entrée (551) du deuxième séparateur de phases. Une entrée (471) du premier séparateur de phases est connectée à la sortie (393) de la première passe (39). Une sortie de gaz (473) du premier séparateur de phases est reliée au consommateur (7) pour délivrer le carburant. Le système d’alimentation est configuré pour mettre en communication fluidique une sortie de liquide (555) du deuxième séparateur de phases avec au moins une cuve (3, 7). (figure 1)

Description

Système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane
La présente invention se rapporte au domaine du transport et/ou du stockage d’un liquide cryogénique. L’invention concerne plus particulièrement un système d’alimentation d’un consommateur qui est configuré pour être alimenté en un carburant préparé d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane.
Les hydrocarbures gazeux à température ambiante et à pression atmosphérique sont liquéfiés à des températures cryogéniques, c’est-à-dire des températures inférieures à
-60°C, afin de faciliter leur transport et/ou leur stockage. Les hydrocarbures ainsi liquéfiés, aussi appelés liquides cryogéniques, sont alors placés dans des cuves d’un ouvrage flottant ou terrestre.
De telles cuves ne sont néanmoins jamais parfaitement isolées thermiquement de sorte qu’une évaporation naturelle du liquide cryogénique est inévitable. Le phénomène d’évaporation naturelle est appelé Boil-Off en anglais et le gaz issu de cette évaporation naturelle est appelé Boil-Off Gas en anglais, dont l’acronyme est BOG. Les cuves de l’ouvrage comprennent ainsi à la fois le liquide cryogénique sous forme liquide et le gaz issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique sous forme liquide.
Une partie du gaz issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique sous forme liquide peut être utilisée comme carburant pour alimenter au moins un consommateur, tel qu’un moteur, prévu pour pourvoir aux besoins énergétiques de fonctionnement de l’ouvrage flottant ou terrestre. Ainsi, il est possible de produire de l’électricité pour les équipements électriques.
Le consommateur est généralement adapté à un type particulier de liquide cryogénique qui est transporté et/ou stocké dans les cuves de l’ouvrage. Ainsi, lorsqu’un autre type de liquide cryogénique est transporté et/ou stocké dans l’ouvrage, le gaz issu de l’évaporation naturelle peut ne pas être utilisable comme carburant pour alimenter le consommateur. Par conséquent il est d’usage de dédier l’ouvrage à un type précis de liquide cryogénique.
Un objectif de l’invention est de proposer un système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation de liquides cryogéniques comprenant au moins du méthane stockés et/ou transportés, en même temps ou alternativement, dans au moins une cuve d’un ouvrage.
La présente invention propose un système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane, le liquide cryogénique étant stocké dans au moins une cuve, notamment d’un ouvrage, le système d’alimentation comprenant un système de préparation du carburant, une branche d’alimentation configurée pour amener au moins une portion du gaz depuis la cuve jusqu’au système de préparation, un échangeur thermique comportant au moins deux passes dont une première passe est constitutive de la branche d’alimentation, la branche d’alimentation comportant au moins un dispositif de compression agencé avant une entrée de la première passe, le système d’alimentation comprenant une branche de refroidissement configurée pour être parcourue par le liquide cryogénique, la branche de refroidissement comportant la deuxième passe de l’échangeur thermique, la deuxième passe étant configurée pour échanger des calories avec la première passe afin de liquéfier au moins en partie le gaz circulant dans la première passe. Le système de préparation est agencé après une sortie de la première passe. Le système de préparation comprend un premier séparateur de phases, un deuxième séparateur de phases et un dispositif de détente disposé sur une conduite reliant une sortie de liquide du premier séparateur de phases à une entrée du deuxième séparateur de phases, une entrée du premier séparateur de phases étant connectée, par exemple grâce à une conduite, à la sortie de la première passe, au moins une sortie de gaz du premier séparateur de phases étant reliée au consommateur pour délivrer le carburant, le système d’alimentation étant configurée pour mettre en communication fluidique une sortie de liquide du deuxième séparateur de phases avec au moins une cuve.
Le système d’alimentation proposé par l’invention est donc configuré pour compresser le gaz issu de l’évaporation du liquide cryogénique comprenant au moins du méthane puis de le liquéfier au moins en partie par un échange de calories dans l’échangeur thermique et pour séparer la phase liquide de la phase gazeuse du gaz au moins en partie liquéfié, la phase gazeuse étant le carburant pour le consommateur. La phase gazeuse du gaz au moins en partie liquéfié présente donc une composition différente du liquide cryogénique contenu dans la ou les cuves de l’ouvrage. Plus précisément, la phase gazeuse du gaz au moins en partie liquéfié présente une teneur en méthane supérieure à la teneur en méthane du liquide cryogénique. Préférentiellement, la phase gazeuse du gaz au moins en partie liquéfié présente un indice de méthane supérieur ou égale à 70.
Dans ce contexte, on comprend que la configuration du système d’alimentation est ainsi particulièrement adaptée à un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane, la teneur en méthane étant inférieure à la teneur d’au moins un autre composé contenu dans le liquide cryogénique. Cette configuration du système d’alimentation pourra donc être mise en œuvre en utilisant un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane, la teneur en méthane étant la plus faible comparativement aux autres composants contenus dans le liquide cryogénique.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend une branche de contournement d’au moins les séparateurs de phases, la branche de contournement étant disposé entre une sortie du dispositif de compression et la sortie de gaz du premier séparateur de phases. La branche de contournement peut permettre en plus d’éviter la première passe de l’échangeur thermique
Selon un mode de réalisation, une sortie de gaz du deuxième séparateur de phases est reliée par un point de jonction de la branche d’alimentation disposée entre une sortie gaz de la cuve et une entrée du dispositif de compression. Ainsi, il est possible de réutiliser la phase gazeuse contenue dans le deuxième séparateur de phases.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend un échangeur de chaleur configuré pour échanger des calories entre le gaz issu de l’évaporation du liquide cryogénique préalablement à sa compression par le dispositif de compression et ce gaz comprimé par le dispositif de compression. Ainsi, la préparation du carburant est améliorée.
Selon un mode de réalisation, l’échangeur de chaleur comprend une première passe disposée entre une entrée gaz du système d’alimentation destiné à être reliée à une sortie de la cuve et une deuxième passe disposée entre la sortie du dispositif de compression et une entrée de la première passe de l’échangeur thermique.
Selon un mode de réalisation, la branche de refroidissement comprend un dispositif de refroidissement agencé entre une entrée liquide du système d’alimentation et une entrée de la deuxième passe de l’échangeur thermique pour refroidir le liquide cryogénique. Ainsi, l’échange de calories entre la première passe de l’échangeur thermique et la deuxième passe de l’échangeur thermique est amélioré.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend un réchauffeur-refroidisseur agencé entre la sortie gaz du système de préparation et une sortie gaz du système d’alimentation reliée à une entrée carburant du consommateur.
Selon un mode de réalisation, le liquide cryogénique comprenant au moins du méthane est un gaz naturel liquéfié ou un mélange de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide. Préférentiellement, le mélange consiste en de l’éthane liquide et du méthane liquide.
Selon un mode de réalisation, l’alcane ayant au moins deux atomes de carbone est choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges. Il faut entendre ici, ainsi que dans tout ce qui suit, que « butane » désigne le n-butane et l’isobutane qui est aussi appelé le 2-méthylpropane.
Selon un mode de réalisation, un indice de méthane du mélange est inférieur à 70. L'indice de méthane est la mesure de la résistance mécanique aux chocs dans un moteur générés lors de la combustion des gaz, on parle aussi de cognement du moteur. Il est attribué à un carburant d'essai basé sur le fonctionnement dans une unité d'essai de cognement à la même intensité de cognement standard. Le méthane pur est désigné comme carburant de référence avec un indice de méthane de 100. Le dihydrogène pur est aussi utilisé comme carburant de référence sensible au cognement avec un indice de méthane de 0. Plus particulièrement, le mélange comprend une majorité d’alcane ayant au moins deux atomes de carbone à l’état liquide, il y a donc plus d’alcane ayant au moins deux atomes de carbone à l’état liquide que de méthane liquide dans le mélange.
L’invention porte aussi sur un ouvrage destiné au transport et/ou au stockage de liquide cryogénique comprenant du méthane, l’ouvrage comportant au moins une cuve qui contient le liquide cryogénique, l’ouvrage comprenant au moins un consommateur qui consomme un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation du liquide cryogénique et au moins un système de d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système d’alimentation comprenant au moins une conduite reliant la sortie de gaz du premier séparateur au consommateur.
Selon un mode de réalisation, un écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la première passe de l’échangeur thermique est orienté dans un sens opposé à un écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la deuxième passe de l’échangeur thermique. Autrement dit, l’écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la première passe de l’échangeur thermique s’effectue à contrecourant de l’écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la deuxième passe de l’échangeur thermique.
Selon un mode de réalisation, un écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la première passe de l’échangeur de chaleur est orienté dans un sens opposé à un écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la deuxième passe de l’échangeur de chaleur. En d’autres mots, l’écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la première passe de l’échangeur de chaleur s’effectue à contrecourant de l’écoulement du liquide cryogénique comprenant du méthane dans la deuxième passe de l’échangeur de chaleur.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend un dispositif de conversion configuré pour alterner entre une première configuration pour fournir un carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’u gaz naturel liquéfié contenu dans au moins une cuve de l’ouvrage et une deuxième configuration du système d’alimentation pour fournir le carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation du mélange de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide contenu dans au moins une cuve de l’ouvrage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de conversion comprend une pluralité de dispositifs de régulation disposés au moins en partie dans la branche d’alimentation, la pluralité de dispositifs de régulation comportant un premier dispositif de régulation agencé pour contrôler la circulation de gaz dans la première passe de l’échangeur de chaleur et/ou dans la branche de déviation.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de conversion comprend une pluralité de dispositifs de régulation disposés au moins en partie dans la branche de refroidissement, la pluralité de dispositifs de régulation comportant au moins un deuxième dispositif de régulation agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe de l’échangeur thermique et/ou dans la branche de dérivation. En plus ou alternativement, le deuxième dispositif de régulation peut être aussi agencé pour contrôler la circulation de liquide dans un canal de raccordement du système d’alimentation. Le canal de raccordement relie l’entrée de la deuxième passe de l’échangeur thermique à un point de raccord de la branche de refroidissement. Le point de raccord est agencé sur la branche de refroidissement entre le deuxième dispositif de contrôle du dispositif de répartition et le dispositif de pulvérisation.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de conversion comprend une pluralité de dispositifs de régulation disposés au moins en partie dans la branche de contournement et/ou dans la branche d’alimentation, la pluralité de dispositifs de régulation comportant un troisième dispositif de régulation agencé pour contrôler la circulation du liquide dans la deuxième passe de l’échangeur de chaleur ou dans la branche de contournement.
L’invention propose d’autre part un système de transfert pour du liquide cryogénique comprenant du méthane, le système comportant un ouvrage présentant au moins une des caractéristiques précédentes, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans l’ouvrage à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de liquide cryogénique à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve de l’ouvrage.
L’invention offre en outre un procédé de chargement ou de déchargement d’un ouvrage présentant au moins une des caractéristiques précédentes, au cours duquel on achemine du liquide cryogénique à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve de l’ouvrage.
L’invention propose un procédé de préparation d’un carburant à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane et stocké dans au moins une cuve par un système d’alimentation présentant au moins une des caractéristiques précédentes. Le comprend une étape de compression du gaz par le dispositif de compression, une étape d’échange de calories dans l’échangeur thermique entre le gaz comprimé et le liquide cryogénique refroidi afin de liquéfier au moins en parti le gaz comprimé, et une étape de séparation de la phase liquide et de la phase gazeuse du gaz au moins en partie liquéfié et une étape de fourniture de ladite phase gazeuse en tant que carburant à un consommateur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
La est une représentation schématique d’un ouvrage flottant comprenant un système d’alimentation d’un consommateur selon l’invention ;
La est une représentation schématique du système d’alimentation d’un consommateur de l’ouvrage flottant de la , dans une première configuration ;
La est une représentation schématique du système d’alimentation d’un consommateur de l’ouvrage flottant de la , dans une deuxième configuration. ;
La est une représentation schématique écorchée de l’ouvrage flottant de la et d'un terminal de chargement/déchargement des cuves de l’ouvrage flottant.
Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que, sur l’ensemble des figures, les éléments similaires et/ou remplissant la même fonction sont indiqués par la même numérotation.
En référence à la , on a représenté schématiquement un ouvrage 70 flottant comprenant au moins une cuve 3,5 de stockage et/ou de transport d’au moins un liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane. Dans l’exemple illustré, l’ouvrage 70 comprend une pluralité de cuves 3,5 comprenant le liquide cryogénique LC1, LC2.
Le liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane peut être du gaz naturel liquéfié LC1 ou un mélange LC2 de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, notamment à pression atmosphérique. L’alcane peut être choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges. Préférentiellement, le mélange consiste en de l’éthane liquide et du méthane liquide, notamment à pression atmosphérique. Le mélange LC2 présente un indice de méthane inférieur à 70.
En référence à la , la ou les cuves 3, 5 contiennent le liquide cryogénique LC1, LC2 sous forme liquide L1, L2. L’isolation thermique des cuves 3,5 n’étant pas parfaite, une partie du liquide cryogénique LC1, LC2 s’évapore naturellement. Par conséquent, les cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 comprennent à la fois le liquide cryogénique LC1, LC2 sous forme liquide L1, L2 et du liquide cryogénique LC1, LC2 sous forme gazeuse G1, G2.
L’ouvrage 70 comprend au moins un appareil propulseur 9 alimenté en un carburant. A titre d’exemple, l’au moins un appareil propulseur 9 peut être un moteur de propulsion de l’ouvrage, tel qu’un moteur ME-GI ou XDF. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de la présente invention et qu’on pourra prévoir l’installation d’appareils propulseurs différents sans sortir du contexte de la présente invention.
En référence à la , l’ouvrage 70 comprend un système de fourniture 11 de carburant à l’appareil propulseur 9. Le système de fourniture 11 comprend une branche de prélèvement 13 de la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 qui est contenu dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70.
Une entrée de liquide 131 de la branche de prélèvement 13 est immergée dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 de manière à ponctionner la phase liquide L1, L2. Une sortie de gaz 133 de la branche de prélèvement 13 est reliée à une entrée 901 de l’appareil propulseur 9 pour lui délivrer le carburant.
La branche de prélèvement 13 comprend un organe de compression 15 pour alimenter l’appareil propulseur en carburant à une pression adéquate. La branche de prélèvement 13 peut comprendre un réchauffeur-refroidisseur 17 pour porter le carburant à une température adéquate. Le carburant est sous forme gazeuse en sortie de gaz 133 de la branche de prélèvement 13. Dans le cas où, le liquide cryogénique comprenant du méthane est du gaz naturel liquéfié, alors l’appareil propulseur 9 sera alimenté en gaz naturel liquéfié LC1 sous forme gazeuse. Dans le cas où, le liquide cryogénique comprenant le méthane est un mélange de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, notamment à pression atmosphérique, alors l’appareil propulseur 9 sera alimenté en mélange LC2 sous forme gazeuse. L’alcane ayant au moins deux atomes de carbone peut être choisi parmi l’éthane, le propane le butane et au moins un de leurs mélanges.
La branche de prélèvement 13 peut comprendre au moins une vanne de prélèvement 19 de manière à contrôler la ponction de phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 contenu dans au moins une cuve 3,5. En d’autres mots, la vanne de prélèvement 19 permet d’autoriser la ponction, d’interdire la ponction et/ou de réguler le débit de ponction de la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2. La vanne de prélèvement 19 est agencée entre l’entrée 131 de la branche de prélèvement 13 et une entrée du réchauffeur-refroidisseur 17. La vanne de prélèvement 19 peut être une vanne trois voies ou deux vannes comme représenté en .
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la , la branche de prélèvement 13 comprend plusieurs entrées de liquide 131, chacune étant immergée dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 d’une cuve 3, 5 différente. La branche de prélèvement 13 comprend par ailleurs plusieurs vannes de prélèvement 19 disposées de manière à pouvoir aussi choisir la cuve pour la ponction de la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2. La pluralité de vannes de prélèvement 19 peuvent aussi permettre de réguler les débits de phase liquide ponctionnée L1, L2.
La branche de prélèvement 13 peut comprendre au moins une pompe 135 immergée dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 afin de faciliter la ponction de phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2. La pompe 135 est agencée à l’entrée de liquide 131 de la branche de prélèvement 13.
En référence à la , l’ouvrage 70 comprend au moins un consommateur 7 d’un carburant préparé à partir d’un gaz contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage, le gaz étant la phase gazeuse G1, G2 issue de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique LC1, LC2 stocké et/ou transporté dans la ou les cuves 3, 5 de l’ouvrage.
A titre d’exemple, l’au moins un consommateur 7 peut être une génératrice électrique de type DFDE (Dual Fuel Diesel Electric), c’est-à-dire un consommateur de gaz configuré pour assurer l’alimentation électrique de l’ouvrage 70. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de la présente invention et qu’on pourra prévoir l’installation de consommateurs de gaz différents sans sortir du contexte de la présente invention.
L’ouvrage 70 comprend un système d’alimentation 1 pour fournir le carburant au consommateur 7. Le système d’alimentation 1 comprend au moins une entrée gaz 101 en communication fluidique avec au moins une sortie de gaz 303, 503 de la cuve ou des cuves 3,5 de l’ouvrage 70 et une sortie gaz 103 en communication fluidique avec au moins une entrée carburant 701 du consommateur 7.
Le système d’alimentation 1 comporte un système de préparation 45 du carburant dont au moins une sortie gaz 453 est reliée au consommateur 7 pour délivrer le carburant et une branche d’alimentation 21 configurée pour amener au moins une portion du gaz G1, G2 depuis la cuve 3,5 jusqu’à une entrée 451 du système de préparation 45.
Le système d’alimentation 1 comprend un échangeur de chaleur 23 comportant une première passe 25 constitutive de la branche d’alimentation 21. La première passe 25 est disposée à au moins une entrée de gaz 211 de la branche d’alimentation 21. L’entrée de gaz 211 de la branche d’alimentation 21 fait partie de l’entrée gaz 101 du système d’alimentation 1. L’entrée de gaz 211 de la branche d’alimentation 21 est donc reliée, via un conduit, à une sortie de gaz 303, 503 d’au moins une des cuves 3,5 de l’ouvrage 70.
Dans l’exemple de réalisation représenté sur la , la branche d’alimentation 21 comprend une pluralité d’entrées de gaz 211 faisant partie d’une pluralité d’entrées gaz 101 du système d’alimentation 1. Les entrées de gaz 211 de la branche d’alimentation 21 sont chacune reliée à une sortie de gaz 303, 503 d’une cuve 3,5 de l’ouvrage 70.
Le système d’alimentation 1 comprend une branche de déviation 29 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23. La branche de déviation 29 relie une entrée 251 de la première passe 25 et une sortie 253 de la première passe 25. La branche de déviation 29 est ainsi montée en parallèle de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
En référence à la , l’échangeur de chaleur 23 comprend une deuxième passe 27 constitutive de la branche d’alimentation 21. La deuxième passe 27 est reliée à la première passe 25 par une portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21. Autrement dit, une sortie de la première passe 253 est reliée à une entrée de la deuxième passe 271 par la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21.
La deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 est configurée pour échanger des calories avec la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
La portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21 comprend au moins un dispositif de compression 31 configuré pour augmenter la pression d’un fluide circulant dans la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21. Le dispositif de compression est donc disposé entre la sortie 253 de la première passe 25 et l’entrée 271 de la deuxième passe 27.
Le système d’alimentation 1 comprend un échangeur thermique 37 comprenant une première passe 39 constitutive de la branche d’alimentation 21. La première passe 39 de l’échangeur thermique 37 est agencée entre une sortie 273 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 451 du système de préparation 45.
En référence à la , le système d’alimentation 1 comprend une branche de refroidissement 33 configurée pour être parcourue par une portion de la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 contenue dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70. Ainsi, une portion de la phase liquide L1 de gaz naturel liquéfié LC1 ou une portion de liquide L2 du mélange LC2 peut s’écouler dans la branche de refroidissement 33.
Plus précisément, une entrée de liquide 331 de la branche de refroidissement 33 est immergée dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70. L’entrée de liquide 331 de la branche de refroidissement 33 fait partie d’une entrée liquide 105 du système d’alimentation 1. Dans le mode de réalisation illustré sur la , la branche de refroidissement 33 comprend une pluralité d’entrées de liquide 331, chacune immergée dans une cuve 3,5 différente de l’ouvrage 70.
Sur la , l’entrée de liquide 331 de la branche de prélèvement 33 est munie de manière optionnelle d’au moins une pompe 335 immergée dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 afin de faciliter la ponction de phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2.
Dans un mode de réalisation non illustrée, la branche de refroidissement 33 comprend une pluralité de vannes de ponction afin d’interdire, autoriser et contrôler le prélèvement de phase liquide dans les cuves de l’ouvrage.
L’échangeur thermique 37 comprend une deuxième passe 41 qui est constitutive de la branche de refroidissement 33. Ainsi, la branche de refroidissement 33 comprend la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. La deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est configurée pour échanger des calories avec la première passe 39 de l’échangeur thermique 37 afin de liquéfier au moins en partie un gaz circulant dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37.
Une sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est reliée à une sortie de liquide 333 de la branche de refroidissement 33. La sortie de liquide 333 de la branche de refroidissement 33 est reliée à un dispositif de pulvérisation 58 disposé à l’intérieur de la cuve 3,5. Le dispositif de pulvérisation 58 est agencé de manière à être au-dessus de la phase liquide contenu dans la cuve 3,5. Le dispositif de pulvérisation 58 permet de disperser sous forme de gouttelettes le liquide issu de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37.
Dans le mode de réalisation de la , la sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est reliée à une pluralité de sorties de liquide 333 de la branche de refroidissement 33, chaque sortie de liquide 333 étant relié à un dispositif de pulvérisation 58 contenu dans une cuve 3, 5.
La sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est aussi reliée à un conduit d’évacuation 57 grâce à un conduit de raccordement 56. Le conduit d’évacuation 57 est décrit ci-après.
Le système d’alimentation 1 comprend un dispositif de répartition 64 configuré pour autoriser ou interdire un passage de fluide vers le ou les dispositifs de pulvérisation 58 et/ou vers le conduit d’évacuation 57.
Le dispositif de répartition 64 comporte une pluralité de dispositifs de contrôle 641, 643. Un premier dispositif de contrôle 643 est agencé sur le conduit de raccordement 56. Le premier dispositif de contrôle 643 est par exemple une vanne monovoie.
Le deuxième dispositif de contrôle 641 est agencé sur la branche de refroidissement 33 entre la jonction de la branche de refroidissement 33 avec le conduit de raccordement 56 et le dispositif de pulvérisation 58. Le deuxième dispositif de contrôle 641 est par exemple une vanne monovoie.
La branche de refroidissement 33 comprend un dispositif de refroidissement 35 agencé entre l’entrée liquide 105 du système d’alimentation 1 et une entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. Autrement dit, le dispositif de refroidissement 35 est disposé entre l’entrée de liquide 331 de la branche de refroidissement 33 et l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37.
Le dispositif de refroidissement 35 est configuré pour refroidir la portion de phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 circulant dans la branche de refroidissement 33. A titre d’exemple, le dispositif de refroidissement 35 pourra refroidir alternativement une portion de la phase liquide L1 du gaz naturel liquéfié LC1 et une portion de la phase liquide L2 du mélange LC2.
Le système d’alimentation 1 comprend une branche de dérivation 43 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. La branche de dérivation 43 relie une entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 à une sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. En d’autres mots, la branche de dérivation 43 est montée en parallèle de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique.
Le système d’alimentation 1 comprend un canal de raccordement 330 de l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 à un point de raccord PR0 de la branche de refroidissement 33. Le point de raccord PR0 est agencé sur la branche de refroidissement 33 entre le deuxième dispositif de contrôle 641 du dispositif de répartition 64 et le dispositif de pulvérisation 58.
En référence à la , le système de préparation 45 du carburant comprend un premier séparateur de phases 47, un deuxième séparateur de phases 55 et un dispositif de détente 53.
Le premier séparateur de phases 47 comprend une entrée 471 connectée à la sortie 393 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. On comprend dans ce contexte que l’entrée 471 du premier séparateur de phases 47 fait partie de l’entrée 451 du système de préparation 45.
Le premier séparateur de phases 47 comprend une sortie de gaz 473 qui fait partie de la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1. La sortie de gaz 473 du premier séparateur de phases 47 est reliée à une entrée carburant 701 du consommateur 7 pour délivrer le carburant. La connexion entre la sortie de gaz 473 du premier séparateur de phases 47 et le consommateur 7 est assurée par une conduite de raccordement 49.
On comprend donc que la conduite de raccordement 49 assure aussi la connexion entre la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1 et l’entrée carburant 701 du consommateur 7. On comprend aussi que la sortie de gaz 473 du premier séparateur de phases 47 fait partie d’une sortie gaz 453 du système de préparation 45 qui, elle-même, fait partie de la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1.
Le premier séparateur de phases 47 comprend une sortie de liquide 475 qui est reliée par une ligne 51 à une entrée 551 du deuxième séparateur de phases 55. Le dispositif de détente 53 est disposé sur la ligne 51. La ligne 51 peut être par exemple un conduit.
Le deuxième séparateur de phases 55 comprend une sortie de gaz 553 reliée, via un conduit 59, à un point de jonction PJ de la branche d’alimentation 21. Le point de jonction PJ est disposé entre la sortie gaz 303, 503 d’au moins une des cuves 3,5 de l’ouvrage 70 et une entrée 311 du dispositif de compression 31. Dans le mode de réalisation illustré sur la , le point de jonction est agencé sur la portion de liaison 211 de la branche de d’alimentation 21.
Le deuxième séparateur de phases 55 comprend une sortie de liquide 555 qui est en communication fluidique avec la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70. Autrement dit, la sortie de liquide 555 du deuxième séparateur de phases 55 est reliée à l’intérieur d’au moins une cuve 3,5 par un conduit d’évacuation 57. Une extrémité du conduit d’évacuation 57 est immergée dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 stocké et/ou transporté dans la cuve 3, 5. Dans l’exemple représenté sur la , le conduit d’évacuation 57 comprend une pluralité d’extrémités immergées chacune dans la phase liquide L1, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2.
En référence à la , le système d’alimentation 1 comprend une branche de contournement 61 d’au moins le système de préparation 45. Dans le mode de réalisation illustré sur la , la branche de contournement 61 permet aussi de contourner l’échangeur de chaleur 23 et l’échangeur thermique 37.
La branche de contournement 61 est agencée entre une sortie 313 du dispositif de compression 31 et une sortie gaz 453 du système de préparation 45. En d’autres termes, la branche de contournement 61 relie la sortie 313 du dispositif de compression 31 et la sortie gaz 453 du système de préparation 45. Dans le mode de réalisation représenté sur la , le dispositif de compression 31 comprend une pluralité d’étages de compression 315.
Le système d’alimentation 1 comprend un réchauffeur-refroidisseur65 de carburant disposé entre la sortie gaz 453 du système de préparation 45 et la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1 reliée à l’entrée carburant 701 du consommateur 7. On comprend donc que, dans le mode de réalisation de la , le réchauffeur-refroidisseur 65 est disposé sur la conduite de raccordement 49 entre une sortie gaz 453 du système de préparation 45 et l’entrée carburant 701 du consommateur 7.
Le système d’alimentation 1 comprend un dispositif de conversion 69 configuré pour alterner entre la première configuration et la deuxième configuration du système d’alimentation 1.
Le dispositif de conversion 69 comprend un premier dispositif de régulation 231, 233, 235 agencé pour contrôler la circulation du gaz dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 ou dans la branche de déviation 29. Ainsi, le premier dispositif de régulation 231, 233, 235 autorise, interdit et/ou régule un passage de fluide dans au moins une partie du système d’alimentation 1.
Dans l’exemple illustré sur la , le premier dispositif de régulation 231, 233, 235 comprend une pluralité de vannes monovoies. Une première vanne monovoie 231 est agencée à l’entrée 251 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23, une deuxième vanne monovoie 233 est agencée à la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et une troisième vanne monovoie 235 est disposée dans la branche de déviation 29. Ces vannes monovoies 231, 233, 235 vont permettre d’autoriser ou interdire un passage de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et/ou dans la branche de déviation 29. Autrement dit, ces vannes monovoies 231, 233, 235 sont configurées pour prendre une position ouverte, une position semi-ouverte pour réguler le débit ou une position fermée.
Dans un mode de réalisation non représenté, le premier dispositif de régulation comprend des vannes à deux voies disposées aux jonctions entre la branche d’alimentation et la branche de déviation.
Le dispositif de conversion 69 comprend un deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 ou dans la branche de dérivation 43 ou dans le canal de raccordement 330. Ainsi, le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 autorise, interdit et/ou régule un passage de fluide dans au moins une partie du système d’alimentation 1.
Dans l’exemple illustré sur la , le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 comprend une pluralité de vannes monovoies. Une première vanne monovoie 371 est agencée à l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37, une deuxième vanne monovoie 373 est agencée à la sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37, une troisième vanne monovoie 375 est disposée dans la branche de dérivation 43, et une quatrième vanne monovoie 377 est agencée dans le canal de raccordement 330. Les vannes monovoies du deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 vont permettre d’autoriser ou interdire un passage de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur thermique 37 et/ou dans la branche de dérivation 43 et/ou dans le canal de raccordement 330. Autrement dit, les vannes monovoies du deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 sont configurées pour prendre une position ouverte, une position semi-ouverte pour réguler le débit ou une position fermée.
Dans un mode de réalisation non représenté, le deuxième dispositif de régulation comprend des vannes à deux voies disposées aux jonctions entre la branche de refroidissement et la branche de dérivation.
Le dispositif de conversion 69 comprend un troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 ou dans la branche de contournement 61. Ainsi, le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 autorise, interdit et/ou régule un passage de fluide dans au moins une partie du système d’alimentation 1.
Dans l’exemple illustré sur la , le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 comprend une pluralité de vannes monovoies. Une première vanne monovoie 611 est agencée à l’entrée 271 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, une deuxième vanne monovoie 613 est agencée sur la branche de contournement 61, et une troisième vanne monovoie 615 en sortie gaz 453 du système de préparation 45. Les vannes monovoies du troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 vont permettre d’autoriser ou interdire un passage de fluide dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et/ou dans la branche de contournement 61. Autrement dit, les vannes monovoies du troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 sont configurées pour prendre une position ouverte, une position semi-ouverte pour réguler le débit ou une position fermée.
Dans un mode de réalisation non représenté, le troisième dispositif de régulation comprend des vannes à deux voies ou des vannes à trois voies disposées aux jonctions entre la branche d’alimentation et la branche de contournement et à la jonction entre la branche de contournement et la conduite de raccordement.
La est une représentation du système d’alimentation 1 dans une première configuration. Les cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 contiennent une liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane. Plus particulièrement, le liquide cryogénique LC1, LC2 est du gaz naturel liquéfié LC1.
Dans la première configuration du système d’alimentation 1, la premier dispositif de régulation 231, 233, 235 autorise la circulation de fluide dans la branche de déviation 29 et interdit le passage de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
Le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 autorise la circulation de fluide dans la branche de dérivation 43, interdit le passage de fluide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 et interdit le passage de fluide dans le canal de raccordement 330.
Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 autorise la circulation de fluide dans la branche de contournement 61. Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 interdit le passage de fluide dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37, dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, et dans le système de préparation 45.
Dans cette première configuration, le gaz G1 issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique LC1 sous forme liquide L1 qui est contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée d’une des cuves 3, 5 par la branche d’alimentation 21. Le gaz G1 passe dans la branche de déviation 29.
Ensuite, le gaz G1 est compressé par le dispositif de compression 31. La pression du gaz G1 en entrée 311 du dispositif de compression 31 est donc inférieure à la pression du gaz G1 en sortie 313 du dispositif de compression 31.
Le gaz G1 compressé s’écoule dans la branche de contournement 61. Le gaz G1 compressé évite donc l’échangeur de chaleur 23, l’échangeur thermique 37 et le système de préparation 45.
Après être passé dans la branche de contournement 61, le gaz G1 compressé s’écoule dans la branche de raccordement 49 et passe par le réchauffeur-refroidisseur 65 qui augmente la température du gaz G1 compressé avant d’être acheminé à au moins un consommateur 7. Le gaz G1 compressé ne peut aller dans le premier séparateur de phases 47 car la troisième vanne monovoie 615 du troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 en empêche l’accès.
En parallèle, une partie du liquide cryogénique LC1 sous forme liquide L1 dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée. Le liquide L1 s’écoule successivement dans la branche de refroidissement 33, dans le dispositif de refroidissement 35 qui refroidit le liquide L1, dans la branche de refroidissement 33, dans la branche de dérivation 43, puis à nouveau dans la branche de refroidissement 33.
Le dispositif de répartition 64 est dans une configuration qui autorise le liquide L1 à s’écouler dans le conduit de raccordement 56 et ainsi rejoindre le conduit d’évacuation 57 et qui interdit l’écoulement du liquide L1 vers le dispositif de pulvérisation 58.
La est une représentation du système d’alimentation 1 dans une deuxième configuration. Les cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 contiennent un liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane. Plus particulièrement, le liquide cryogénique LC1, LC2 est un mélange L2 de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide. L’alcane peut être choisi parmi l’éthane, le propane,le butane et au moins un de leurs mélanges. La teneur en alcane ayant au moins deux atomes carbone dans le mélange L2 est supérieure à la teneur en méthane du mélange L2. L’indice de méthane du mélange est ainsi inférieur à 70.
Dans la première configuration du système d’alimentation 1, la premier dispositif de régulation 231, 233, 235 autorise la circulation de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et interdit le passage de fluide dans la branche de déviation 29.
Le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 autorise la circulation de fluide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37, interdit le passage de fluide dans la branche de dérivation 43, et interdit le passage de fluide dans le canal de raccordement 330.
Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 autorise la circulation de fluide dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37, dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, et dans le système de préparation 45. Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 interdit le passage de fluide dans la branche de contournement 61.
Dans cette deuxième configuration, le gaz G2 issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique LC2 sous forme liquide L2 qui est contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée d’une des cuves 3, 5 par la branche d’alimentation 21.
Le gaz G2 s’écoule dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 en échangeant des calories avec la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23. A la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23, la température du gaz G2 a augmenté.
Le gaz G2 chauffé est ensuite compressé par le dispositif de compression 31. Ainsi, le gaz G2 présente une pression en sortie 313 du dispositif de compression 31 qui est adaptée pour entrer dans le système de préparation 45. A titre d’exemple, dans le présent mode de réalisation, la pression est de 6,5 bars en sortie 313 du dispositif de compression 31. La température du gaz G2 compressé reste sensiblement identique à la température du gaz G2 en sortie de première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
Le gaz G2 s’écoule après dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 pour céder des calories en échangeant ces calories avec la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23. Ainsi, le gaz G2 voit sa température abaissée à la sortie de deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23.
Dans l’échangeur de chaleur 23, l’écoulement du gaz G2 comprimé dans la deuxième passe 27 est orienté dans un sens opposé à l’écoulement gaz G1 dans la première passe 25.
Puis, le gaz G2 s’écoule dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. Le gaz G2 cède à nouveau des calories en échangeant des calories à la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. Le gaz G2 est alors au moins en partie liquéfié.
A la sortie 393 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37, on a une mixture de gaz et de liquide dont les compositions sont différentes. Le système de préparation 45 du carburant va permettre d’isoler le carburant à partir de cette mixture.
La mixture passe dans le premier séparateur de phases 47. La phase gazeuse qui est le carburant pour le consommateur 7, et la phase liquide de la mixture sont séparées. La phase gazeuse contenue dans le premier séparateur de phases 47 s’écoule dans la branche de raccordement 49 pour alimenter le consommateur en passant par le réchauffeur-refroidisseur 65.
La phase liquide de la mixture est envoyée dans le deuxième séparateur de phases 55 par la ligne 51 qui relie la sortie de liquide 475 du premier séparateur de phases 47 à l’entrée 551 du deuxième séparateur de phases 55.
En passant dans la ligne 51, la phase liquide de la mixture est détendue par le dispositif de détente 53. Une portion de la phase liquide s’évapore créant une autre mixture composée d’une phase liquide et d’une phase gazeuse qui vont être décantées dans le deuxième séparateur de phases 55.
La phase liquide contenue dans le deuxième séparateur de phases 55 est renvoyée dans au moins une des cuves 3, 5 de l’ouvrage 70. La phase gazeuse contenue dans le deuxième séparateur de phases 55 est renvoyée dans la branche d’alimentation 21 au niveau du point de jonction PJ qui est entre la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 311 du dispositif de compression 31.
En parallèle, une partie du liquide cryogénique LC1 sous forme liquide L1 dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée. Le liquide L1 s’écoule dans la branche de refroidissement 33 et passe, successivement, dans le dispositif de refroidissement 35 et dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 pour enfin être dispersé dans une des cuves 3,5 par le dispositif de pulvérisation 58.
Ainsi, dans le mode de réalisation illustré sur la , le dispositif de répartition 64 est dans une configuration qui interdit au liquide L1 de s’écouler dans le conduit de raccordement 56 et qui autorise l’écoulement du liquide L1 vers le dispositif de pulvérisation 58.
L’écoulement du liquide cryogénique sous forme liquide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 permet de liquéfier au moins en partie le gaz qui passe au même moment dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37.
Dans l’échangeur thermique 37, l’écoulement du gaz G2 dans la première passe 39 est orienté dans un sens opposé à l’écoulement du liquide G2 dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37.
En référence à la , une vue écorchée d'un ouvrage flottant 70 montre une cuve 3, 5 étanche et thermiquement isolée de forme générale prismatique montée dans une double coque 72 de l’ouvrage flottant 70, qui peut être un navire ou une plateforme flottante. Une paroi de la cuve 3, 5 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le liquide cryogénique contenu dans la cuve 3, 5, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières thermiquement isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72. Dans une version simplifiée, l’ouvrage flottant 70 comporte une simple coque.
Des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur un pont supérieur de l’ouvrage flottant 70 peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de liquide cryogénique depuis ou vers la cuve 3, 5.
En référence à la , une vue écorchée d'un ouvrage flottant 70 montre une cuve 3, 5 étanche et thermiquement isolée de forme générale prismatique montée dans une double coque 72 de l’ouvrage flottant 70, qui peut être un navire ou une plateforme flottante. Une paroi de la cuve 3, 5 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le liquide cryogénique contenu dans la cuve 3, 5, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières thermiquement isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72. Dans une version simplifiée, l’ouvrage flottant 70 comporte une simple coque.
Des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur un pont supérieur de l’ouvrage flottant 70 peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de liquide cryogénique depuis ou vers la cuve 3, 5.
La représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et/ou de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et/ou 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 est orientable et s'adapte à tous les gabarits d’ouvrage flottant 70. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et/ou de déchargement 75 permet le chargement et/ou le déchargement de l’ouvrage flottant 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de liquide cryogénique 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement et/ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du liquide cryogénique entre le poste de chargement et/ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder l’ouvrage flottant 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et/ou de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du liquide cryogénique, on met en œuvre des pompes embarquées dans l’ouvrage flottant 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Les exemples ont été décrit pour un ouvrage flottant cependant ils sont aussi applicables à un ouvrage terrestre. D’autre part, l’invention n’est pas limitée à l’utilisation de gaz naturel liquéfié ou à un mélange de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, notamment à pression atmosphérique.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.

Claims (12)

  1. Système d’alimentation (1) d’un consommateur (7) configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz (G1, G2) issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique (L1, LC1 ; L2, LC2) comprenant au moins du méthane, le liquide cryogénique (LC1, LC2) étant stocké dans au moins une cuve (3,5), le système d’alimentation (1) comprenant un système de préparation (45) du carburant, une branche d’alimentation (21) configurée pour amener au moins une portion du gaz depuis la cuve (3,5) jusqu’au système de préparation (45), un échangeur thermique (37) comportant au moins deux passes (39, 41) dont une première passe (39) est constitutive de la branche d’alimentation (21), la branche d’alimentation (21) comportant au moins un dispositif de compression (31) agencé avant une entrée (391) de la première passe (39), le système d’alimentation (1) comprenant une branche de refroidissement (33) configurée pour être parcourue par le liquide cryogénique (L1, LC1 ; L2, LC2), la branche de refroidissement (33) comportant la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37), la deuxième passe (41) étant configurée pour échanger des calories avec la première passe (39) afin de liquéfier au moins en partie le gaz (G1, G2) circulant dans la première passe (39), caractérisé en ce que le système de préparation (45) est agencé après une sortie (393) de la première passe (39) et en ce qu’il comprend un premier séparateur de phases (47), un deuxième séparateur de phases (55) et un dispositif de détente (53) disposé sur une conduite (51) reliant une sortie de liquide (475) du premier séparateur de phases (47) à une entrée (551) du deuxième séparateur de phases (55), une entrée (471) du premier séparateur de phases étant connectée à la sortie (393) de la première passe (39), au moins une sortie de gaz (473) du premier séparateur de phases (47) étant reliée au consommateur (7) pour délivrer le carburant, le système d’alimentation (1) étant configurée pour mettre en communication fluidique une sortie de liquide (555) du deuxième séparateur de phases (55) avec au moins une cuve (3, 7).
  2. Système d’alimentation (1) selon la revendication précédente, comprenant une branche de contournement (61) d’au moins les séparateurs de phases (47, 55), la branche de contournement (61) étant disposé entre une sortie (313) du dispositif de compression (31) et la sortie de gaz (473) du premier séparateur de phases (47).
  3. Système d’alimentation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une sortie de gaz (553) du deuxième séparateur de phases (55) est reliée à un point de jonction (PJ) de la branche d’alimentation (21) disposé entre une sortie de gaz (303, 503) de la cuve (3,5) et une entrée (311) du dispositif de compression (31).
  4. Système d’alimentation (1) selon la revendication l’une quelconque des revendications précédentes, comprend un échangeur de chaleur (23) configuré pour échanger des calories entre le gaz (G1, G2) issu de l’évaporation du liquide cryogénique (L1, LC1 ; L2, LC2) préalablement à sa compression par le dispositif de compression (31) et ce gaz comprimé par le dispositif de compression (31).
  5. Système d’alimentation (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’échangeur de chaleur (23) comprend une première passe (25) disposée entre une entrée gaz (101) du système d’alimentation (1) destiné à être reliée à une sortie de la cuve (303, 503) et une deuxième passe (27) disposée entre la sortie (313) du dispositif de compression (31) et une entrée (391) de la première passe (39) de l’échangeur thermique (37).
  6. Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la branche de refroidissement (33) comprend un dispositif de refroidissement (35) agencé entre une entrée liquide (105) du système d’alimentation (1) et une entrée (411) de la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37) pour refroidir le liquide cryogénique (L1, LC1 ; L2, LC2).
  7. Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un réchauffeur-refroidisseur (65) agencé entre la sortie gaz (453) du système de préparation (45) et une sortie gaz (103) du système d’alimentation (1) reliée à une entrée carburant (701) du consommateur (7).
  8. Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le liquide cryogénique (LC1, LC2) comprenant du méthane est un gaz naturel liquéfié (LC1) ou un mélange (LC2) de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide.
  9. Ouvrage (70) destiné au transport et/ou au stockage de liquide cryogénique (LC1, LC2) comprenant du méthane, l’ouvrage (70) comportant au moins une cuve (3, 5) qui contient le liquide cryogénique (LC1, LC2), l’ouvrage (70) comprenant au moins un consommateur (7) qui consomme un carburant préparé à partir d’un gaz (G1, G2) issu de l’évaporation du liquide cryogénique (L1, LC1 ; L2, LC2) et au moins un système de d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le système d’alimentation (1) comprenant au moins une conduite (49) reliant la sortie de gaz (473) du premier séparateur (47) au consommateur (7).
  10. Système de transfert pour du liquide cryogénique comprenant du méthane, le système comportant un ouvrage (70) selon la revendication 10, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve installée (3, 5) dans l’ouvrage (70) à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un flux de liquide cryogénique à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (3, 5) de l’ouvrage (70).
  11. Procédé de chargement ou de déchargement d’un ouvrage flottant (70) selon la revendication 10, au cours duquel on achemine du liquide cryogénique à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (3, 5) de l’ouvrage flottant (70).
  12. Procédé de préparation d’un carburant à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane et stocké dans au moins une cuve (3, 5) par un système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, le procédé comprenant une étape de compression du gaz par le dispositif de compression (31), une étape d’échange de calories dans l’échangeur thermique (37) entre le gaz comprimé et le liquide cryogénique refroidi afin de liquéfier au moins en parti le gaz comprimé, et une étape de séparation de la phase liquide et de la phase gazeuse du gaz au moins en partie liquéfié et une étape de fourniture de ladite phase gazeuse en tant que carburant à un consommateur (7).
FR2104876A 2021-05-07 2021-05-07 Système d’alimentation d’un consommateur configuré pour être alimenté en un carburant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane Active FR3122706B1 (fr)

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