JP2022021325A - 液化ガスでタンクを充填するための方法 - Google Patents

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Crevatin Stephane
ジャン－マルク・ペイロン
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

【課題】液化ガス供給源から液化ガスタンクへ液化ガスを移送する前に、移送回路の少なくとも一部を冷却するタンクを充填する方法を提供する。【解決手段】液化ガス供給源からの加圧液化ガスでタンクを充填する方法であって、移送回路は、各々が第１の移送管３及び第２の移送管６に接続している第３の移送管５と第４の移送管７とを備え、回路は、回路の管における流体の流れを制御するための弁のセット３６，４６，１３，３３，１５，１７を備え、液化ガス供給源４から液化ガスタンクへ液化ガスを移送する前に、液化ガスタンクを減圧し、移送回路の少なくとも一部を冷却し、ガス移送のための第２の管の第２の端部２６、第３の移送管、第１の移送管、第４の移送管、及び第２の移送管の第１の端部１６を介して、液化ガスタンクに含まれる加圧気化ガスを移送することを備える方法。【選択図】図１

Description

本発明は、液化ガスでタンクを充填するための方法に関する。
本発明は、より具体的には、液化ガス供給源に接続されている第１の端部と液化ガスタンクに接続されている第２の端部とを備える液体移送のための第１の管と、ガス回収部材に接続されている第１の端部と、充填されるべきタンクに接続されている第２の端部とを備えるガス移送のための第２の管とが設けられている移送回路を備える充填装置を使用して、液化ガス供給源からの加圧液化ガスで上記タンクを充填する方法に関し、この移送回路は、各々が第１の移送管及び第２の移送管に接続している第３の移送管と第４の移送管とを備え、移送回路は、移送回路の管における流体の流れを制御するための弁のセットを備え、本方法は、液化ガス供給源から液化ガスタンクへ液化ガスを移送する前に、液化ガスタンクを減圧し、移送回路の少なくとも一部を冷却することを備える。
液化ガスでタンクを充填する一連の動作の前、移送回路（充填されるべきタンクの可撓性の管類など）は一般に常温である。このケースでは、充填する前に機構全体を液化ガスの温度（すなわち、液体水素のケースでは２１．７Ｋ）に冷却する必要がある。
冷却は、現在のところ、貯蔵供給源からの液体水素の流れによって行われる。これにより、液体移送管の冷却の間中、液体水素が気化する。設備に応じて、５から１５ｋｇの液体水素が蒸発し、その動作の持続時間は、５から１０分まで様々であり得る。
この冷却は時間を無駄にし、供給源を充填した液化器よって生み出される流体の低温性を損失を引き起こす。
減圧の低温の分子は一般に、ヒーターを通過し、次いでサイクロン圧縮機を通過すると回収される。フリゴリは、エネルギーの観点からコストがかかり、利用されない。
空気ガスの液化に必要なエネルギーは、水素よりもはるかに少ない。このため、ガスリターンは利用されず、分子は常に回収されるわけではない。
液体ヘリウム設備のケースでは、一般に分子の回収が実行される。フリゴリの回収は、液化システムに組み込まれ得る。ガスリターンの温度に応じて、低温のヘリウムが液化器の異なる段階で直接注入される。
本発明の１つの目的は、従来技術の上述した欠点のうちの全部又は一部を克服することである。
この目的のために、本発明による、更には上の序文で与えられた汎用的な定義による方法は、本質的に、液化ガスタンクの減圧及び移送回路の冷却が、ガス移送のための第２の管の第２の端部と、第３の移送管と、第１の移送管と、第４の移送管と、第２の移送管の第１の端部とを介した、液化ガスタンクに含まれる加圧気化ガスの移送を備えることを特徴とする。
従って、減圧された冷温ガスは、冷却されるべき液体移送ラインに流される。
従って、この方法では、充填されるべきタンクからの冷却ガスを（例えば、このガスがヒーターを通過する前に）利用することができる。
更に、本発明の実施形態は、下記特徴のうちの１つ又は複数を備えることができる：
－液化ガスタンクから第２の移送管の第１の端部に移送される加圧気化ガスは、再加熱されて放出され、及び／又は圧縮され、及び／又はガス回収部材に貯蔵される、
－第３の移送管又は第４の移送管は、それぞれ移送回路の２つの端部、すなわち第１の移送管及び第２の移送管の第２の端部と第１の移送管及び第２の移送管の第１の端部にそれぞれ位置している、
－第３の移送管及び第４の移送管は、各々、それぞれの弁のセットを備える、
－液化ガスタンクは、その減圧前は、１．２から１０バールの間、例えば１．４から７バールの間の圧力であり、減圧後に、１．１から１．４バールの間の圧力になる、
－本方法は、液化ガスタンクを減圧し、移送回路の少なくとも一部を冷却した後に、液化ガスが第１の移送管を介して供給源から液化ガスタンクに移送されるステップを備える、
－液化ガスは水素又はヘリウムである。
本発明はまた、特許請求の範囲の文脈の中で上記又は下記特徴の任意の組合せを備える任意の代替的なデバイス又は方法に関することができる。
更なる特有の特徴及び利点は、図を参照して与えられている以下の説明を読むと明らかになるであろう。
本発明による充填装置の構成及び動作並びに方法の例を例示する概略部分図を示す。
本装置は、液化ガス供給源４に（特に供給タンクの液相に）接続されることが意図された（例えば、概略図において弁１３の左側にある）第１の端部と、充填されるべきタンク２に（特にその液相に）接続されることが意図された（例えば、概略図において弁２３の右側又は左側にある）第２の端部とを備える液体移送のための第１の管３が設けられている流体回路を備える。
供給源４は、典型的に、気相が上にある液化ガスの貯蔵部を備える。供給源は加圧されているか加圧されることができ、この圧力が、流体を移送させる力となることが可能である。移送ポンプもまた想定され得る。
流体回路は、液化ガス供給源４に（例えば、その気相に）又はガス回収部材８に接続されるように意図された第１の端部１６と、充填されるべき上記タンク２に（例えば、その気相に）接続されるように意図された第２の端部とを備えるガス移送のための第２の管６を備える。
流体回路は、第１の移送管３及び第２の移送管６を接続し、弁１５が設けられている第３の移送管５を備える。
流体回路は、第１の移送管３及び第２の移送管６を接続し、弁１７が設けられている第４の移送管７を備える。
第３の移送管５及び第４の移送管７は、好ましくは、流体回路の２つの端部に位置している（それぞれ、充填されるべきタンク２に向かって、及び供給源４に向かって）。
例えば、限定ではなく、第３の管５は、タンク２と統合された流体回路の一部であり得、取り外し可能なコネクタ又はクイックコネクタのような流体接続部が設けられており、第１の管３及び第２の管６を形成する管類に（例えば、波線によってシンボル的に示される柔軟な部分の右側で）接続されるように構成され得る。
流体回路は、流体回路の管における流体の流れを制御するための弁のセットを備える。例えば、液体移送のための第１の管３は、少なくとも１つの設備及び／又は流体制御弁３３を備える。
同様に、第２の移送管６は、少なくとも１つの設備及び／又は流体制御弁３６，４６を備える。
このアーキテクチャは、単流（第１の液体管３だけ）又は複流（液体を移送する第１の管３と、反対方向にガスを排出する第２の管６）でのタンク２の充填を可能にする。
第３の移送管５及び第４の移送管７は、各々、好ましくは、少なくとも１つの設備及び／又は流体制御弁１５，１７を備える。
供給源４から液化ガスタンク２への液化ガスの移送の前に、液化ガスタンク２の減圧及び移送回路の少なくとも一部の冷却を実行する必要がある。
液化ガスタンク２の減圧及び移送回路の冷却の少なくとも一部は、ガス移送のための第２の管６の第２の端部２６、第３の移送管５、第１の移送管３、第４の移送管７、及び第２の移送管６の第１の端部１６を介した、液化ガスタンク２に含まれる加圧気化ガスの移送によって実行される。
すなわち、低温の減圧ガスの流れは、第３の移送管５及び第４の移送管７によって形成される迂回路を介して第１の液体管３の少なくとも一部に流される。これは、適切な弁の制御によって達成され得る（例えば、この減圧中、弁１５，３３，１７，５６が開けられ、他の弁が閉じられること）。
従って、移送回路のこの冷却は、充填の開始時の液化ガスの蒸発及び減圧中に行われる（effect）。水素が適用される場合、このプロセスは、設備に応じて０．０２ｋｇから０．０８ｋｇの水素（Ｈ２）の蒸発の低減を可能にする。
これにより、減圧ステップ中の液体ライン３の冷却によって、充填されるべきタンク２のガスリターンを利用することができる。
この解決策は、いくつかの利点を有する。
従って、この方法は、エネルギーバランスの観点から節約を可能にする（供給源４又は液化器からの液体のフラッシングはない）。
この解決策では、設備に応じて、（各充填において）冷却により４から１４ｋｇの液体水素を節約することができる。
更に、この解決策では、物質の損失なく、水素でタンク２を充填する一連の動作において時間を節約することができる（設備に応じて５から１０分）。
例示されるように、移送回路は、特に充填されるべきタンク２に向かって、第１の管３を第２の管６に接続するいくつかの横断管を有し得る。例えば、２つの横断管は、第２の端部に設けられ得、各々に弁が設けられ得る。これらの２つの横断管は、タンク２に固く接続され得る。更に、２つの弁３３，４６は、それぞれ、第１の移送管及び第２の移送管上で、これら２つの横断管の間に設けられ得る。
充填されるべきタンク２からの気化ガスの流れは、弁のセットの適切な開口によってこれらの横断管のうちの１つ又は複数を通して運ばれ得る。

Claims (7)

  1. 充填装置を使用して、液化ガス供給源（４）からの加圧液化ガスで充填されるべき液化ガスタンク（２）を充填する方法であって、ここで、前記充填装置は、前記液化ガス供給源（４）に接続されている第１の端部（１３）と前記液化ガスタンク（２）に接続されている第２の端部（２３）とを備える液体移送のための第１の移送管（３）と、ガス回収部材（８）に接続されている第１の端部（１６）と前記液化ガスタンク（２）に接続されている第２の端部とを備えるガス移送のための第２の移送管（６）とが設けられている移送回路を備えるものであり、
    前記移送回路は、第３の移送管（５）と第４の移送管（７）とを備え、前記第３の移送管（５）及び前記第４の移送管（７）は、各々、前記第１の移送管（３）及び前記第２の移送管（６）に接続しており、前記移送回路は、前記移送回路の移送管における流体の流れを制御するための弁のセット（３６，４６，１３，３３，１５，１７）を備え、前記方法が、前記液化ガス供給源（４）から前記液化ガスタンク（２）へ液化ガスを移送する前に、前記液化ガスタンク（２）を減圧し、前記移送回路の少なくとも一部を冷却することを備える方法において、
    前記液化ガスタンク（２）を減圧し、前記移送回路を冷却することが、前記液化ガスタンク（２）に含まれる加圧気化ガスを、ガス移送のための前記第２の移送管（６）の前記第２の端部、前記第３の移送管（５）、前記第１の移送管（３）、前記第４の移送管（７）、及び前記第２の移送管（６）の前記第１の端部（１６）を介して移送することを含むことを特徴とする、方法。
  2. 前記液化ガスタンク（２）から前記第２の移送管（６）の前記第１の端部（１６）に移送される前記加圧気化ガスが、再加熱されて放出され、及び／又は圧縮され、及び／又は前記ガス回収部材（８）に貯蔵されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第３の移送管（５）又は前記第４の移送管（７）が、それぞれ前記移送回路の２つの端部、すなわち前記第１の移送管（３）及び前記第２の移送管（６）の前記第２の端部と前記第１の移送管（３）及び前記第２の移送管（６）の前記第１の端部にそれぞれ位置していることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
  4. 前記第３の移送管（５）及び前記第４の移送管（７）が、各々、それぞれの弁のセット（１５，１７）を備えることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記液化ガスタンク（２）が、その減圧前は、１．２から１０バールの間、例えば１．４から７バールの間の圧力であり、減圧後に、１．１から１．４バールの間の圧力になることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記方法が、前記液化ガスタンク（２）を減圧し、前記移送回路の少なくとも一部を冷却した後に、液化ガスが前記第１の移送管（３）を介して前記液化ガス供給源（４）から前記液化ガスタンク（２）に移送されるステップを備えることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記液化ガスが水素又はヘリウムであることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
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