WO2013124597A2 - Caisse isolante comportant un espace d'écoulement - Google Patents

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WO2013124597A2
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Bruno Guelton
Raphaël PRUNIER
Bruno Deletre
Olivier Perrot
Alain Tessier
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Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • the invention relates to the field of the manufacture of sealed and thermally insulated tanks.
  • the present invention relates to tanks for containing cold or hot liquids, and more particularly to tanks for the storage and / or transport of liquefied gas by sea.
  • LNG liquefied natural gas
  • Such a tank is described for example in the document FR2877638A.
  • This comprises two successive sealing barriers, one primary in contact with the product contained in the tank, and the other secondary disposed between the primary barrier and the carrier structure, these two sealing barriers being alternated with two thermally insulating barriers called primary and secondary.
  • Each thermally insulating barrier consists of a plurality of boxes of generally parallelepipedal shape. Each box has a bottom panel and a plywood top panel held apart by pillars. Fixing members hold the sealing barriers and the boxes against the supporting structure.
  • the sealing barriers of such a tank may leak causing the passage of a portion of the product of the tank to the primary and secondary thermally insulating barriers.
  • the thermally insulating barriers are maintained under an inert atmosphere, for example by circulating nitrogen within these barriers, which allows in particular to detect leaks and avoid any accident.
  • the invention provides an insulating box for the manufacture of a sealed and thermally insulating tank wall, the insulating box comprising: a first rigid panel having lateral edges, a second rigid panel,
  • spacers attached to the first rigid panel and the second rigid panel, extending in a height direction to maintain the first rigid panel spaced apart from the second rigid panel, and
  • a heat-insulating lining disposed between the first rigid panel and the second rigid panel, the heat-insulating lining forming a solid assembly embedding on at least a portion of their height the spacers,
  • a flow space adapted to allow the circulation of a fluid through the insulating box of a side edge of the box to an opposite side edge of the box is delimited between the second panel and the heat-insulating seal .
  • such a tank may comprise one or more of the following characteristics.
  • the flow space consists of a plurality of parallel channels extending between the two lateral edges of the box.
  • a channel is delimited by a surface of the heat-insulating lining and has a convex section whose convexity is turned towards the heat-insulating lining.
  • an insulating, porous and resilient layer is housed in the flow space.
  • the invention also provides a method of manufacturing an insulating box for the manufacture of a sealed and thermally insulating tank wall, the method comprising the steps of:
  • spacers attaching spacers to a first rigid panel, the spacers extending in a direction of height away from the first rigid panel,
  • the step of introducing and solidifying the heat-insulating lining is performed so as to provide a flow space passing through the insulating box from one side edge to an opposite side edge of the insulating box, the space flow path being delimited between the second rigid panel and the heat-insulating lining to allow the circulation of a fluid.
  • such a method may include one or more of the following features.
  • the formwork means are removed from the lateral edges of the first rigid panel after the solidification step.
  • the formwork means extend in the height direction over part of the height of the spacers.
  • the method further comprises a step of placing a formwork cover on the spacers, the formwork cover having a surface of the formwork cover having projections, the projecting portions of the formwork cover extending towards the first rigid panel to define the flow space during the step of introducing and solidifying the heat-insulating lining,
  • the projecting parts have an elongated shape, the projecting portion having a section whose opposite side to the first rigid panel has a convex shape.
  • the projecting parts have an elongated shape, and have a section of rectangular shape.
  • the step of introducing the heat-insulating lining further comprises a step of:
  • the second rigid panel further comprising an insulating, porous and resilient layer on one of its faces and the second rigid panel is fixed on the spacers prior to the step of solidification of the insulating lining, the insulating, porous and resilient layer having a thickness extending towards the first rigid panel.
  • the formwork means are made of or coated with a non-stick material.
  • the formwork means can be regulated in temperature.
  • the formwork means are fixed on the insulating box and form side walls surrounding the heat-insulating lining, the side sails having openings opening on the flow space.
  • the heat-insulating lining in a fluid or pasty state has a cream time greater than one minute.
  • the heat-insulating lining is an insulating foamed foam having a density of between 20 and 80 kg / m 3 .
  • the insulating lining is a closed-cell rigid expanded foam, for example a polyurethane foam whose expansion is carried out using a physical and / or chemical expansion agent chosen from among the active agents. expansion type HFC245, HFC365 and water.
  • the invention also provides a sealed and insulating tank comprising a tank wall retained on a supporting structure, the tank wall including, in the direction of the thickness from the outside towards the inside of the tank, a secondary insulating barrier retained on the supporting structure, a secondary waterproof membrane retained on the secondary insulating barrier, a primary insulating barrier retained on the secondary waterproof membrane and a primary impervious membrane retained on the primary insulating barrier, characterized in that the primary insulating barrier and / or the secondary insulating barrier consists essentially of a plurality of aforementioned boxes juxtaposed.
  • At least two insulating boxes of said plurality of insulating boxes are juxtaposed so as to allow communication between the respective flow spaces of the two boxes.
  • Such a tank can be part of a land storage facility, for example to store LNG or be installed in a floating structure, coastal or deep water, including a LNG tank, a floating storage and regasification unit (FSRU) , a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • FSRU floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • a vessel for the transport of a cold liquid product comprises a double hull and a aforementioned tank disposed in the double hull.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a cold liquid product is conveyed through isolated pipes from or to a floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
  • the invention also provides a transfer system for a cold liquid product, the system comprising the abovementioned vessel, insulated pipes arranged to connect the vessel installed in the hull of the vessel to a floating storage facility. or terrestrial and a pump for driving a flow of cold liquid product through the insulated pipelines from or to the floating or land storage facility to or from the vessel vessel.
  • An idea underlying the invention is to allow the circulation of fluids, in particular an inert gas, in the wall of a sealed and insulating tank in a direction parallel to the wall, with the aid of a circulation space. passing through the insulating boxes by allowing the fluid to circulate from one edge to the other of the insulating boxes forming this wall.
  • Some aspects of the invention start from the idea of making channels in the insulating lining of the insulating boxes and to make these channels so that they pass through the insulating box from one edge to the other of the insulating box, by example in a direction parallel to a third edge of the box.
  • Some aspects of the invention start from the idea of juxtaposing two insulating boxes in the direction of their channels, so that the channels of the two boxes are aligned to make passages in which the fluid can flow successively through said boxes.
  • Certain aspects of the invention start from the idea of providing a method of producing insulating boxes that is reliable, effective and controlled, by controlling the realization of the heat-insulating lining within the insulating boxes.
  • Some aspects of the invention start from the idea of providing an insulating box which has a substantially continuous insulation characteristic in a direction perpendicular to the wall while allowing the flow of fluid in a direction parallel to the wall.
  • Figure 1 is a partial view broken away in perspective of a tank wall.
  • FIG. 2 is a partial perspective view of an insulating box suitable for forming a primary insulating barrier of the tank wall of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side view of another insulating box suitable for forming a primary insulating barrier of the tank wall of FIG. 1.
  • Figure 4 is another side view of the primary insulating box of Figure 3.
  • Figure 5 is a side view of a formwork panel for obtaining the primary insulating box of Figures 3 and 4.
  • FIG. 6 is a side view of a variant of the shuttering panel of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a sectional view of another insulating box suitable for forming a primary insulating barrier of the tank wall of FIG. 1.
  • Figure 8 is a schematic cutaway representation of a LNG tank tank and a loading / unloading terminal of the tank.
  • FIG. 8 is a diagrammatic representation of the casting of a heat-insulating lining suitable for producing an insulating box of FIGS. 3 and 4.
  • Figure 1 shows a partial view of a tank wall of a LNG tanker.
  • the supporting structure is constituted by the inner wall of a double hull of a ship.
  • the tank can be made according to various well-known geometries, for example a prismatic geometry in the hull of a ship or a cylindrical geometry on land or other.
  • the vessel wall is composed of a secondary thermally insulating barrier carrying a secondary watertight barrier 5.
  • the secondary watertight barrier itself carries a primary heat-insulating barrier 6 on which a primary watertight barrier 8 is based.
  • the secondary thermally insulating barrier and the primary thermally insulating barrier respectively consist of secondary and primary secondary insulating casings 7.
  • Anchors 4 hold the secondary insulating casings resting on the supporting structure 1.
  • the anchoring members 4 are fixed to the supporting structure 1 by means of studs 9 welded to the supporting structure 1.
  • the subwoofers 3 have grooves 12 of inverted T-shaped section.
  • the grooves 12 slidably receive welding supports in the form of L-shaped bent metal strips. Raised-edge strakes 11 are welded to these weld supports (not shown). These strakes form the secondary watertight barrier 5.
  • the primary boxes 7 rely on the secondary sealed barrier 5. These include grooves 29 to accommodate the raised edges of strakes 10 welded to the weld supports.
  • Primary retaining members 13 hold the primary insulating cases 7 against the secondary heat-insulating barrier 2 in a manner known to those skilled in the art.
  • primary retaining members 13 are described in particular in patent FR2877638.
  • the primary insulating casings 7 and secondary 3 have a parallelepipedal shape.
  • the primary insulating casings 7 and secondary 3 are arranged in a regular rectangular mesh in each of the thermally insulating barriers. In this way, an anchoring member 4 or a retaining member 13 maintains four primary or secondary caissons 3 at the same time by their respective corners which meet.
  • the primary insulating boxes 7 comprise grooves 14 with an inverted T-shaped section.
  • the grooves 14 receive the L-shaped welding supports on which are welded strakes with raised edges 11. These strakes form the primary waterproof barrier 8.
  • FIG. 2 more precisely shows the structure of one of the primary insulating boxes 7 .
  • the primary insulating box 7 comprises a substantially rectangular bottom panel.
  • a corner pillar 17 is attached to each of the corners of the bottom panel 15.
  • Lateral pillar structures 65 and intermediate pillar structures 66 are attached to the bottom panel 15.
  • a cover panel is attached to the corner pillars 17, the intermediate pillar structures 66 and the side pillar structures 65.
  • the pillar structures 65,66, the corner pillars 17 and the panels 15,16 are made of plywood .
  • the panels 15,16 have a cutout on each of their corner.
  • the corner pillars 17 have a section which adopts the shape of the cutting corners of the panels 15 and 16. In this way, four insulating boxes 7 juxtaposed at a corner form, at this corner, a passage through which the primary retaining member 13.
  • the corner pillars 17 serve to receive the support of the primary retaining members 13 used at each corner of insulating boxes 7.
  • the primary retaining member 13 comprises a plate (not shown) which bears on the panel More specifically, a recess 25 made on the cover panel corner 16 receives the plate.
  • This recess 25 has a height substantially equal to the thickness of the plate so that the plate is flush with the upper surface 69 of the cover panel 16.
  • the lateral pillar structures 65 extend along two opposite edges of the insulating box 7 between the corner pillars 17.
  • a lateral pillar structure 65 consists of a lower plate 18 on which are stapled pillars 20 to one not regular.
  • An upper plate 19 is fixed above the pillars 20.
  • the lower 18 and upper 19 plates extend from a corner pillar 17 to a second corner pillar 17 following an edge of the panels 15 and 16.
  • the intermediate pillar structures 66 extend from one edge of the insulating box 7 to the opposite edge in a direction parallel to the lateral pillar structures 65.
  • An intermediate pillar structure 66 consists of pillars 21 fixed to the bottom panel 15 by pointing.
  • a support plate 22 is stapled on the pillars 21. This support plate 22 is fixed to the upper panel 16. As can be seen in FIG. 2, the support plate 22 is fixed under a groove 14.
  • a heat insulating liner 26 consisting of a solid foamed foam, extends from the lid panel 16 to the bottom panel 16 between the pillar structures 65, 66 and within the pillar structures 65, 66. However, the heat-insulating lining 16 does not extend to the bottom panel 15.
  • the heat-insulating lining 26 has a curved surface 27 towards the bottom panel 15 which delimits a space 28 between the bottom panel 15 and the heat-insulating lining 26 in which fluids can flow. This space 28 extends through the insulating box 7 in a direction parallel to the lateral pillar structures 65. In this way, the fluids can flow from one edge of the box to the opposite edge of the insulating box 7.
  • the heat-insulating lining 26 is made of a low-density polyurethane foam. More particularly, the density of the foam may be between 20 and 80 kg / m3. However, the invention is not limited to these densities, higher densities may be employed.
  • the pillar structures are prefabricated by stapling the trays 18, 19 and 22 on the respective pillars 20 and 21.
  • the upper surface 67 of the cover panel is then positioned on a support so as to orient the pillar structures 66 and 65 upwards.
  • Rigid side form panels are placed on each of the edges of the cover panel 16 and extend upwardly over the entire height of the pillar structures 65, 66.
  • the formwork panels are made of or coated with a PTFE type non-stick material to facilitate demolding.
  • a mixer mixes reactive components to obtain the foam of the heat-seal.
  • the mixing member supplies the produced mixture to a dispensing head.
  • the dispensing head sinks the mixture on the cover panel 16 between the pillar structures 65, 66.
  • the mixture has a cream time greater than one minute.
  • the cream time is the time during which the foam is inert and does not swell. This cream time makes it possible to distribute the mixture in liquid or pasty form homogeneously by sweeping the box by the dispensing head before foaming.
  • the foam then swells by filling the space between the pillar structures 65,66 and unfolds upward due to the increase in its volume.
  • the increase in its volume and the gradual solidification of the foam generates a convex surface 27 in a direction opposite to the cover panel 16.
  • the formwork means are temperature-controlled .
  • a determined amount of heat insulation 26 is spread over the cover panel 16 to embed the pillar structures 65, 66 only over part of their height. This amount is less than the amount of mixing required to fill the entire space between the pillar structures 65,66 by the foam.
  • the formwork panels are removed.
  • a surfacing of the side walls of the insulating box 7 can be performed to adjust the dimensions of the insulating box 7.
  • the bottom panel 15 is then put in place and fixed on the corner pillars 17 and the pillar structures 66 and 65.
  • the bottom panel 15 can be positioned and fixed on the pillar structures during expansion and solidification of the foam.
  • the bottom panel 15 can be positioned before the insulating packing 26 is placed on the cover panel 16.
  • the mixture is injected through the filling holes distributed in a balanced manner on the bottom panel 15.
  • a press or a shaper may additionally, constrain the panels 15 and 16, following the fixing of the bottom panel 15 on the pillar structures 65,66 during the expansion of the foam or prior to the establishment of the heat insulating pad 26 to maintain the panel 15 and the cover panel 16 in place and thus prevent deformation of the insulating box 7.
  • the formwork means can extend over only a portion of the height of the pillar structures. If the height of the lateral formwork panels is exceeded, the foam that continues to expand above the formwork means "overflows" out of the box. In this way, after solidification and removal of the formwork panels, a surfacing performed will remove the excess foam.
  • the formwork means are made of a rigid material, covered with a release film to facilitate stripping.
  • Figures 3 and 4 show an alternative primary insulating box 30.
  • Spacer structures 31 are positioned between the bottom panel 15 and the cover panel 16.
  • Each spacer structure 31 comprises a row of pillars 42 of square section on which are disposed an upper plate 32 and a lower plate 35.
  • the pillars 42 are aligned and equidistant from each other to allow a good distribution of compression forces .
  • Upper lateral reinforcements 33 of rectangular section are fixed to the pillars 42 and to the plate Upper 32.
  • Lateral lower reinforcements 34 of rectangular section are attached to the pillars 42 and the lower plate 35.
  • the lower lateral reinforcements 34 and the upper lateral reinforcements 33 each make it possible to improve the rigidity of the structure. Moreover, these prevent the spill pillars 42.
  • Such spacer structures can be made in prefabrication, thus facilitating the realization of the insulating box.
  • the insulating box 30 comprises three spacer structures 31 comprising nine pillars 42 each.
  • Two lateral spacer structures 36 are also arranged on the edges of the insulating box 30, in which the plates 32 and 35 and the lateral reinforcements 33 and 34 extend only on one side of the pillars 42, namely the side internal to the insulating box 30.
  • the insulating box 30 has a cutout on the corners of the box to generate a space for receiving the retaining member primary 13.
  • a lower layer of insulating material 38 is arranged on the outer surface of the bottom panel 15. Cleats 37 prevent creep near the couplers and ensure structural continuity.
  • the heat seal extends between the spacer structures 36 and 31 from the cover panel and fills the space between the pillars of a row of pillars of a spacer structure 31,36.
  • the heat-insulating lining 26 has, between each pair of spacer structures, a concave cross-sectional area 41 which moves away from the bottom panel 15.
  • the surface 41 thus delimits channels 40 between the spacer structures 31, 36. follow spacer structures 31,36.
  • channels 40 are obtained by a method similar to the method described with reference to the insulating box illustrated in FIG. 2. However, the concave shape of these channels 40 is obtained by placing an upper formwork panel 50 over the Spacer structures after pouring the heat-seal on the cover panel.
  • FIG. 5 represents a side view of such an upper formwork panel 50.
  • the upper formwork panel 50 consists of a rigid panel 51 which has on one of its faces four ribs 51 which extend parallel to this surface over a length equal to the distance between the edges of the cover panel 16 between which the channels 40 extend. These ribs 51 have a convex outer surface 53.
  • the ribs 53 are inserted between the spacer structures 50. In this way, when the foam swells, it reaches and adopts the shape of the ribs 51. The ribs thus generate channels 40 whose geometry is controlled.
  • vents orifices may be provided in the formwork to guide the excess foam product.
  • the upper formwork panel is removed simultaneously with the removal of the side formwork panels.
  • FIG. 6 we see a variant formwork panel 54.
  • the ribs 51 are replaced by tabs 55 of rectangular section 56.
  • rectangular section channels are formed when the formwork panel is positioned on the insulating box 7 during the molding of the heat-insulating lining.
  • the shutter cover can also be made of or coated with a non-stick material
  • a spreading rake 43 may be connected to the frothing head 44 in order to spread a suitable quantity of mixture directly and simultaneously between each of the pairs of spacer structures 31 and 36 to simplify the spreading of the mixture.
  • Spray nozzles 45 distributed along the rake 43 above the spaces between the spacer structures intermediate 31 and lateral 36 distribute the mixture between the spacer structures 31 and 36.
  • Figure 7 shows a sectional view of another variant of insulating box 67.
  • the insulating box 67 has a cover panel 16 and a bottom panel 15 held apart by four corner pillars 17.
  • Four plywood plates 60 are respectively attached to each of the side edges of the insulating box 67. These plywood plates 60 provide the rigidity of the insulating box 67 and maintain the bottom panel 15 spaced from the cover panel 16.
  • the insulating gasket 26 extends from the cover panel 16 to the bottom panel 15 over part of the height of the plywood plates .
  • the insulating lining 26 has a substantially flat surface 61.
  • a layer of glass wool 62 is housed in the space between the insulating lining 26 and the bottom panel 15. This layer of glass wool 62 is compressed between the insulating liner 62 and the bottom panel 15. In this way, the glass wool layer 62 adopts the geometry of the fluid circulation space 68 while braking the natural convection according to the height direction of the insulating box 67.
  • Circulation orifices 63 pass through the plywood plates 60 to allow the flow of a gas from the glass wool layer 62 towards the outside of the insulating box 67, for example towards the glass wool layer 62 of a second insulating box 67 not shown.
  • the corner pillars 17 are firstly stapled on the cover panel 16.
  • the plywood plates 60 are set up on each of the edges of the cover panel 16 and extend upwards over the entire height of the corner pillars 17.
  • the formwork panels are constituted, in this embodiment, by the plywood plates 60 fixed on the edges of the box 67. Thus, they are not removed after the molding of the insulating lining 26.
  • the upper surface 69 of the cover panel 16 is then positioned on a support so as to orient the corner pillars 17 and the width of the plywood plates 60 upwards.
  • a dispensing head sinks the mixture to form the lagging seal on the cover panel across the width using a spreading rake.
  • a layer of glass wool 62 is then deposited on the surface of the mixture and the bottom panel is fixed on the corner pillars 17 and the plywood plates 60.
  • the foam produced by the mixture spreads upwards due to the increase of its volume during foaming.
  • the glass wool layer 62 makes it possible to generate a surface 61 of plane insulating lining. Indeed, it follows the expansion of the insulating lining 26. Moreover, the porosity of the glass wool layer 62 allows the flow of fluids from one edge of the body 67 to an opposite edge of the insulating box 67 .
  • the glass wool layer 62 may be pre-attached to the bottom panel 15 or positioned on the surface of the insulating liner 26 after molding thereof.
  • this layer of glass wool can be replaced by rock wool, natural insulating fibers or any other porous and resilient material.
  • the bottom panel 15 is then put in place and fixed on the corner pillars 17 and plywood plates 60.
  • the boxes described above were made using plywood, it is obvious that other materials can be used.
  • the insulating boxes may be made of composite material.
  • the method described above can be used to make insulating boxes of a secondary insulating barrier.
  • the tanks described above can be used in various types of installations such as land installations or in a floating structure such as a LNG tank or other.
  • a cutaway view of a LNG tank 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the tank 71 comprises a primary sealed barrier intended to be in contact with the LNG contained in the tank, a secondary sealed barrier arranged between the primary waterproof barrier and the double hull of the vessel, and two thermally insulating barriers arranged respectively between the primary watertight barrier and secondary watertight barrier, and between secondary watertight barrier and double hull 72.
  • loading / unloading lines arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a marine or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • FIG. 7 represents an example of a marine terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising an arm mobile 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 that can connect to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be adapted to all gauges of LNG carriers .
  • a connection pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 enables the loading and unloading of the LNG tank 70 from or to the shore facility 77.
  • the underwater line 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the installation on land 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG tanker 70 at a great distance from the coast during the loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps equipping the shore installation 77 and / or pumps equipping the loading and unloading station 75 are used.

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Abstract

Caisse isolante (7) pour la fabrication d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, la caisse isolante comportant : un premier panneau rigide (16) comportant des bords latéraux, un deuxième panneau rigide (15), des pièces d'espacement (65, 66, 17) fixées au premier panneau rigide et au deuxième panneau rigide, s'étendant selon une direction de hauteur pour maintenir le premier panneau rigide espacé du deuxième panneau rigide, et une garniture calorifuge (26) disposée entre le premier panneau rigide et le deuxième panneau rigide, la garniture calorifuge formant un ensemble solide noyant sur au moins une portion de leur hauteur les pièces d'espacement, caractérisé en ce qu'un espace d'écoulement (28) apte à permettre la circulation d'un fluide à travers la caisse isolante d'un bord latéral de la caisse à un bord latéral opposé de la caisse est délimité entre le deuxième panneau (15) et la garniture calorifuge (26).

Description

CAISSE ISOLANTE COMPORTANT UN ESPACE D'ECOULEMENT
L'invention se rapporte au domaine de la fabrication de cuves étanches et thermiquement isolées. En particulier, la présente invention se rapporte à des cuves destinées à contenir des liquides froids ou chauds, et plus particulièrement à des cuves pour le stockage et/ou le transport de gaz liquéfié par voie maritime.
Des cuves étanches et thermiquement isolantes peuvent être utilisées dans différentes industries pour stocker des produits chauds ou froids. Par exemple, dans le domaine de l'énergie, le gaz naturel liquéfié (GNL) est un liquide qui peut être stocké à pression atmosphérique à environ -163°C dans des cuves de stockage terrestres ou dans des cuves embarquées dans des structures flottantes.
Une telle cuve est décrite par exemple dans le document FR2877638A. Celle-ci comporte deux barrières d'étanchéité successives, l'une primaire au contact avec le produit contenu dans la cuve, et l'autre secondaire disposée entre la barrière primaire et la structure porteuse, ces deux barrières d'étanchéité étant alternées avec deux barrières thermiquement isolantes dites primaire et secondaire. Chaque barrière thermiquement isolante est constituée d'une pluralité de caissons de forme générale sensiblement parallélépipédique. Chaque caisson comporte un panneau de fond et un panneau de dessus en bois contre-plaqué maintenus écartés par des piliers. Des organes de fixation maintiennent les barrières d'étanchéité ainsi que les caissons contre la structure porteuse.
Les barrières d'étanchéité d'une telle cuve peuvent présenter des fuites entraînant le passage d'une partie du produit de la cuve vers les barrières thermiquement isolantes primaire et secondaire. Pour limiter les effets d'une telle circulation du produit, les barrières thermiquement isolantes sont maintenues sous une atmosphère inerte, par exemple en faisant circuler de l'azote au sein de ces barrières, ce qui permet notamment de détecter les fuites et d'éviter tout accident.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit une caisse isolante pour la fabrication d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, la caisse isolante comportant : un premier panneau rigide comportant des bords latéraux, un deuxième panneau rigide,
des pièces d'espacement fixées au premier panneau rigide et au deuxième panneau rigide, s'etendant selon une direction de hauteur pour maintenir le premier panneau rigide espacé du deuxième panneau rigide, et
une garniture calorifuge disposée entre le premier panneau rigide et le deuxième panneau rigide, la garniture calorifuge formant un ensemble solide noyant sur au moins une portion de leur hauteur les pièces d'espacement,
caractérisé en ce qu'un espace d'écoulement apte à permettre la circulation d'un fluide à travers la caisse isolante d'un bord latéral de la caisse à un bord latéral opposé de la caisse est délimité entre le deuxième panneau et la garniture calorifuge.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, l'espace d'écoulement est constitué d'une pluralité de canaux parallèles s'étendant entre les deux bords latéraux de la caisse. Selon un mode de réalisation, un canal est délimité par une surface de la garniture calorifuge et présente une section convexe dont la convexité est tournée vers la garniture calorifuge.
Selon un mode de réalisation, une couche isolante, poreuse et résiliente est logée dans l'espace d'écoulement.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de fabrication d'une caisse isolante pour la fabrication d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, le procédé comprenant les étapes consistant à :
fixer des pièces d'espacement sur un premier panneau rigide, les pièces d'espacement s'étendant selon une direction de hauteur qui s'éloigne du premier panneau rigide,
placer des moyens de coffrage autour de bords latéraux du premier panneau rigide,
introduire une garniture calorifuge dans un état fluide ou pâteux dans l'espace entre les moyens de coffrage sur le premier panneau rigide de manière à noyer les pièces d'espacement sur au moins une portion de leur hauteur,
solidifier ladite garniture calorifuge,
et fixer un deuxième panneau rigide sur les pièces d'espacement de manière espacée du premier panneau rigide, la garniture calorifuge étant positionnée entre les deux panneaux rigides,
caractérisé en ce que l'étape d'introduction et de solidification de la garniture calorifuge est réalisée de manière à ménager un espace d'écoulement traversant la caisse isolante d'un bord latéral à un bord latéral opposé de la caisse isolante, l'espace d'écoulement étant délimité entre le deuxième panneau rigide et la garniture calorifuge pour permettre la circulation d'un fluide.
Selon des modes de réalisation, un tel procédé peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, les moyens de coffrage sont retirés des bords latéraux du premier panneau rigide après l'étape de solidification.
Selon un mode de réalisation, les moyens de coffrage s'étendent dans la direction de hauteur sur une partie de la hauteur des pièces d'espacement.
Selon un mode de réalisation, le procédé comporte en outre une étape consistant à placer un couvercle de coffrage sur les pièces d'espacement, le couvercle de coffrage comportant une surface du couvercle de coffrage présentant des parties saillantes, les parties saillantes du couvercle de coffrage s'étendant en direction du premier panneau rigide pour délimiter l'espace d'écoulement lors de l'étape d'introduction et de solidification de la garniture calorifuge,
et une étape consistant à retirer le couvercle de coffrage avant de fixer le deuxième panneau rigide .
Selon un mode de réalisation les parties saillantes présentent une forme allongée, la partie saillante présentant une section dont le côté opposé au premier panneau rigide présente une forme convexe.
Selon des modes de réalisation, les parties saillantes présentent une forme allongée, et présentent une section de forme rectangulaire. Selon un mode de réalisation, l'étape d'introduction de la garniture calorifuge comporte en outre une étape consistant à :
déposer une couche de matériau isolant, poreux et résilient sur la surface de la garniture calorifuge liquide ou pâteuse introduite
Selon un mode de réalisation, le deuxième panneau rigide comportant en outre une couche isolante, poreuse et résiliente sur une de ses faces et le deuxième panneau rigide est fixé sur les pièces d'espacement préalablement à l'étape de solidification de la garniture isolante, la couche isolante, poreuse et résiliente présentant une épaisseur s'étendant en direction du premier panneau rigide.
Selon un mode de réalisation, les moyens de coffrage sont réalisés en ou revêtus d'un matériau anti-adhérant. Les moyens de coffrage peuvent être régulés en température.
Selon des modes de réalisation, les moyens de coffrage sont fixés sur la caisse isolante et forment des voiles latéraux entourant la garniture calorifuge, les voiles latéraux présentant des ouvertures débouchant sur l'espace d'écoulement.
Selon des modes de réalisation, la garniture calorifuge dans un état fluide ou pâteux présente un temps de crème supérieur à une minute.
Selon des modes de réalisation, la garniture calorifuge est une mousse expansée isolante présentant une densité entre 20 et 80kg/m3.
Selon des modes de réalisation, la garniture isolante est une mousse expansée rigide à cellules fermées, par exemple une mousse polyuréthane dont l'expansion est réalisée à l'aide d'un agent d'expansion physique et/ou chimique choisi parmi les agents d'expansion de type HFC245, HFC365 et l'eau.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi une cuve étanche et isolante comportant une paroi de cuve retenue sur une structure porteuse, la paroi de cuve incluant, dans le sens de l'épaisseur depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière isolante secondaire retenue sur la structure porteuse, une membrane étanche secondaire retenue sur la barrière isolante secondaire, une barrière isolante primaire retenue sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire retenue sur la barrière isolante primaire, caractérisée par le fait que la barrière isolante primaire et/ou la barrière isolante secondaire est essentiellement constituée d'une pluralité de caisses précitées juxtaposées.
Selon des modes de réalisation, au moins deux caisses isolantes de ladite pluralité de caisses isolantes sont juxtaposées de manière à permettre une communication entre les espaces d'écoulement respectifs des deux caisses.
Une telle cuve peut faire partie d'une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d'un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d'un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Selon un mode de réalisation, l'invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Une idée à la base de l'invention est de permettre la circulation de fluides, notamment un gaz inerte, dans la paroi d'une cuve étanche et isolante selon une direction parallèle à la paroi, à l'aide d'un espace de circulation traversant les caisses isolantes en permettant au fluide de circuler d'un bord à l'autre des caisses isolantes composant cette paroi. Certains aspects de l'invention partent de l'idée de réaliser des canaux dans la garniture calorifuge des caisses isolantes et de réaliser ces canaux pour que ceux- ci traversent la caisse isolante d'un bord à l'autre de la caisse isolante, par exemple selon une direction parallèle à un troisième bord de la caisse. Certains aspects de l'invention partent de l'idée de juxtaposer deux caisses isolantes dans la direction de leurs canaux, de sorte que les canaux des deux caisses s'alignent pour réaliser des passages dans lesquels le fluide peut circuler successivement à travers lesdites caisses.
Certains aspects de l'invention partent de l'idée de fournir un procédé de réalisation de caisses isolantes qui est fiable, efficace et contrôlé, en contrôlant la réalisation de la garniture calorifuge au sein des caisses isolantes.
Certains aspects de l'invention partent de l'idée de fournir une caisse isolante qui présente une caractéristique d'isolation sensiblement continue dans une direction perpendiculaire à la paroi tout en permettant la circulation du fluide dans une direction parallèle à la paroi.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
Sur ces dessins :
• La figure 1 est une vue partielle arrachée en perspective d'une paroi de cuve.
• La figure 2 est une vue partielle en perspective d'une caisse isolante convenant pour former une barrière isolante primaire de la paroi de cuve de la figure 1.
• La figure 3 est une vue de côté d'une autre caisse isolante convenant pour former une barrière isolante primaire de la paroi de cuve de la figure 1.
• La figure 4 est une autre vue de côté de la caisse isolante primaire de la figure 3. • La figure 5 est une vue de côté d'un panneau de coffrage permettant d'obtenir la caisse isolante primaire des figures 3 et 4.
• La figure 6 est une vue de côté d'une variante du panneau de coffrage de la figure 5.
· La figure 7 est une vue en coupe d'une autre caisse isolante convenant pour former une barrière isolante primaire de la paroi de cuve de la figure 1.
• La figure 8 est une représentation schématique écorchée d'une cuve de navire méthanier et d'un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
• La figure 8 est une représentation schématique du coulage d'une garniture calorifuge convenant pour réaliser une caisse isolante des figures 3 et 4.
La figure 1 présente une vue partielle d'une paroi de cuve d'un navire méthanier. Par convention, on appellera « au-dessus » une position située plus près de l'intérieur de la cuve et « en dessous » une position située plus près de la structure porteuse 1, quelle que soit l'orientation de la paroi de cuve par rapport au champ de gravité terrestre. La structure porteuse est constituée par la paroi interne d'une double coque d'un navire.
La cuve peut être réalisée selon différentes géométries bien connues, par exemple une géométrie prismatique dans la coque d'un navire ou une géométrie cylindrique à terre ou autre.
La paroi de cuve est composée d'une barrière thermiquement isolante secondaire portant une barrière étanche secondaire 5. La barrière étanche secondaire porte elle-même une barrière thermiquement isolante primaire 6 sur laquelle s'appuie une barrière étanche primaire 8.
La barrière thermiquement isolante secondaire et la barrière thermiquement isolante primaire sont respectivement constituées de caissons isolants secondaires 3 et primaires 7. Des organes d'ancrage 4 maintiennent les caisses isolantes secondaires en appui sur la structure porteuse 1. Les organes d'ancrages 4 sont fixés à la structure porteuse 1 par l'intermédiaire de goujons 9 soudés à la structure porteuse 1. Les caissons secondaires 3 comportent des rainures 12 à section en forme de T inversé. Les rainures 12 accueillent des supports de soudure de manière coulissante sous la forme de bandes métalliques pliées en forme de L. Des virures à bords relevés 11 sont soudées sur ces supports de soudure (non représentées). Ces virures forment la barrière étanche secondaire 5.
Les caissons primaires 7 s'appuient sur la barrière étanche secondaire 5. Ceux-ci comportent des rainures 29 pour accueillir les bords relevés de virures 10 soudés aux supports de soudures.
Des organes de retenue primaires 13 maintiennent les caisses isolantes primaires 7 contre la barrière thermiquement isolante secondaire 2 d'une manière connue de l'homme du métier. Par exemple, des organes de retenue primaires 13 sont notamment décrits dans le brevet FR2877638.
Les caisses isolantes primaires 7 et secondaires 3 présentent une forme parallélépipédique. Les caisses isolantes primaires 7 et secondaires 3 sont disposées selon un maillage rectangulaire régulier dans chacune des barrières thermiquement isolantes. De cette manière, un organe d'ancrage 4 ou un organe de retenue 13 maintient quatre caissons primaires 7 ou secondaires 3 en même temps par leurs coins respectifs qui se rejoignent.
De la même manière que les caisses isolantes secondaires, les caisses isolantes primaires 7 comportent des rainures 14 à section en forme de T inversé. Les rainures 14 reçoivent les supports de soudure en forme de L sur lesquels sont soudées des virures à bords relevés 11. Ces virures forment la barrière étanche primaire 8. La figure 2 présente de manière plus précise la structure d'une des caisses isolantes primaires 7.
La caisse isolante primaire 7 comporte un panneau de fond de forme sensiblement rectangulaire. Un pilier de coin 17 est fixé sur chacun des coins du panneau de fond 15. Des structures de piliers latérales 65 et des structures de piliers intermédiaires 66 sont fixées sur le panneau de fond 15.
Un panneau de couvercle est fixé sur les piliers de coin 17, les structures de piliers intermédiaires 66 et les structures de piliers latérales 65. Les structures de piliers 65,66, les piliers de coins 17 et les panneaux 15,16 sont réalisés en contreplaqué.
Les panneaux 15,16 présentent une découpe sur chacun de leur coin. Les piliers de coin 17 présentent une section qui adopte la forme de la découpe des coins des panneaux 15 et 16. De cette manière, quatre caisses isolantes 7 juxtaposées au niveau d'un coin forment, au niveau de ce coin, un passage traversé par l'organe de retenue primaire 13.
Les piliers de coin 17 servent à recevoir l'appui des organes de retenue primaire 13 utilisés à chaque coin de caisses isolantes 7. A cet effet l'organe de retenue primaire 13 comporte une platine (non représentée) qui vient en appui sur le panneau de couvercle 16. Plus précisément, un décrochement 25 réalisé sur le coin de panneau de couvercle 16 reçoit la platine. Ce décrochement 25 présente une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur de la platine de sorte que la platine affleure au niveau de la surface supérieure 69 du panneau de couvercle 16.
Les structures de piliers latérales 65 s'étendent le long de deux bords opposés de la caisse isolante 7 entre les piliers de coin 17. Une structure de piliers latérale 65 est constituée d'un plateau inférieur 18 sur lequel sont agrafés des piliers 20 à un pas régulier. Un plateau supérieur 19 est fixé au-dessus des piliers 20. Les plateaux inférieur 18 et supérieur 19 s'étendent depuis un pilier de coin 17 jusqu'à un second pilier de coin 17 en suivant un bord des panneaux 15 et 16.
Les structures de piliers intermédiaires 66 s'étendent depuis un bord de la caisse isolante 7 jusqu'au bord opposé selon une direction parallèle aux structures de piliers latérales 65. Une structure de piliers intermédiaire 66 est constituée de piliers 21 fixés au panneau de fond 15 par pointage. Un plateau d'appui 22 est agrafé sur les piliers 21. Ce plateau d'appui 22 est fixé au panneau supérieur 16. Comme cela est visible sur la figure 2, le plateau d'appui 22 est fixé sous une rainure 14.
Une garniture calorifuge 26, constituée d'une mousse expansée solide, s'étend à partir du panneau de couvercle 16 vers le panneau de fond 16 entre les structures de piliers 65, 66 et au sein des structures de piliers 65, 66. Toutefois, la garniture calorifuge 16 ne s'étend pas jusqu'au panneau de fond 15. La garniture calorifuge 26 présente une surface bombée 27 en direction du panneau de fond 15 qui délimite un espace 28 entre le panneau de fond 15 et la garniture calorifuge 26 dans lequel des fluides peuvent circuler. Cet espace 28 s'étend à travers la caisse isolante 7 selon une direction parallèle aux structures de piliers latérales 65. De cette manière, les fluides peuvent circuler d'un bord de la caisse jusqu'au bord opposé de la caisse isolante 7.
Par conséquent, lorsque plusieurs caisses isolantes 7 sont alignées selon la direction de leurs structures de piliers 65, 66, le fluide peut s'écouler dans plusieurs caisses isolantes qui se suivent.
La garniture calorifuge 26 est constituée d'une mousse polyuréthane de faible densité. Plus particulièrement, la densité de la mousse peut être comprise entre 20 et 80kg/m3. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ces densités, des densités supérieures pouvant être employées.
Pour obtenir le caisson décrit ci-dessus, on peut procéder de la manière suivante.
Les structures de piliers sont préfabriquées en agrafant les plateaux 18, 19 et 22 sur les piliers 20 et 21 respectifs.
Ces structures latérales 65 et intermédiaires 66 ainsi que les piliers de coin 17 sont ensuite agrafés sur le panneau couvercle 16.
La surface supérieure 67 du panneau de couvercle est ensuite positionnée sur un support de manière à orienter les structures de piliers 66 et 65 vers le haut.
Des panneaux de coffrages latéraux rigides sont mis en place sur chacun des bords du panneau de couvercle 16 et s'étendent vers le haut sur toute la hauteur des structures de piliers 65, 66. Les panneaux de coffrage sont constitués ou revêtus d'un matériau anti-adhérant de type PTFE pour faciliter le démoulage.
Un mélangeur mélange des composants réactifs permettant d'obtenir la mousse de la garniture calorifuge. L'organe de mélange fournit le mélange produit à une tête de distribution. La tête de distribution coule le mélange sur le panneau de couvercle 16 entre les structures de piliers 65, 66.
Le mélange présente un temps de crème supérieur à une minute. Le temps de crème correspond au temps pendant lequel la mousse est inerte et ne gonfle pas. Ce temps de crème permet de repartir le mélange sous forme liquide ou pâteuse de manière homogène par balayage de la caisse par la tête de distribution avant son moussage.
La mousse gonfle ensuite en remplissant l'espace entre les structures de piliers 65,66 et se déploie vers le haut du fait de l'augmentation de son volume. L'augmentation de son volume et la solidification progressive de la mousse génère une surface bombée 27 dans une direction opposée au panneau de couvercle 16. Pour améliorer le contrôle des dimensions finales de la garniture isolante 26 solidifiée, les moyens de coffrage sont régulés en température.
Une quantité déterminée de garniture calorifuge 26 est répandue sur le panneau de couvercle 16 afin de noyer les structures de pilier 65,66 uniquement sur une partie de leur hauteur. Cette quantité est inférieure à la quantité de mélange nécessaire pour remplir la totalité de l'espace entre les structures de pilier 65,66 par la mousse.
Lorsque la mousse s'est solidifiée, les panneaux de coffrage sont retirés. Un surfaçage des parois latérales de la caisse isolante 7 peut être réalisé pour ajuster les dimensions de la caisse isolante 7.
Le panneau de fond 15 est ensuite mis en place et fixé sur les piliers de coins 17 et les structures de piliers 66 et 65.
Dans une variante du procédé, le panneau de fond 15 peut être positionné et fixé sur les structures de piliers lors de l'expansion et la solidification de la mousse. Selon une autre réalisation, le panneau de fond 15 peut être positionné avant la mise en place de la garniture calorifuge 26 sur le panneau de couvercle 16. Dans ce cas, le mélange est injecté au travers des orifices de remplissage répartis de manière équilibrée sur le panneau de fond 15. Une presse ou un conformateur peut, de surcroit, contraindre les panneaux 15 et 16, suite à la fixation du panneau de fond 15 sur les structures de piliers 65,66 lors de l'expansion de la mousse ou préalablement à la mise en place de la garniture calorifuge 26 pour maintenir le panneau de fond 15 et le panneau de couvercle 16 en place et éviter ainsi les déformations de la caisse isolante 7.
Grâce à ce procédé, les éléments tels que les piliers de coins 17 et les structures de piliers 65,66 ne sont noyés que sur une partie de leur hauteur à partir du panneau de couvercle 16. De cette manière un espace 28 est préservé pour la circulation du fluide entre la surface bombée 27 de la garniture calorifuge 26 et le panneau de fond 15.
Selon une alternative de ce procédé, les moyens de coffrage peuvent s'étendre sur une partie seulement de la hauteur des structures de piliers. En cas de dépassement de la hauteur des panneaux de coffrage latéraux, la mousse qui continuerait son expansion au-dessus des moyens de coffrage « déborde » en dehors de la caisse. De cette manière, après solidification et retrait des panneaux de coffrage, un surfaçage effectué permettra de retirer l'excès de mousse expansé.
Dans une variante, les moyens de coffrage sont constitués d'un matériau rigide, recouvert d'un film anti-adhérant pour faciliter le décoffrage.
Les figures 3 et 4 présentent une variante de caisse isolante primaire 30. Des structures d'entretoises 31 sont positionnées entre le panneau de fond 15 et le panneau de couvercle 16.
Chaque structure d'entretoise 31 comporte une rangée de piliers 42 de section carrée sur laquelle sont disposés un plateau supérieur 32 et un plateau inférieur 35. Les piliers 42 sont alignés et équidistants les uns des autres afin de permettre une bonne répartition des efforts de compression. Des renforts latéraux supérieurs 33 de section rectangulaire sont fixés aux piliers 42 et au plateau supérieur 32. Des renforts latéraux inférieurs 34 de section rectangulaire sont fixés aux piliers 42 et au plateau inférieur 35. Les renforts latéraux inférieurs 34 et les renforts latéraux supérieurs 33 permettent chacun d'améliorer la rigidité de la structure. Par ailleurs, ceux-ci permettent d'éviter le déversement des piliers 42. De telles structures d'entretoise peuvent être réalisées en préfabrication, facilitant ainsi la réalisation de la caisse isolante.
La caisse isolante 30 comporte trois structures d'entretoise 31 comportant neuf piliers 42 chacune. Deux structures d'entretoise latérales 36 sont aussi agencées sur des bords de la caisse isolante 30, dans lesquelles les plateaux 32 et 35 et les renforts latéraux 33 et 34 ne s'étendent que d'un côté des piliers 42, à savoir le côté interne à la caisse isolante 30. De la même manière que la caisse isolante primaire 7 décrite en référence à la figure 2, la caisse isolante 30 présente une découpe sur les coins de la caisse pour générer un espace destiné à recevoir l'organe de retenue primaire 13. Une couche inférieure de matière isolante 38 est agencée sur la surface extérieure du panneau de fond 15. Des tasseaux 37 permettent d'éviter le fluage au voisinage des coupleurs et assurer la continuité structurelle. La garniture calorifuge s'étend entre les structures d'entretoise 36 et 31 depuis le panneau de couvercle et garnit l'espace entre les piliers d'une rangée de piliers d'une structure d'entretoise 31,36.
La garniture calorifuge 26 présente, entre chaque paire de structures d'entretoise une surface de section concave 41 qui s'éloigne du panneau de fond 15. La surface 41 délimite ainsi des canaux 40 entre les structures d'entretoise 31,36 Ces canaux 40 longent les structures d'entretoise 31,36.
Ces canaux 40 sont obtenus par un procédé similaire au procédé décrit en référence à la caisse isolante illustrée dans la figure 2. Toutefois, la forme concave de ces canaux 40 est obtenue par la mise en place d'un panneau de coffrage supérieur 50 sur les structures d'entretoise après la coulée de la garniture calorifuge sur le panneau de couvercle.
La figure 5 représente une vue de côté d'un tel panneau de coffrage supérieur 50. Le panneau de coffrage supérieur 50 est constitué d'un panneau rigide 51 qui présente sur une de ses faces quatre nervures 51 qui s'étendent parallèlement sur cette surface sur une longueur égale à la distance entre les bords du panneau de couvercle 16 entre lesquels les canaux 40 s'étendent. Ces nervures 51 présentent une surface externe convexe 53. Lorsque le panneau de coffrage supérieur 50 est mis en place sur les structures d'entretoise lors du procédé, les nervures 53 sont insérées entre les structures d'entretoise 50. De cette manière, lorsque la mousse gonfle, celle-ci atteint et adopte la forme des nervures 51. Les nervures génèrent ainsi des canaux 40 dont la géométrie est contrôlée. Par opposition au procédé décrit en relation avec la caisse isolante 7 de la figure 2, le contrôle de la quantité de mélange introduite est moins critique. En effet, des orifices d'évents peuvent être prévus dans le coffrage pour guider l'excès de mousse produit. Le panneau de coffrage supérieur est retiré simultanément au retrait des panneaux de coffrage latéraux.
En référence à la figure 6, on voit une variante de panneau de coffrage 54. Dans cette variante, les nervures 51 sont remplacées par de languettes 55 de section rectangulaire 56. Ainsi, des canaux de section rectangulaires sont formés lorsque le panneau de coffrage est positionné sur la caisse isolante 7 lors du moulage de la garniture calorifuge.
L'utilisation de parties saillantes allongées tel que des nervures 51 ou des languettes 55 sur un panneau de coffrage supérieur 50, 54 permet de générer des canaux 40 dont la géométrie est contrôlée lors du moulage de la garniture isolante 26. De cette manière, les canaux 40 générés présentent une section ayant une surface minimale imposée par les parties saillantes. Le couvercle de coffrage peut aussi être réalisé en ou revêtus d'un matériau anti-adhérant
Par ailleurs, en référence à la figure 9, un râteau d'épandage 43 peut être relié à la tête de moussage 44 afin de répandre une quantité adaptée de mélange directement et simultanément entre chacune des paires de structures d'entretoises 31 et 36 pour simplifier l'épandage du mélange. Des buses d'épandage 45 réparties le long du râteau 43 au-dessus des espaces entre les structures d'entretoises intermédiaires 31 et latérales 36 répartissent le mélange entre les structures d'entretoises 31 et 36.
La figure 7 présente une vue en coupe d'une autre variante de caisse isolante 67.
La caisse isolante 67 comporte un panneau de couvercle 16 et un panneau de fond 15 maintenu écartés par quatre piliers de coins 17. Quatre plaques de contreplaqué 60 sont fixées respectivement sur chacun des bords latéraux de la caisse isolante 67. Ces plaques de contreplaqué 60 assurent la rigidité de la caisse isolante 67 et maintiennent le panneau de fond 15 espacé du panneau de couvercle 16. La garniture isolante 26 s'étend depuis le panneau de couvercle 16 vers le panneau de fond 15 sur une partie de la hauteur des plaques de contreplaqué. La garniture isolante 26 présente une surface 61 sensiblement plane.
Une couche de laine de verre 62 est logée dans l'espace entre la garniture isolante 26 et le panneau de fond 15. Cette couche de laine de verre 62 est comprimée entre la garniture isolante 62 et le panneau de fond 15. De cette manière, la couche de laine de verre 62 adopte la géométrie de l'espace 68 de circulation du fluide tout en freinant la convection naturelle selon la direction de hauteur de la caisse isolante 67.
Des orifices de circulation 63 traversent les plaques de contreplaqué 60 pour permettre la circulation d'un gaz depuis la couche de laine de verre 62 vers l'extérieur de la caisse isolante 67, par exemple vers la couche de laine de verre 62 d'une seconde caisse isolante 67 non représentée.
Pour obtenir une telle caisse, les piliers de coin 17 sont premièrement agrafés sur le panneau couvercle 16.
Les plaques de contreplaqué 60 sont mises en place sur chacun des bords du panneau de couvercle 16 et s'étendent vers le haut sur toute la hauteur des piliers de coins 17. Les panneaux de coffrage sont constitués, dans ce mode de réalisation, par les plaques de contreplaqué 60 fixées sur les bords de la caisse 67. Ainsi, celles-ci ne sont pas retirées après le moulage de la garniture isolante 26. La surface supérieure 69 du panneau de couvercle 16 est ensuite positionnée sur un support de manière à orienter les piliers de coins 17 et la largeur des plaques de contreplaqué 60 vers le haut.
Une tête de distribution coule le mélange destiné à former la garniture calorifuge sur le panneau de couvercle sur toute la largeur à l'aide d'un râteau d'épandage.
Une couche de laine de verre 62 est ensuite déposée à la surface du mélange et le panneau de fond est fixé sur les piliers de coins 17 et les plaques de contreplaqué 60.
La mousse produite par le mélange se déploie vers le haut du fait de l'augmentation de son volume lors du moussage. La couche de laine de verre 62 permet de générer une surface 61 de garniture isolante plane. En effet, celle-ci suit l'expansion de la garniture isolante 26. Par ailleurs la porosité de la couche de laine de verre 62 permet la circulation de fluides d'un bord de la caisse 67 à un bord opposé de la caisse isolante 67.
Toutefois, la couche de laine de verre 62 peut être préalablement fixée sur le panneau de fond 15 ou positionnée sur la surface de la garniture isolante 26 après le moulage de celle-ci.
Par ailleurs, cette couche de laine de verre peut être remplacée par de la laine de roche, des fibres isolantes naturelles ou tout autre matériau poreux et résilient.
Le panneau de fond 15 est ensuite mis en place et fixé sur les piliers de coins 17 et plaques de contreplaqué 60.
Bien que les caisses décrites ci-dessus aient été réalisées à l'aide de bois contreplaqué, il est bien évident que d'autres matériaux peuvent être utilisés. Par exemple, les caisses isolantes peuvent être réalisées en matériau composite.
Par ailleurs, le procédé décrit ci-dessus peut être employé pour réaliser des caisses isolantes d'une barrière isolante secondaire. Les cuves décrites ci-dessus peuvent être utilisées dans différents types d'installations telles que des installations terrestres ou dans un ouvrage flottant comme un navire méthanier ou autre.
En référence à la figure 8, une vue écorchée d'un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque du navire, et deux barrières thermiquement isolantes agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire, et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriés, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La figure 7 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L'usage du verbe «comporter», «comprendre» ou «inclure» et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou «une» pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims

REVENDICATIONS
1. Caisse isolante (7, 30, 67) pour la fabrication d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, la caisse isolante comportant :
un premier panneau rigide (16) comportant des bords latéraux,
un deuxième panneau rigide (15),
des pièces d'espacement (17, 66, 60) fixées au premier panneau rigide et au deuxième panneau rigide, s'étendant selon une direction de hauteur pour maintenir le premier panneau rigide espacé du deuxième panneau rigide, et
une garniture calorifuge (26) en mousse expansée disposée entre le premier panneau rigide et le deuxième panneau rigide, la garniture calorifuge en mousse expansée formant un ensemble solide noyant sur au moins une portion de leur hauteur les pièces d'espacement,
caractérisé en ce qu'un espace d'écoulement (28, 40, 68) apte à permettre la circulation d'un fluide à travers la caisse isolante d'un bord latéral de la caisse à un bord latéral opposé de la caisse est délimité entre le deuxième panneau (15) et la garniture calorifuge (26) en mousse expansée.
2. Caisse isolante selon la revendication 1, dans laquelle l'espace d'écoulement est constitué d'une pluralité de canaux parallèles (40) s'étendant entre les deux bords latéraux de la caisse.
3. Caisse isolante selon la revendication 2, dans laquelle un canal (40) est délimité par une surface de la garniture calorifuge en mousse expansée et présente une section convexe dont la convexité est tournée vers la garniture calorifuge en mousse expansée ou vers le deuxième panneau (15).
4. Caisse isolante selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle une couche isolante, poreuse et résiliente (62) est logée dans l'espace d'écoulement.
5. Cuve étanche et isolante comportant une paroi de cuve retenue sur une structure porteuse, la paroi de cuve incluant, dans le sens de l'épaisseur depuis l'extérieur vers l'intérieur de la cuve, une barrière isolante secondaire (2) retenue sur la structure porteuse, une membrane étanche secondaire (5) retenue sur la barrière isolante secondaire, une barrière isolante primaire (6) retenue sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire (8) retenue sur la barrière isolante primaire, caractérisée par le fait que la barrière isolante primaire et/ou la barrière isolante secondaire est essentiellement constituée d'une pluralité de caisses isolantes (4, 7) selon l'une des revendication 1 à 5 juxtaposées.
6. Cuve étanche selon la revendication 5, dans laquelle au moins deux caisses isolantes de ladite pluralité de caisses isolantes sont juxtaposées de manière à permettre une communication entre les espaces d'écoulement (28, 40, 68) respectifs des deux caisses.
7. Procédé de fabrication d'une caisse isolante (7, 30, 67) pour la fabrication d'une paroi de cuve étanche et thermiquement isolante, le procédé comprenant les étapes consistant à :
fixer des pièces d'espacement (17, 66, 60) sur un premier panneau rigide, les pièces d'espacement s'étendant selon une direction de hauteur qui s'éloigne du premier panneau rigide (16),
placer des moyens de coffrage autour de bords latéraux du premier panneau rigide,
introduire un mélange de composants réactifs permettant d'obtenir une garniture calorifuge (26) en mousse expansée, ledit mélange étant introduit dans un état fluide ou pâteux dans l'espace entre les moyens de coffrage sur le premier panneau rigide (16) de manière à noyer les pièces d'espacement sur au moins une portion de leur hauteur,
solidifier ladite garniture calorifuge (26) en mousse expansée,
et fixer un deuxième panneau rigide (15) sur les pièces d'espacement de manière espacée du premier panneau rigide, la garniture calorifuge en mousse expansée étant positionnée entre les deux panneaux rigides,
caractérisé en ce que l'étape d'introduction et de solidification de la garniture calorifuge en mousse expansée est réalisée de manière à ménager un espace d'écoulement (28, 40, 68) traversant la caisse isolante d'un bord latéral à un bord latéral opposé de la caisse isolante, l'espace d'écoulement étant délimité entre le deuxième panneau rigide et la garniture calorifuge en mousse expansée pour permettre la circulation d'un fluide.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les moyens de coffrage sont retirés des bords latéraux du premier panneau (16) rigide après l'étape de solidification.
9. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les moyens de coffrage sont fixés sur la caisse isolante et forment des voiles latéraux (60) entourant la garniture calorifuge,
les voiles latéraux présentant des ouvertures (61) débouchant sur l'espace d'écoulement.
10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel les moyens de coffrage s'étendent dans la direction de hauteur sur une partie de la hauteur des pièces d'espacement (17, 66, 60).
11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, comportant en outre une étape consistant à placer un couvercle de coffrage (50, 54) sur les pièces d'espacement, le couvercle de coffrage comportant une surface du couvercle de coffrage présentant des parties saillantes (52, 55), les parties saillantes du couvercle de coffrage s'étendant en direction du premier panneau rigide (16) pour délimiter l'espace d'écoulement lors de l'étape d'introduction et de solidification de la garniture calorifuge en mousse expansée,
et une étape consistant à retirer le couvercle de coffrage avant de fixer le deuxième panneau rigide (15).
12. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel l'étape d'introduction de la garniture calorifuge comporte en outre une étape consistant à : déposer une couche de matériau isolant, poreux et résilient (62) sur la surface du mélange liquide ou pâteux introduit.
13. Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, dans lequel le deuxième panneau rigide (15) comporte en outre une couche isolante, poreuse et résiliente (62) sur une de ses faces et le deuxième panneau rigide (15) est fixé sur les pièces d'espacement préalablement à l'étape de solidification de la garniture isolante en mousse expansée, la couche isolante, poreuse et résiliente présentant une épaisseur s'étendant en direction du premier panneau rigide (16).
14. Procédé selon l'une des revendications 7 à 13, dans lequel les moyens de coffrage sont réalisés en ou revêtus d'un matériau anti-adhérant.
15. Procédé selon l'une des revendications 7 à 14, dans lequel les moyens de coffrage sont régulés en température.
16. Procédé selon l'une des revendications 7 à 15, dans lequel le mélange de composants réactifs dans un état fluide ou pâteux présente un temps de crème supérieur à une minute.
17. Procédé selon l'une des revendications 7 à 16, dans lequel la garniture calorifuge (26) est une mousse expansée isolante polyuréthane présentant une densité entre 20 et 80kg/m3, dont l'expansion est réalisée à l'aide d'un agent d'expansion physique et/ou chimique choisi parmi les agents d'expansion de type
HFC245, HFC365 et l'eau.
18. Navire (70) pour le transport d'un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l'une des revendications 1 à 17 disposée dans la double coque.
19. Utilisation d'un navire (70) selon la revendication 18 pour le chargement ou déchargement d'un produit liquide froid, dans laquelle on achemine un produit liquide froid 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 du navire (71).
20. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 19, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l'installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
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