FR3130933A1 - Unité de stockage de fluide cryogénique - Google Patents

Unité de stockage de fluide cryogénique Download PDF

Info

Publication number
FR3130933A1
FR3130933A1 FR2114209A FR2114209A FR3130933A1 FR 3130933 A1 FR3130933 A1 FR 3130933A1 FR 2114209 A FR2114209 A FR 2114209A FR 2114209 A FR2114209 A FR 2114209A FR 3130933 A1 FR3130933 A1 FR 3130933A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
getter
storage unit
internal
tube
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2114209A
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric Greber
Yannick FOURCAUDOT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Original Assignee
Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Faurecia Systemes dEchappement SAS filed Critical Faurecia Systemes dEchappement SAS
Priority to FR2114209A priority Critical patent/FR3130933A1/fr
Priority to PCT/EP2022/087365 priority patent/WO2023118377A1/fr
Publication of FR3130933A1 publication Critical patent/FR3130933A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/001—Thermal insulation specially adapted for cryogenic vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01—Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/011—Reinforcing means
    • F17C2203/013—Reinforcing means in the vessel, e.g. columns
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01—Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/014—Suspension means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0308—Radiation shield
    • F17C2203/032—Multi-sheet layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0391—Thermal insulations by vacuum
    • F17C2203/0395—Getter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0639—Steels
    • F17C2203/0643—Stainless steels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F17C2209/221—Welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F17C2221/017—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0115—Single phase dense or supercritical, i.e. at high pressure and high density
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/036—Avoiding leaks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/042—Reducing risk of explosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171—Trucks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0173—Railways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0176—Buses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0178—Cars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Unité de s tockage de fluide cryogénique L’unité de stockage d’un fluide cryogénique (1) comprend :- un réservoir interne (3), délimitant intérieurement un volume de stockage (5) destiné à stocker le fluide cryogénique ;- un réservoir externe (13) à l’intérieur duquel est agencé le réservoir interne (3), un espace intermédiaire (15) séparant le réservoir interne (3) du réservoir externe (13) ;- une isolation thermique (23) interposée entre le réservoir interne (3) et le réservoir externe (13) ;- un getter (51) logé dans un volume en communication fluidique avec l’espace intermédiaire (15) ;le réservoir externe (13) ayant une ouverture (97) d’extraction du getter (51), et un couvercle (99) amovible fermant l’ouverture (97). Figure pour l'abrégé : 2

Description

Unité de stockage de fluide cryogénique
La présente invention concerne en générale une unité de stockage de fluide cryogénique, notamment le stockage d’hydrogène liquide.
Cette unité de stockage de fluide cryogénique, outre la présente demande, est protégée par les demandes suivantes, déposées le même jour, et portant sur les aspects suivants :
- une demande portant sur un dispositif de stockage et d’alimentation en hydrogène comportant un moyen pour réchauffer le fluide cryogénique sortant du réservoir intérieur, avant alimentation d’un échangeur de chaleur, ce moyen étant une alternative à celui de la présente demande ; cette demande porte la référence interne BFF21P0640 ;
- une autre demande portant également sur un dispositif de stockage et d’alimentation en hydrogène comportant un moyen pour réchauffer le fluide cryogénique sortant du réservoir intérieur, avant alimentation d’un échangeur de chaleur, ce moyen étant une alternative à celui de la demande précédente ; cette demande porte la référence interne BFF21P0641 ;
- une demande portant sur une unité de stockage d’un fluide cryogénique comportant une suspension métallique du réservoir interne au réservoir externe ; cette demande porte la référence interne BFF21P0642 ;
- une demande portant sur un ensemble comprenant une unité de stockage de fluide cryogénique et une vanne cryogénique ; cette demande porte la référence interne BFF21P0788 ;
- une demande portant sur une unité de stockage d’un fluide cryogénique comportant au moins un réservoir additionnel pour allonger le temps de dormance ; cette demande porte la référence interne BFF21P0868.
Il est possible de stocker l’hydrogène liquide dans une unité de stockage comprenant un réservoir interne délimitant intérieurement un volume de réception pour l’hydrogène liquide, et un réservoir externe à l’intérieur duquel est agencé le réservoir interne.
Un espace intermédiaire est ainsi ménagé entre le réservoir interne et le réservoir externe.
L’hydrogène est stocké à l’état liquide dans le réservoir interne. Pour ce faire, si la pression de gaz à l’intérieur du réservoir interne est la pression ambiante, le dihydrogène, communément appelé hydrogène, doit être maintenue à une température proche de 20 K.
Une isolation thermique est agencée dans l’espace intermédiaire. Cette isolation thermique est typiquement constituée de plusieurs couches de fines feuilles métalliques, et de couches de fibres intercalées entre les feuilles métalliques.
L’isolation thermique est posée sur le réservoir interne, sans toucher le réservoir externe.
Le volume intermédiaire est mis sous un vide poussé, pour limiter autant que possible les transferts thermiques par convection entre les deux réservoirs. Le vide poussé est typiquement de l’ordre de 10-5millibars.
Pour obtenir un vide poussé dans l’espace intermédiaire, et ce de manière pérenne, l’unité de stockage est soumise avant mise en service à la procédure suivante.
Un nettoyage et un séchage poussé des composants de l’unité de stockage est effectué avant l’assemblage des composants.
Puis, l’espace intermédiaire est soumis à une opération de dégazage. Le gaz contenu dans l’espace intermédiaire entre les deux réservoirs est pompé. Au fur et à mesure que la pression diminue, l’eau, les graisses et les gaz contenus dans la matière en contact avec le vide s’évaporent.
L’opération de dégazage est effectuée en faisant circuler un gaz neutre tel que de l’azote dans l’espace intermédiaire, à basse pression, et en soumettant l’unité de stockage à un ou plusieurs cycles de chauffage et de refroidissement. Cette phase de dégazage dure entre deux jours et deux semaines.
A l’issue de la phase de dégazage, un getter est placé dans l’espace intermédiaire.
On entend ici par « getter », un organe contenant une substance ayant la capacité d’absorber des gaz tels que notamment la vapeur d’eau et le dihydrogène, dans un volume soumis au vide. Le getter peut également être appelé « absorbeur de gaz ».
Enfin, l’espace intermédiaire est mis sous vide et scellé.
Le getter est prévu pour absorber les très petites quantités de gaz qui vont se libérer de l’espace intermédiaire au cours de la vie de l’unité de stockage.
En effet, malgré tout le soin apporté aux opérations de dégazage, des gaz restent emprisonnés, soit à la surface des composants du stockage, soit dans la matière constituant ces composants, soit entre les différentes couches de l’isolation thermique.
Notamment, l’acier inoxydable constituant le réservoir interne et le réservoir externe contient de l’hydrogène, de même que toutes les pièces métalliques formant les organes fonctionnels de l’unité de stockage. Cet hydrogène est difficilement extractible en totalité durant la phase de dégazage.
Ces gaz proviennent également de micro-trous dans les soudures ou dans les assemblages, qui vont laisser passer de très faibles quantités d’air venant de l’extérieur ou d’hydrogène venant du réservoir interne.
La durée de vie d’une telle unité de stockage est de quinze ans ou plus. Le vide poussé doit être maintenu aussi longtemps que possible, pour limiter de manière permanente les transferts thermiques par convection entre le réservoir externe et le réservoir interne.
Après plusieurs années de fonctionnement, il a été constaté que la pression dans l’espace intermédiaire entre les deux réservoirs augmente, malgré la présence du getter.
Cette augmentation de la pression conduit à une augmentation des transferts thermiques par convection entre le réservoir interne et le réservoir externe. Ces transferts deviennent problématiques quand la pression interne dépasse 10-3millibars.
En cas de fuite d’air depuis l’extérieur de l’unité de stockage dans l’espace intermédiaire, l’air entrant va se liquéfier au contact de la paroi du réservoir interne. Cette paroi interne est à une température d’environ 20 K, c’est-à-dire à une température inférieure à la température de liquéfaction de l’azote et de l’oxygène. Parallèlement, l’hydrogène, contenu dans le réservoir interne, va être réchauffé du fait que l’isolation thermique est dégradée. Ceci va conduire à une augmentation de la pression interne du réservoir interne.
Le réservoir interne est équipé d’un évent, qui va s’ouvrir une fois que la pression à l’intérieur du réservoir interne aura dépassé la valeur de tarage de l’évent. Le réservoir interne n’étant pas adiabatique, sans soutirage de l’hydrogène contenu, la température et donc la pression va augmenter jusqu’à ouvrir l’évent quand la pression atteint la pression de tarage.
En cas de rupture brutale du vide, l‘hydrogène liquide va rapidement se réchauffer et donc la pression interne va augmenter rapidement. L’évent va s’ouvrir et l’hydrogène ira à l’atmosphère. Au fur et à mesure que le réservoir interne se vide, la température du réservoir interne augmente jusqu’à atteindre une température de 77 K, correspondant à la température d’ébullition de l’air. Le passage d’une température de la paroi du réservoir interne de 20 K à 77 K entraînera une ébullition soudaine de l’air, ce qui pourrait conduire à l’explosion du réservoir externe.
Dans ce contexte, l’invention vise à proposer une unité de stockage d‘un fluide cryogénique dans lequel le maintien sous un vide poussé de l’espace intermédiaire séparant le réservoir interne du réservoir externe est facilité.
A cette fin, l’invention porte sur une unité de stockage d‘un fluide cryogénique, comprenant :
- un réservoir interne, délimitant intérieurement un volume de stockage destiné à stocker le fluide cryogénique ;
- un réservoir externe à l’intérieur duquel est agencé le réservoir interne, un espace intermédiaire séparant le réservoir interne du réservoir externe;
- une isolation thermique interposée entre le réservoir interne et le réservoir externe;
- un getter logé dans un volume en communication fluidique avec l’espace intermédiaire;
le réservoir externe ayant une ouverture d’extraction du getter, et un couvercle amovible fermant l’ouverture..
Du fait que le réservoir externe présente une ouverture permettant d’extraire le getter, il est possible de remplacer celui-ci facilement au cours de la vie du stockage.
Le getter peut être réactivé ou remplacé par un getter neuf.
Plus précisément, quand le vide dans l’espace intermédiaire est devenu trop faible, le réservoir intérieur est vidé de fluide cryogénique. L’espace intermédiaire est mis à pression ambiante, et le getter est extrait par l’ouverture prévue à cet effet dans le réservoir externe.
Si nécessaire, les fuites ayant conduit à la rupture du vide sont réparées.
Le cas échéant, l’espace intermédiaire est soumis à une procédure simplifiée de dégazage.
Un nouveau getter, ou le getter régénéré, est réinstallé dans l’espace intermédiaire, et le vide poussé est rétabli dans l’espace intermédiaire.
Le getter d’origine, ayant connu une rupture de vide, même partielle, serait vraisemblablement complètement saturé. Dans l’hypothèse où cela ne serait pas le cas, il serait très rapidement saturé au contact de l’air quand l’espace intermédiaire est mis à pression ambiante. Exposer le getter d’origine au vide ne permet pas de le régénérer, et implique de dégazer dans l’espace intermédiaire.
En effet, typiquement, les absorbeurs de gaz sont réactivés en les chauffant à haute température, entre 750° C et 900° C, sous vide. Une telle réactivation n’est pas possible en laissant les getters en place.
En l’absence d’ouverture prévu à cet effet dans le réservoir externe, l’extraction du getter, hors de l’espace intermédiaire, nécessite de déconstruire l’unité de stockage, ce qui est une opération complexe à effectuer.
L’unité de stockage peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le réservoir interne comprend une paroi tubulaire interne ayant un axe central, et des premier et second fonds internes fermant des extrémités axiales opposées de la paroi tubulaire interne, le réservoir interne comprenant en outre un tube et solidarisant les premier et second fonds internes l’un à l’autre, le getter étant logé dans le tube ;
- le tube présente une première partie d’extrémité faisant saillie hors du réservoir interne à travers le premier fond interne, le getter étant logé dans la première partie d’extrémité ;
-le réservoir externe comprend une paroi tubulaire externe ayant un axe central, et des premier et second fonds externes fermant des extrémités axiales opposée de la paroi tubulaire externe, le premier fond externe s’étendant en vis-à-vis du premier fond interne, l’ouverture étant ménagée dans le premier fond externe, axialement dans le prolongement de la première partie d’extrémité du tube ;
-l’isolation thermique est agencée contre le réservoir interne et est traversée par le tube, le tube présentant au moins un orifice débouchant dans une épaisseur de l’isolation thermique ;
-le getter présente une section externe plus petite qu’une section interne du tube, de telle sorte qu’une circulation de gaz est possible le long du tube au niveau du getter ;
-le getter comprend un matériau absorbeur de gaz et une tige de support traversant le matériau absorbeur de gaz, le getter étant fixé au tube par deux plaques coopérant avec deux parties d’extrémité opposées de la tige de support ;
-les plaques sont ajourées, une circulation de gaz étant autorisées à travers les plaques ;
-le getter comprend un organe de préhension faisant saillie hors du tube ;
–le couvercle présente une zone d’affaiblissement.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée donné ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquels :
  • La est une vue en coupe axiale de l’unité de stockage de l’invention ;
  • La est une vue agrandie d’un détail de la , montrant le getter ;
  • La est une vue en perspective du getter des figures 1 et 2 ; et
  • La est une vue en perspective du couvercle de l’unité de stockage des figures 1 et 2.
L’unité de stockage 1 représenté sur la est destiné à stocker un fluide cryogénique.
On entend ici par « fluide », un élément pouvant être dans un étant gazeux, liquide ou supercritique.
On entend par « fluide cryogénique » un fluide se trouvant à une température inférieure à 120 K.
Ce fluide se trouve au moins partiellement à l’état liquide à l’intérieur de l’unité de stockage.
Ce fluide est typiquement de l’hydrogène, de préférence de l’hydrogène gazeux. En variante, le fluide est de l’hélium, de l’azote, un gaz naturel tel que le méthane CH4 ou tous autre fluide adapté.
L’unité de stockage 1 est typiquement destiné à être embarqué à bord d’un véhicule, typiquement un train, un bateau ou un véhicule automobile tel qu’une voiture, un camion, un autobus, etc.
Elle est destinée à alimenter dans ce cas une pile à combustible, produisant de l’électricité pour un moteur électrique. Ce moteur électrique est typiquement le moteur à propulsion du véhicule.
Quand le fluide est de l’hydrogène, il est stocké dans l’unité de stockage 1 par exemple à pression ambiante et à une température proche de 20K.
Comme visible sur la , l’unité de stockage 1 comprend un réservoir interne 3, délimitant intérieurement un volume de stockage 5 destiné à recevoir le fluide cryogénique.
Le réservoir interne 3 comprend une paroi tubulaire interne 7 ayant un axe central C, et des premier et second fonds internes 9, 11 fermant des extrémités axiales opposées de la paroi tubulaire interne 7.
Typiquement, la paroi tubulaire interne 7 présente, perpendiculairement à l’axe central C, une section constante. Cette section est par exemple circulaire.
Dans la position d’utilisation normale de l’unité de stockage 1, l’axe central C est horizontal.
L’unité de stockage 1 comprend encore un réservoir externe 13, à l’intérieur duquel est agencé le réservoir interne 3.
Le réservoir externe 13 est sans contact direct avec le réservoir interne 3.
Un espace intermédiaire 15 sépare le réservoir interne 3 du réservoir externe 13.
Le réservoir externe 13 comprend une paroi tubulaire externe 17 ayant un axe central, et des premier et second fonds externes 19, 21 fermant des extrémités axiales opposées de la paroi tubulaire externe 17.
Typiquement, le réservoir externe 13 est coaxial au réservoir interne 3. En d’autres termes, l’axe central du réservoir externe 13 est l’axe C.
La paroi tubulaire externe 17 est placée autour et en vis-à-vis de la paroi tubulaire interne 7. Les premier et second fonds externes 19, 21 sont placés en vis-à-vis des premier et second fonds internes 9,11.
L’unité de stockage 1 comporte encore une isolation thermique 23, interposée entre le réservoir interne 3 et le réservoir externe 13.
Elle est placée dans l’espace intermédiaire 15.
L’isolation thermique 23 est agencée contre le réservoir interne 3.
Plus précisément, elle est placée contre une surface externe du réservoir interne 3.
L’isolation thermique 23 comporte typiquement une pluralité de fines feuilles métalliques superposées les unes sur les autres, et des couches de fibres intercalées entre les feuilles métalliques.
Cette isolation thermique 23 enveloppe complètement le réservoir interne 3.
Le réservoir interne 3 comporte encore un tube 25 s’étendant selon l’axe central C et solidarisant les premier et second fonds internes 9, 11 l’un à l’autre.
Le tube 25 s’étend à l’intérieur du réservoir interne 3, et traverse celui-ci sur toute sa longueur axiale.
Le tube 25 est creux. Il est ouvert à ses deux extrémités et délimite intérieurement un passage à travers lequel la zone de l’espace intermédiaire située entre le premier fond interne 9 et le premier fond externe 19 communique avec la zone de l’espace intermédiaire située entre le second fond interne 11 et le second fond externe 21.
Le tube 25 présente une première partie d’extrémité 27 faisant saillie hors du réservoir interne 3 à travers le premier fond interne 9.
Il comporte également une seconde partie d’extrémité 29 faisant saillie hors du réservoir interne 3 à travers le second fond interne 11.
Un orifice 31 est ménagé dans le premier fond interne 9.
Une manchette 33, de forme tubulaire, est engagé dans l’orifice 31 et est fixée au premier fond interne 9 de manière étanche.
La première partie d’extrémité 27 du tube 25 est reçue dans la manchette 33 et traverse celle-ci sur toute sa longueur.
Dans l’exemple représenté sur les figures, l’orifice 31 est formé par une partie du premier fond interne 9 formant un col 35 rentrant vers l’intérieur du réservoir interne 3.
Le second fond interne 11 présente un orifice du même type, dans lequel est insérée une autre manchette non référencée. La seconde partie d’extrémité 29 du tube 25 est engagée dans ladite autre manchette.
L’unité de stockage 1 comporte encore une suspension 37, le réservoir interne 3 étant suspendu au réservoir externe 13 par la suspension 37.
La suspension 37 est de tout type adaptée.
Dans l’exemple représenté, la suspension 37 solidarise les première et seconde parties d’extrémité 27, 29 du tube 25 à la paroi tubulaire externe 17.
Plus précisément, elle solidarise les parties d’extrémités 27,29 du tube 25 à la partie supérieure de la paroi tubulaire externe 17.
Pour ce faire, la suspension 37 comporte, pour chaque partie d’extrémité 27,29 du tube 25, une plaque emboutie 39 et un ou plusieurs bras coudés 41.
La plaque emboutie 39 présente une zone plane 43 dans lequel est ménagé un orifice 45 délimité par un bord tombé 47.
Comme visible sur la , la première partie d’extrémité 27 est engagée dans l’orifice 45. Le bord tombé 47 est rigidement fixé à la première partie d’extrémité 27.
Les bords extrêmes du bord tombé 47 et de la première partie d’extrémité 27 sont sensiblement de niveau.
Un tronçon 48 de chaque bras coudé 41 s’étend sensiblement radialement par rapport à l’axe central C et est rigidement fixé à la plaque emboutie 39. Une autre partie d’extrémité 49 du bras coudé 41 s’étend sensiblement parallèlement à l’axe central C, et est engagée entre la paroi tubulaire interne 7 et la paroi tubulaire externe 17. Elle est rigidement fixée à la paroi tubulaire externe 17.
La seconde extrémité 29 du tube 25 est suspendue au réservoir externe 13 de la même façon.
L’unité de stockage 1 comporte encore un getter 51 logé dans un volume en communication fluidique avec l’espace intermédiaire 15.
On entend par là que le getter 51 est logé dans l’espace intermédiaire 15 ou dans un volume communiquant avec l’espace intermédiaire 15.
Avantageusement, le getter 51 est logé dans le tube 25.
Plus précisément, le getter 51 est logé dans la première partie d’extrémité 27 du tube 25.
Comme visible notamment sur la , le getter 51 comporte un matériau absorbeur de gaz 53. Il comporte également une tige de support 55 traversant le matériau absorbeur de gaz 53.
La tige de support 55 s’étend suivant l’axe central C.
Le matériau absorbeur de gaz 53 est de tout type adapté.
Typiquement, c’est une poudre frittée contenant une zéolite, et/ou d’autres composées tels que du titane, du molybdène ou encore un alliage nickel-chrome.
Le matériau absorbeur de gaz 53 présente typiquement une porosité d’environ 50 %.
Le matériau absorbeur de gaz 53 se présente sous la forme d’un cylindre, avec un passage central 57 dans lequel est reçue la tige de support 55.
Comme visible notamment sur la , le getter 51 présente une section externe plus petite qu’une section interne du tube 25, de telle sorte qu’une circulation de gaz est possible le long du tube 25, à l’intérieur de celui-ci, au niveau du getter 51.
En d’autres termes, il subsiste un interstice libre entre la surface radialement externe du getter 51 et la surface interne du tube 25.
Le getter 51 est fixé au tube 25 par deux plaques 59, 61.
Les plaques 59, 61 sont ajourées, une circulation de gaz étant autorisée à travers les plaques 59, 61.
Dans l’exemple représenté, le getter 51 est fixé au tube 25 par deux plaques 59, 61, coopérant avec deux parties d’extrémités opposées de la tige de support 55.
La plaque 59 est agencée sur la partie d’extrémité distale 62 de la tige de support 55, c’est-à-dire la partie d’extrémité enfoncée le plus loin à l’intérieur du tube 25.
La plaque 59 présente la forme générale d’une coupelle. Elle présente un orifice central 63, par l’intermédiaire duquel la plaque 59 est enfilée sur la tige de support 55. Elle présente également un bord périphérique externe 65 plié, en appui contre la surface interne du tube 25. Des échancrures 67 sont découpées dans le bord périphérique externe 65. D’autres échancrures 69 sont découpées dans la partie central de la plaque 59, et s’étendent par exemple radialement à partir de l’orifice central 63.
La plaque 59 est rigidement fixée à la tige de support 55, par tous moyens adaptés, par exemple par soudage.
Il est à noter qu’une nervure circonférentielle 71 est formée sur la tige de support 55. Une extrémité axiale du matériau absorbeur de gaz 53 est en appui axialement contre la nervure 71. L’extrémité axiale opposée du matériau absorbeur de gaz 53 est en appui axialement contre la plaque 59.
Ainsi, le matériau absorbeur de gaz 53 est pris axialement entre la nervure 71 et la plaque 59, et est maintenu en position le long de la tige de support 55.
A son extrémité opposée à la plaque 59, la tige de support 55 s’arrête axialement sensiblement au même niveau que le tube 25 et que le bord tombé 47. La plaque 61 est montée sur cette partie d’extrémité proximale 73.
La plaque 61 présente, elle aussi, la forme générale d’une coupelle. Elle présente une partie centrale 75 sensiblement plane, dans laquelle est découpée un orifice 77 recevant la partie d’extrémité proximale 73.
Elle présente également un bord périphérique externe plié 79.
Le bord plié 79 est subdivisé en une pluralité de languette 81 par des fentes 83 espacées circonférentiellement autour de l’axe central C. Les fentes 83 sont débouchantes au niveau du bord libre de la plaque 61, et se prolonge jusque dans la partie centrale 75 de la plaque 61. Elles sont fermées au niveau de la partie centrale 75. Le bord 79 vient en appui sur une surface radialement externe du bord tombé 47. Ainsi, l’extrémité du tube 25 et le bord tombé 47 sont logés à l’intérieur de la plaque 61.
Les languettes 81 constituent des lames de ressort sollicité élastiquement en appui contre le bord tombé 47, et ne sont pas rigidement fixées à celui-ci.
La partie centrale 75 de la plaque 61 est percée par des trous 84.
Les plaques 59 et 61 sont d’orientations générales sensiblement perpendiculaires à l’axe central C.
Comme visible sur les figures 2 et 3, le getter 51 comporte encore un organe de préhension 85 faisant saillie hors du tube 25.
Dans l’exemple représenté, l’organe de préhension 85 est un anneau, rigidement fixé à la partie d’extrémité proximale 73 de la tige de support 55. L’anneau 85 est situé hors du tube 25.
Le getter 51 se présente donc sous la forme d’une cartouche engagée de manière amovible dans la première partie d’extrémité 27 du tube 25. La partie d’extrémité distale 62 de la tige de support 55 est centrée sur l’axe central C par la plaque 59, en appui sur la surface interne du tube 25. La partie d’extrémité proximale 73 de la tige de support 55 est centrée sur l’axe central C par la plaque 61, qui est engagée élastiquement autour du bord tombé 47.
Du fait que la tige 55 est bien centrée sur l’axe central C, un interstice 87 sépare le matériau absorbeur de gaz 53 de la surface interne du tube 25, et ce sur toute sa périphérie.
Comme visible sur les figures 1 et 2, l’isolation thermique 23 est agencée contre le réservoir interne 3.
Elle est traversée par le tube 25, le tube 25 présentant au moins un orifice 89 débouchant dans une épaisseur de l’isolation thermique 23. Typiquement, le tube 25 présente une pluralité d’orifices 89, répartis circonférentiellement autour de l’axe central C.
Plus précisément, l’isolation thermique 23 est plaquée sur la surface externe du réservoir interne 3. Elle est notamment plaquée contre la surface externe de la partie du réservoir interne définissant le col 35.
Une ouverture 91 est formée dans l’isolation thermique 23, dans le prolongement de l’orifice 31. En d’autres termes, l’ouverture 91 coïncide avec l’orifice 31.
Comme indiqué plus haut, l’isolation thermique 23 est formée d’une pluralité de feuilles métalliques et d’une pluralité de couches de fibres, superposées les unes sur les autres. L’ouverture 91 est découpée et traverse chacune des feuilles métalliques et chacune des couches de fibres. Ainsi, les interstices séparant les feuilles et les couches les unes des autres débouchent chacun dans l’ouverture 91, permettant ainsi aux gaz résiduels bloqués dans ces interstices de s’écouler jusqu’à l’ouverture 91.
La manchette 33 est engagée à travers l’ouverture 91.
La manchette 33 traverse toute l’épaisseur de la couche d’isolation thermique 23. Elle présente un ou plusieurs trous 93, placés en coïncidence avec le ou les orifices 89 du tube 25. Ainsi, le volume interne du tube 25 communique avec les interstices séparant les feuilles et les couches de l’isolation thermique 23, à travers le ou les orifices 89 et le ou les trous 93.
De préférence, l’unité de stockage de fluide cryogénique comprend un autre getter 95, logé dans la seconde partie d’extrémité 29 du tube 25.
L’autre getter 95 est du même type que le getter 51, et ne sera donc pas décrit ici en détail.
Il est agencé dans la seconde partie d’extrémité 29 du tube 25 de la même façon que le getter 51 est agencé dans la première partie d’extrémité 27 du tube 25.
Avantageusement, le réservoir externe 13 comporte une ouverture 97 d’extraction du getter 51, et un couvercle 99 amovible fermant l’ouverture 97.
L’ouverture 97 est ménagée dans le premier fond externe 19, axialement dans le prolongement de la première partie d’extrémité 27 du tube 25.
En d’autres termes, l’ouverture 97 est située exactement en vis-à-vis du getter 51.
L’ouverture 97 présente une section interne légèrement supérieure à la section externe du getter 51, prise perpendiculairement à l’axe central C.
Comme visible sur la , l’organe de préhension 85 est situé immédiatement à proximité de l’ouverture 97, un opérateur pouvant facilement engager la main à travers l’ouverture 97 pour saisir l’organe de préhension 85 et extraire le getter 51 hors du tube 25 selon un mouvement axial.
Un joint d’étanchéité 101 est interposé entre le couvercle 99 et le bord de l’ouverture d’extraction 97.
Le couvercle 99 est fixé de manière amovible au réservoir externe 13 par tous moyens adaptés, ici par des vis.
Avantageusement, le couvercle 99 présente une zone d’affaiblissement 103.
La zone d’affaiblissement 103 est par exemple une ligne en forme de C, les deux extrémités du C étant séparées par une zone non-affaiblie 105. Dans la zone d’affaiblissement 103, le matériau constituant le couvercle 99 est affaibli par tous moyens adaptés : réduction d’épaisseur du matériau constituant le couvercle, déformation de ce matériau, etc.
Dans la zone non affaiblie 105, le couvercle 99 est avantageusement renforcé, par exemple par des raidisseurs.
Ainsi, le couvercle 99 présente une zone qui, en cas de surpression dans l’espace intermédiaire 15 va se déchirer, permettant au gaz sous pression de s’évacuer hors de l’espace intermédiaire 15. La zone non affaiblie 105 joue le rôle de charnière, permettant ainsi de contrôler la déformation du couvercle 99 au moment du déchirement.
La procédure de remplacement du getter 51 est très simple.
Le gaz cryogénique stocké dans le réservoir interne 3 est d’abord évacué.
L’espace intermédiaire 15 est ensuite remis à pression ambiante, par tous moyens adaptés.
Le couvercle 99 est séparé du réservoir externe 13, dégageant ainsi l’ouverture d’extraction 97.
Le getter 51 est extrait hors de l’espace intermédiaire 15 à travers l’ouverture d’extraction 97.
Pour se faire, l’opérateur engage ses doigts de la main dans l’ouverture d’extraction 97 et saisit l’organe de préhension 85. Il tire axialement sur le getter 51. La plaque 61 se désengage du bord tombé 47. La plaque 59 glisse sur la surface interne du tube 25, jusqu’à l’extrémité de ce tube 25.
Le getter 51 est ensuite régénéré, ou un nouveau getter est approvisionné.
Le cas échéant, une nouvelle phase de dégazage est réalisée.
Puis, l’espace intermédiaire 15 est de nouveau rempli d’air, et le getter régénéré 51 est remis en place, ou le nouveau getter est mis en place. Ceci est effectué très facilement, en démontant une nouvelle fois le couvercle 99 et en introduisant le getter 51 dans l’extrémité du tube 25.
Le getter 51 est mis en place selon un mouvement axial, la plaque 59 glissant sur la surface interne du tube 25 jusqu’à ce que la plaque 61 vienne se placer autour du bord tombé 47. Le couvercle 99 est alors refixé de manière étanche sur le réservoir externe 13.
Le vide poussé est ensuite rétabli dans l’espace intermédiaire 15.
L’unité de stockage décrit ci-dessus peut présenter de multiples variantes.
L’isolation thermique n’est pas nécessairement du type décrit ci-dessus. Elle n’est pas nécessairement constituée d’une multitude de feuilles métalliques superposées les unes sur les autres, avec interposition de couches de fibres. Elle pourrait être constituée d’un autre matériau.
Le réservoir interne et le réservoir externe pourraient avoir n’importe quelle forme, et n’ont pas nécessairement des formes générales cylindriques.
Le getter n’est pas nécessairement logé dans le tube 25. Il pourrait être logé en tout point de l’espace intermédiaire, sous réserve que l’ouverture d’extraction soit ménagée en vis-à-vis. Il pourrait être logé non pas dans une partie d’extrémité mais dans un tronçon central du tube.
Le getter peut ne pas être une cartouche du type décrit ci-dessus, avec une tige centrale et un anneau de préhension.
Le getter pourrait être tout simplement une brique de matériau absorbeur de gaz posée à l’intérieur du tube, ou en tout autre point de l’espace intermédiaire.
Le couvercle pourrait ne pas présenter de zones d’affaiblissements.
L’unité de stockage pourrait ne comporter qu’un seul getter.
L’unité de stockage de gaz décrit ci-dessus présente de multiples avantages.
Le fait de loger le getter dans le tube est particulièrement commode. Ce volume n’est pas utilisé pour faire passer des organes fonctionnels du stockage, par exemple les conduits de circulation du gaz cryogénique ou la suspension.
Par ailleurs, du fait que le tube est creux, il met en communication les zones de l’espace intermédiaire situées axialement aux deux extrémités de l’unité de stockage. Les molécules de gaz dégagées dans ces deux zones peuvent ainsi facilement circuler jusqu’au getter.
Le fait d’agencer le getter dans une partie d’extrémité du tube fait qu’il est facilement accessible.
Le fait de réaliser l’ouverture d’extraction du getter dans le premier fond externe, axialement dans le prolongement de la première extrémité du tube, fait qu’un opérateur peut facilement accéder au getter à travers l’ouverture.
Le fait que le tube présente au moins un orifice débouchant dans l’épaisseur de l’isolation thermique fait que les molécules de gaz piégées dans les interstices entre les différentes couches de l’isolation thermique peuvent s’échapper de ces interstices et être absorbées par le getter. Ceci est particulièrement important car les molécules d’eau contenue dans les couches sont difficiles à extraire au moment de la phase de dégazage. Il reste généralement quelques molécules d’eau et quelques molécules d’air piégées dans les couches de fibres, à la fin de l’opération de dégazage. Ces molécules vont avoir tendance au cours de la vie du stockage à migrer le long des interstices entre les couches de l’isolation thermique, et vont être piégés par le ou les absorbeurs de gaz.
Le fait que le getter présente une section externe plus petite que la section interne du tube fait que la circulation du gaz est possible le long du tube au niveau du getter.
Le fait que le getter soit formé d’un matériau absorbeur de gaz et d’une tige de support traversant ce matériau fait que le getter se présente sous la forme d’une cartouche facilement extractible.
L’utilisation de plaques ajourées pour fixer le getter au tube permet une fixation commode, sans empêcher la circulation du gaz.
Le fait que le couvercle présente une zone d’affaiblissement permet d’éviter une éventuelle explosion du réservoir externe en cas de surpression dans l’espace intermédiaire. Le couvercle va se déchirer dans la zone d’affaiblissement, permettant au gaz de s’échapper de l’espace intermédiaire.

Claims (10)

  1. Unité de stockage d’un fluide cryogénique, l’unité de stockage (1) comprenant :
    - un réservoir interne (3), délimitant intérieurement un volume de stockage (5) destiné à stocker le fluide cryogénique ;
    - un réservoir externe (13) à l’intérieur duquel est agencé le réservoir interne (3), un espace intermédiaire (15) séparant le réservoir interne (3) du réservoir externe (13) ;
    - une isolation thermique (23) interposée entre le réservoir interne (3) et le réservoir externe (13) ;
    - un getter (51) logé dans un volume en communication fluidique avec l’espace intermédiaire (15) ;
    le réservoir externe (13) ayant une ouverture (97) d’extraction du getter (51), et un couvercle (99) amovible fermant l’ouverture (97).
  2. Unité de stockage selon la revendication 1, dans lequel le réservoir interne (3) comprend une paroi tubulaire interne (7) ayant un axe central (C), et des premier et second fonds internes (9, 11) fermant des extrémités axiales opposées de la paroi tubulaire interne (7), le réservoir interne (3) comprenant en outre un tube (25) et solidarisant les premier et second fonds internes (9, 11) l’un à l’autre, le getter (51) étant logé dans le tube (25).
  3. Unité de stockage selon la revendication 2, dans lequel le tube (25) présente une première partie d’extrémité (27) faisant saillie hors du réservoir interne (3) à travers le premier fond interne (9), le getter (51) étant logé dans la première partie d’extrémité (27).
  4. Unité de stockage selon la revendication 3, dans lequel le réservoir externe (13) comprend une paroi tubulaire externe (17) ayant un axe central (C), et des premier et second fonds externes (19, 21) fermant des extrémités axiales opposée de la paroi tubulaire externe (17), le premier fond externe (19) s’étendant en vis-à-vis du premier fond interne (9), l’ouverture (97) étant ménagée dans le premier fond externe (19), axialement dans le prolongement de la première partie d’extrémité (27) du tube (25).
  5. Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l’isolation thermique (23) est agencée contre le réservoir interne (3) et est traversée par le tube (25), le tube (25) présentant au moins un orifice (89) débouchant dans une épaisseur de l’isolation thermique (23).
  6. Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le getter (51) présente une section externe plus petite qu’une section interne du tube (25), de telle sorte qu’une circulation de gaz est possible le long du tube (25) au niveau du getter (51).
  7. Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le getter (51) comprend un matériau absorbeur de gaz (53) et une tige de support (55) traversant le matériau absorbeur de gaz (53), le getter (51) étant fixé au tube (25) par deux plaques (59, 61) coopérant avec deux parties d’extrémité (62, 73) opposées de la tige de support (55).
  8. Unité de stockage selon la revendication 7, dans lequel les plaques (59, 61) sont ajourées, une circulation de gaz étant autorisées à travers les plaques (59, 61).
  9. Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel le getter (51) comprend un organe de préhension (85) faisant saillie hors du tube (25).
  10. Unité de stockage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couvercle (99) présente une zone d’affaiblissement (103).
FR2114209A 2021-12-22 2021-12-22 Unité de stockage de fluide cryogénique Pending FR3130933A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2114209A FR3130933A1 (fr) 2021-12-22 2021-12-22 Unité de stockage de fluide cryogénique
PCT/EP2022/087365 WO2023118377A1 (fr) 2021-12-22 2022-12-21 Unité de stockage de fluide cryogénique

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2114209 2021-12-22
FR2114209A FR3130933A1 (fr) 2021-12-22 2021-12-22 Unité de stockage de fluide cryogénique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3130933A1 true FR3130933A1 (fr) 2023-06-23

Family

ID=80736077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2114209A Pending FR3130933A1 (fr) 2021-12-22 2021-12-22 Unité de stockage de fluide cryogénique

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3130933A1 (fr)
WO (1) WO2023118377A1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3114469A (en) * 1963-02-20 1963-12-17 Union Carbide Corp Means for improving thermal insulation space
FR2226615A1 (en) * 1973-04-20 1974-11-15 Air Liquide Vacuum-jacketed cryogenic tank - for e.g. liquefied natural gas particularly for use as motor vehicle fuel
US5375423A (en) * 1992-10-21 1994-12-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Cryogenic reservoir
US6880719B1 (en) * 1996-10-31 2005-04-19 Cryogenic Fuels, Inc. Tank for cryogenic liquids
DE112009002357T5 (de) * 2008-10-01 2012-01-26 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Tiefsttemperaturbehälter
DE102014204985A1 (de) * 2014-03-18 2015-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Aktivieren und Einbringen eines Getters in eine Vakuum-Isolationshülle eines Behältersystems

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2114234A6 (en) 1967-01-06 1972-06-30 Ugine Kuhlmann Low copper aggregate of molybdenum, -prepd at reduced pressure
FR2114229A5 (en) 1970-11-20 1972-06-30 Schlumberger Cie N Fluidic stop-motion - for detecting breakage of rovings
FR2114255A5 (fr) 1970-11-20 1972-06-30 Produmatic
FR2114242A5 (fr) 1970-11-20 1972-06-30 Redis Resines Dispersion
FR2114228A5 (fr) 1970-11-20 1972-06-30 Outboard Marine Corp

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3114469A (en) * 1963-02-20 1963-12-17 Union Carbide Corp Means for improving thermal insulation space
FR2226615A1 (en) * 1973-04-20 1974-11-15 Air Liquide Vacuum-jacketed cryogenic tank - for e.g. liquefied natural gas particularly for use as motor vehicle fuel
US5375423A (en) * 1992-10-21 1994-12-27 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Cryogenic reservoir
US6880719B1 (en) * 1996-10-31 2005-04-19 Cryogenic Fuels, Inc. Tank for cryogenic liquids
DE112009002357T5 (de) * 2008-10-01 2012-01-26 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Tiefsttemperaturbehälter
DE102014204985A1 (de) * 2014-03-18 2015-09-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Aktivieren und Einbringen eines Getters in eine Vakuum-Isolationshülle eines Behältersystems

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023118377A1 (fr) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2533304A1 (fr) Appareil de refrigeration pour le refroidissement rapide de specimens, en particulier, biologiques
EP1164341B1 (fr) Emballage de boisson autoréfrigérant
FR2809475A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;un reservoir pour fluide cryogenique et reservoir ainsi obtenu
EP1448938B1 (fr) Echangeur thermique
WO2023118377A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique
FR2878863A1 (fr) Dispositif de depot sous vide a reservoir de recharge et procede de depot sous vide correspondant.
FR2769354A1 (fr) Procede et installation de remplissage d&#39;un reservoir sous pression
EP2393714A1 (fr) Réservoir cryogénique et lanceur supatial comportant un tel réservoir
FR2468007A1 (fr) Pompe cryogenique et collecteur cryogenique pour la collecte d&#39;echantillons d&#39;air et dispositif a sas adapte
EP3821166A1 (fr) Réservoir de stockage d&#39;hydrogène comportant une pluralité d&#39;éléments de séparation de type parapluie
EP3661793B1 (fr) Dispositif de régulation de pression et son procédé d&#39;assemblage, pour un absorbeur de vapeurs de carburant
EP3094916A1 (fr) Système de protection thermique pour un réservoir cryogénique d&#39;engin spatial
FR3089489A1 (fr) Tour de chargement et/ou de déchargement d’une cuve d’un navire et cuve comportant une telle tour.
CA2770254A1 (fr) Dispositif de moulage destine a recevoir des fibres et une resine par injection
EP2630421B1 (fr) Système thermochimique à enveloppe en matériau composite
WO2023118374A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique
WO2024008821A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique et procédé de fabrication correspondant
EP0220086B1 (fr) Ligne de transfert de gaz liquéfié comportant un écran thermique muni d&#39;un échangeur
WO2024126498A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique et procédé de fabrication correspondant
WO2024094675A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique et procédé de fabrication correspondant
WO2023118180A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique
WO2024008879A1 (fr) Unité de stockage de fluide cryogénique
EP2516093B1 (fr) Procédé de brasage d&#39;un composant de circuit de climatisation comportant une bouteille réservoir de fluide réfrigerant et une telle bouteille
FR3089594A1 (fr) Support de fixation d’un moteur sur un couvercle d’une tour de chargement et/ou de déchargement d’une cuve d’un navire
EP2647931A1 (fr) Dispositif de stockage de produits à des températures cryogéniques

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20230623

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3