WO2018206511A1 - Dispositif et procede d'alimentation en combustible d'une installation de production d'energie - Google Patents

Dispositif et procede d'alimentation en combustible d'une installation de production d'energie Download PDF

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tank
buffer tank
pipe
gas
liquefied gas
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PCT/EP2018/061730
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Bernard Aoun
Pavel BORISEVICH
Guillaume GELIN
Romain NARME
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Gaztransport Et Technigaz
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    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for supplying fuel to a power generation installation, in particular on board a ship.
  • the state of the art notably includes the documents WO-A1 - 2012/089891 and WO-A1-2015 / 183966.
  • the gas In order to more easily transport gas, such as natural gas, over long distances, the gas is generally liquefied (to become liquefied natural gas - LNG) by cooling it to cryogenic temperatures, for example -163 ° C at atmospheric pressure. The liquefied gas is then loaded into specialized vessels.
  • an energy production facility is provided to meet the energy requirements of the operation of the ship, in particular for the propulsion of the ship and / or the production of electricity for the vessels. equipment on board.
  • Such an installation commonly includes thermal machines consuming gas from an evaporator that is fed from the cargo of liquefied gas transported in the tank or tanks of the ship.
  • the document FR-A-2 837 783 provides for feeding such an evaporator and / or other systems necessary for propulsion by means of a submerged pump at the bottom of a tank of the ship.
  • a pump thus placed has disadvantages. It must undergo regular inspection operations according to the IACS (International Association of Classification Societies) code. An inspection operation of the pump may require the opening of the main tank, resulting in the vessel being immobilized and possibly damaging the tank.
  • One solution to this problem would be to provide an opening at the bottom of the tank and to evacuate the liquefied gas from the main tank from this opening.
  • the IGF and IGC International Code for Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk codes prohibit such opening in large tanks, which is the case of the main tank of a tank. ship.
  • the present invention provides an improvement to the present technique, which is simple, effective and economical.
  • the invention proposes a device for supplying combustible fluid to an energy production installation, in particular onboard a ship, comprising:
  • a first liquid or liquefied gas transfer line from the first buffer tank to said installation, a first end of which opens into said first buffer tank and a second end of which is connected to said installation, for supplying combustible fluid said installation,
  • a second liquefied gas transfer line from the main tank to the first buffer tank, said second pipe having a first end intended to be immersed in the liquefied gas contained in said main tank, and a second end opening into said first tank; buffer, for supplying said first buffer tank with liquefied gas, and
  • said vacuum means comprises at least one compressor and in that said operating pressure is preferably lower than atmospheric pressure.
  • the device according to the invention thus makes it possible to respond to the problem of the prior art.
  • a pump immersed in the main tank is not necessary here to route liquefied gas from the main tank to the buffer tank.
  • the depression in the buffer tank that is to say the pressure difference between the buffer tank and the main tank, is here such that it can supply liquefied gas to the buffer tank with liquefied gas contained in the main tank.
  • the liquefied gas thus flows in the second pipe from the main tank to the buffer tank.
  • BOG contained in the main tank can be used to power the installation of a ship.
  • the device makes it possible to add to this source of BOG additional fluid, in gaseous or liquid form, available in the buffer tank and can be conveyed by the first pipe until installation.
  • the first buffer tank is adapted to be depressurized at a pressure below atmospheric pressure (and which is for example a pressure between -600 mbar and -100 mbar, or between -800 mbar and -200m barg).
  • the compressor is capable of obtaining such a vacuum, in order to transfer the liquefied gas from the main tank to the buffer tank, even when the latter is at a pressure close to atmospheric pressure, and for example between -100 mbar and 100 mbar. or between -100 mbar and 250 mbar or between -100 mbar and 400 mbar.
  • the device according to the invention comprises one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
  • said main reservoir is of the membrane type, that is to say that its walls, in particular lateral, comprise at least one metal layer forming a sealed membrane and at least one layer of thermal insulation;
  • said main reservoir is configured to withstand a pressure of less than or equal to 3000 mbar, and preferably less than or equal to 750 mbar;
  • said main reservoir is of the type without membrane
  • said main tank is configured to withstand a pressure greater than or equal to 3000 mbar, and preferably greater than or equal to 6000 mbar;
  • said depression means comprise an output intended to be connected to said installation
  • said depression means comprise at least one compressor
  • a pump is connected to said first pipe and is configured to draw liquefied gas from said first buffer tank;
  • said compressor is connected to a third line of depression of said first buffer tank, a first end of which opens into said first buffer tank, and a second end of which is connected to an inlet of said compressor, said third pipe being configured to suck evaporation gas in said first buffer tank and for supplying said compressor with evaporation gas;
  • said compressor comprises an output connected to said installation for the supply of fuel gas to said installation;
  • said second end of said third pipe is connected to said compressor by a first circuit of a heat exchanger
  • the device comprises a fourth gas transfer line from the main tank to the compressor;
  • said fourth pipe comprises a first end opening into said main tank, and a second end connected to said compressor; said second end of said fourth pipe is connected with said second pipe to an inlet of said first circuit of the heat exchanger, an outlet of which is connected to said compressor;
  • said first end of said second conduit is devoid of a pump
  • said first pipe comprises at least one pump and / or a depressurization valve and / or a heat exchanger; this heat exchanger can be configured to cause the vaporization of the liquefied gas flowing in said first pipe, for the purpose of supplying fuel gas to said installation;
  • said pump is configured to be controlled according to a fuel gas requirement of said installation
  • the device comprises a fifth fluid return line from said vacuum means to the main tank, a first end is connected to an outlet of said vacuum means and a second end opens into said main tank;
  • the device comprises a second liquefied gas buffer tank
  • said second buffer tank is connected to:
  • Said first conduit which comprises a third end opening into said second buffer tank
  • Said second pipe which comprises a third end opening into said second buffer tank
  • said second buffer tank is connected to said third pipe which comprises a third end opening into said second buffer tank;
  • the device comprises a fifth gas supply line of said first buffer tank and said second buffer tank, a first end of which is connected to an outlet of said depressurizing means, a second end opens into said first buffer tank, and third end opens into said second buffer tank, said fifth pipe being configured to supply compressed gas to said first buffer tank and / or said second buffer tank;
  • said first pipe is connected by a sixth pipe to a liquefied gas spray bar in said main tank, said ramp being configured to spray liquefied gas in the form of droplets into evaporation gas of said main tank in order to condense at least a part of this evaporation gas;
  • each of said reservoirs is equipped with a pressure sensor and / or a level sensor;
  • the or each buffer tank is located below an upper end of said main tank
  • the or each buffer tank is located outside said main tank;
  • the or each buffer tank may have a relaxation and / or separation function; at least a portion of the liquefied gas supplying a buffer tank can undergo partial vaporization and phase separation in the tank; less than half or less than 10% of the liquefied gas sucked can be vaporized in this way; the gas outlets, in liquid and gaseous form, can be connected to said installation, without (re) passing through the main tank; a small part (1 to 10%) of the LNG taken is evaporated upstream of the compressor, which makes it possible to use a reduced flow compressor; it is indeed necessary (for a gaseous LNG requirement of the given energy production installation) to suck less than when aspiring only gas (the volume of gas is approximately 600 times greater than the liquid);
  • said liquefied gas comprises at least one gas or pure substance; for example :
  • the first pipe transfers (possibly mixed with another gas) at least partly this pure gas (in liquid form) from the buffer tank to the installation, and / or - said compressor sucks (possibly mixed with another gas ) at least partly this pure gas, and / or
  • said compressor supplies the installation with pure gas
  • pure is understood to mean a single chemical body or species as opposed to a mixture of bodies or species.
  • a pure gas is for example a light or heavy.
  • the term heavy and light respectively heavy gas or high molecular weight and a light gas or low molecular weight.
  • the light gas in general methane.
  • liquefied gas there may also be some nitrogen in the light part.
  • the minor heavy part comprises, for example for liquefied gas propane, butane and ethane (which evaporates at a higher temperature or a lower pressure).
  • heavy goods account for between 5.2% and 49.8% of the total liquefied gas mass.
  • the heavies have for example molar masses between 25 and 500% greater than those of light).
  • the present invention also relates to a vessel, in particular for transporting liquefied gas, comprising at least one device as described above.
  • the invention is particularly applicable to a vessel propelled by LNG (this is a particular case of liquefied gas transport vessels, if it is considered that a propulsion tank also has a transport function).
  • the present invention also relates to a method for supplying fuel to an energy production installation, in particular on board a ship, by means of a device as described above, characterized in that it comprises:
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following steps or characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
  • the method comprises a step B1 of supplying said installation by means of said compressor, by suction of gas into said first buffer tank; during step B1, said plant is powered by means of said compressor, by sampling gas from said main tank and said first buffer tank;
  • the method comprises a step B2 supplying said installation by means of said compressor by supplying gas to said first and / or second buffer tank to force liquefied gas to flow in said first pipe;
  • said second buffer tank is supplied with liquefied gas by creating, by means of said compressor, a depression in said second buffer tank with respect to said main reservoir, so that liquefied gas is transferred from the reservoir; principal to the second buffer tank;
  • step A the pressure inside said main tank is controlled by regulating the flow of gas flowing in said fourth pipe and / or in said fifth pipe;
  • the pump of said first pipe is fed with liquefied gas from said first buffer tank;
  • the method comprises a step B3 feeding said installation via said first pipe, by actuating said pump;
  • step A the depression is maintained continuously for a predetermined duration
  • the depression is carried out by applying a pressure difference between said buffer tank and said main tank, which is greater than a hydrostatic pressure generated by a substantially straight and vertical height of said second pipe, with possibly a deduction of the pressure drops in this second conduct;
  • said pump is controlled according to a fuel gas requirement of said installation
  • At least some valves that equip one or more of said pipes are controlled according to a fuel gas requirement of said installation; the pressure difference between the buffer tank and the main tank is increased, in order to increase the liquefied gas feed rate of the buffer tank, as soon as the level of liquefied gas in the buffer tank is below one certain threshold level;
  • the pressure difference between one of the buffer tanks and the main tank is adjusted according to the filling speed of the other buffer tanks, by liquefied gas from said main tank;
  • FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of a device according to the invention, which here equips a ship,
  • FIGS. 2 to 6 are schematic views corresponding to FIG. 1 and illustrating steps of a method according to the invention
  • FIG. 7 is a schematic view of a second embodiment of a device according to the invention, which equips a ship here,
  • FIGS. 8 to 12 are schematic views corresponding to FIG. 7 and illustrating steps of a method according to the invention.
  • FIG. 13 is a schematic view of a third embodiment of a device according to the invention, which team here a ship.
  • upstream and downstream refer to the flow of a fluid, such as a gas or a liquid, in a pipe or circuit.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a device 10 according to the invention which can be considered as allowing the supply of fuel gas to a ship, such as a liquefied gas transport vessel.
  • the device 10 can thus be used to supply fuel gas to a power generation installation 12 on board a ship 14.
  • a vessel 14 comprises a reservoir 16 or several similar tanks 16 for storing liquefied gas.
  • the gas is, for example, methane or a mixture of gases comprising methane.
  • the or each tank 16 may contain gas in liquefied form at a predetermined pressure and temperature, for example at atmospheric pressure and a temperature of the order of -163 ° C.
  • One or more tanks 16 of the ship can be connected to the installation 12 by a device 10 according to the invention. The number of tanks is thus not limiting. It is for example between 1 and 6.
  • Each tank 16 can have a capacity of between 1000 (or even 100) to 50 000m3.
  • the reservoir 16 contains liquefied gas 16aa as well as gas 16ab resulting from an evaporation, in particular a natural evaporation, of the liquefied gas 16aa in the tank 16.
  • the liquefied gas 16aa is stored at the bottom of the tank 16 while the gas 16ab evaporation is located above the level of liquefied gas in the tank, schematically represented by the letter N.
  • LNG designates liquefied gas, that is to say gas in liquid form
  • BOG designates evaporation gas
  • NBOG designates natural evaporation gas
  • FBOG refers to forced evaporation gas, these acronyms being known to those skilled in the art because they correspond to the initials of associated English expressions.
  • one end 22a of a pipe 22 is immersed in the LNG 16aa of the tank 16.
  • This end is preferably devoid of a pump, in order to avoid maintenance, and is preferably located at the bottom of the tank to ensure that the line is only fed with liquid LNG even when the tank is almost empty.
  • the term "bottom" of tank or tank a position located less than one meter from a bottom wall of the tank, the bottom wall being the wall of the tank closest to the center of the earth in operation.
  • the pipe 22 comprises a bypass and comprises two ends located outside the tank 16. One of these ends 22d forms an LNG filling port of the tank 16 and is therefore accessible by a user, in particular during the LNG loading of the tank. tank 16 of the ship.
  • the other end 22b of the pipe is connected to a buffer tank 18, also located outside the tank 16.
  • a valve 23d, 23b is associated with each of the ends 22d, 22b.
  • the valve 23d makes it possible to block the circulation of fluid in the pipe 22 and thus the supply of LNG to the tank 16.
  • the valve 23d can also form a non-return valve.
  • the valve 23b makes it possible to block the supply of fluid to the buffer tank 18, in particular during the bunkering of the main tank 16.
  • a spray boom 52 of LNG droplets is located in the upper part of the tank 16, above the level N.
  • the ramp 52 is thus configured to spray droplets of LNG in the tank BOG. This makes it possible to force the recondensation of the BOG in the tank 16.
  • the reservoir 16 further comprises a BOG input 16a and a BOG output 16b.
  • the outlet 16b is connected to an end 30a of a pipe 30 which also comprises a bypass defining two ends situated outside the tank 16.
  • One of these ends 30c forms a BOG evacuation port of the tank 16, which is accessible by a user, in particular during the LNG loading of the tank 16 of the ship.
  • the other of the ends 30b of the pipe 30 is connected to an input 28aa of a first circuit 28a of a heat exchanger 28, an output 28ab of which is connected to an input 20a of a compressor 20.
  • the first circuit 28a is a cold circuit, the fluid flowing in this circuit 28a being intended to be heated by a fluid flowing in a second circuit 28b or hot circuit of the exchanger 28.
  • a valve 31a, 31c is associated with each of the ends 30a, 30c.
  • the valve 31a is used to block the flow of fluid in the pipe 30 and thus the discharge of BOG tank 16.
  • the valve 31 may also form a non-return valve.
  • the valve 31c makes it possible to block the evacuation of BOG towards the end 30c and the associated port.
  • the inlet 16a of the reservoir 16 is connected to one end 38b of a pipe 38, the other end 38a is connected to an outlet 20b of the compressor 20.
  • a valve 39 is associated with this pipe 38 and blocks the circulation of fluid since the output of the compressor 20 to the reservoir 16.
  • the outlet 20b of the compressor 20 is further connected by a valve 41 to the installation 12.
  • the buffer tank 18 comprises three ports, including an inlet 18a connected to the end 22b of the pipe 22, and two outlets 18b and 18c.
  • the inlet 18a is configured to receive LNG, the buffer tank 18 being intended to be supplied with LNG directly from the tank 16.
  • the output 18b is a gas outlet and in particular BOG and the output 18c is an output of LNG.
  • the outlet 18b is connected to an end 26a of a pipe 26 whose opposite end 26b is connected to the inlet 20a of the compressor 20.
  • the BOG leaving the buffer tank 18 is preheated by the exchanger 28 for supplying the compressor 20.
  • the pipe 26 is connected to the pipe 30 upstream of the exchanger 28, and more particularly upstream of the circuit 28a, so that the BOG comes from both the tank 16 and the buffer tank 18 can supply the circuit 28 and be heated before supplying the compressor 20.
  • the pipe 26 comprises a valve 27 able to block the circulation of fluid in the pipe 26 and in particular the evacuation of BOG from the buffer tank 18 to the exchanger 28.
  • the outlet 18c is connected to an end 32a of a pipe 32 which is connected to the installation 12 with the outlet 20b of the compressor 20.
  • This pipe 32 here comprises or is connected to a pump 36 and to a heat exchanger 34.
  • the pipe 32 further comprises two valves 33a, 33b, including for example a depressurizing valve 33b.
  • from upstream to downstream that is to say from the tank 18 to the outlet 20b of the compressor 20, are arranged the pump 36, the valve 33b, the exchanger 34, and the valve 33a.
  • the pipe 32 is connected to the outlet 20b of the compressor 20, just upstream of the valve 41. Furthermore, at the outlet of the valve 33a, the pipe 32 is connected by a valve 33c to the pipe 38, just downstream of the valve 39.
  • the LNG discharged from the buffer tank 18 through the pump 36 is evaporated by the exchanger 34 before supplying the installation 12.
  • the pipe 32 is connected to an input 34aa of a first circuit 34a of a heat exchanger 34, an output 34ab of which is connected to the valve 33a.
  • the first circuit 34a is a cold circuit, the fluid flowing in this circuit 34a being intended to be heated by a fluid flowing in a second circuit 34b or hot circuit of the exchanger 34.
  • valve 33b is a depressurization valve and would vaporize the entire LNG FBOG, FBOG would be heated by the exchanger 34 before supplying the installation 12.
  • the valve 33b is configured so that the output FBOG pressure corresponds to the operating pressure of the fuel gas in the installation 12.
  • a pipe 50 equipped with a valve 51 connects the spray boom
  • the buffer tank 18 is intended to be supplied with LNG from the tank 16.
  • the operating pressure inside the buffer tank 18 is lower than the storage pressure of the LNG inside the tank 16.
  • the supply of the tank buffer 18 LNG will therefore cause a partial vaporization of the LNG, resulting on the one hand by the generation of FBOG in the buffer tank 18, and the cooling of the remaining LNG in the buffer tank 18, which is called "subcooled liquefied gas”.
  • the buffer tank 18 contains gas in liquefied form at a predetermined pressure and temperature.
  • the buffer tank 18 thus contains subcooled liquefied gas 18aa as well as gas 18ab resulting from evaporation, here forced, liquefied gas 16aa from the tank 16.
  • the liquefied gas liquefied (or LNG) 18aa is stored at the bottom of the buffer tank 1 8 while the evaporation gas (or FBOG) 18ab is located above the level of liquefied gas in the buffer tank 18, schematically represented by the letter L.
  • the compressor 20 is here used to apply the operating pressure inside the buffer tank 18. It is thus configured to depressurize the buffer tank 18 with respect to the tank 16. The pressure difference between them can be such that it is sufficient to force the circulation of LNG from the tank 16 to the buffer tank 18. In the latter case, it is therefore understood that a pump immersed at the end 22a of the pipe 22 is not necessary.
  • the conditions imposed by the compressor 20 on the buffer tank 18 are determined to generate LNG in the buffer tank 18.
  • the pump 36 could be configured to participate in the depression of the buffer tank 18 vis-à-vis the main tank 16.
  • LNG can be transferred from the LNG outlet of the buffer tank 18 to the plant 12 and / or the ramp. spray 52 in the tank 16.
  • the LNG forms a cooling capacity that can be stored in the buffer tank 18 when it is not necessary, for example during phases where the amount of NBOG produced is insufficient to meet the demand.
  • the vacuum in the tank 18 must be such that it allows the flow of LNG in the pipe 22.
  • the pipe 22 has a vertical portion forming a plunger and immersed in the LNG tank 16, its upper end being connected by a T to the rest of the pipe 22.
  • the pressure difference between the two tanks 16, 18 should preferably be greater than the hydrostatic pressure generated by the height of the pipe 22 (more precisely the height of the vertical portion 22 from the bottom of the tank to T - car when the tank 16 is empty, the LNG must be able to be raised to this height), less the pressure drop in the pipe 22.
  • the pressure difference may be smaller if the tank 18 (and more precisely the outlet 22b) is lower than this height, and if the pipe 22 is primed (for example by a lower pressure difference when the tank 16 is almost full).
  • the pressure difference can be regulated as follows:
  • the gas requirement for the installation 12 controls the pump 36 (the gas requirement being determined, for example, by the difference between the measured gas flow rate between the outlet 32b and the installation 12, and the set point of the installation 12) ,
  • the reservoir 18 has a level sensor; as soon as the level in this reservoir 18 is lower than a lower threshold level, the pressure difference is increased in order to increase the flow rate in the reservoir 18 (in the same way, an upper threshold level can be provided, the pressure difference being diminished or canceled as soon as such a level is reached).
  • a fuel gas supply device has two main functions:
  • the fuel gas can be either in gaseous form (vapors) or in liquid form;
  • adjusting the pressure inside the main tank 16 in an acceptable range for example between -100 and +700 mbar or between -700 and 6000 mbar.
  • the device 10 presented is composed of the main tank 16 designed to contain cryogenic liquid, for example at atmospheric pressure. (For example with a volume of 1000 (or even 100) to 10 000 m3 and a permissible pressure of -100 to +700 mbarg or between -700 and 6000 mbarg) and the buffer tank 18 for containing cryogenic liquids (for example with a volume of 1 to 20 m3 and with a permissible pressure of -500 to 6000 mbarg).
  • a pressure difference is created with the compressor 20 and / or the pump 36, between the main tank 16 and the buffer tank 18 (for example +500 mbar in the main tank with respect to the buffer tank) in order to be able to transfer liquid from the main tank 16 to the buffer tank 18.
  • the liquid in the buffer tank 18 is compressed by the pump 36 and sent to the installation 12 via the spray valve 33b.
  • the level of the liquid in the buffer tank 18 is controlled with appropriate instrumentation between, for example, 10% and 90% of the volume of the buffer tank.
  • the pump 36 is always supplied with 100% liquid gas (a mixture of liquid and gaseous natural gas would damage the pump).
  • the control of the device and the appropriate instrumentation are designed to maintain the pressure in the main tank 16 at the desired level (for example between -100 and 700 mbar).
  • each reservoir of the device 10 is advantageously equipped with a pressure sensor and / or a level sensor.
  • FIGS. 2 to 6 illustrate phases of operation of the device of FIG. 1, which may correspond to the speed phases of the ship equipped with this device.
  • Minimum consumption natural evaporation covers the energy demand of the installation (the propulsion engines of the ship are stopped or operate at low load, the gas is mainly used to meet the needs for electricity and heating).
  • the evaporation of the LNG 16aa in the tank 16 causes an increase in the pressure of the BOG 16ab in the tank 16.
  • the BOG 16ab is sucked by the compressor 20, heated in the exchanger 28 and sent to the installation 12. This allows to maintain the pressure in the tank 16 below an acceptable threshold value.
  • the device 10 thus supplies the needs of the installation 12 of gas coming from the tank 16, and maintains the pressure inside this tank at the desired level (for example between -100 and 700 mbar).
  • the first step consists in creating a pressure difference between the main tank 16 and the buffer tank 18, for example -500 mbar.
  • the pressure in the reservoir 16 can be increased as described above by re-injecting compressed BOG.
  • the pressure in the buffer tank 18 can be reduced by drawing natural gas into the buffer tank by means of the compressor 20. With this pressure difference, it is possible to suck up the LNG contained in the tank 16, from a height of 10 m. .
  • the BOG contained in the tank 16 tends to push the LNG out of the tank 16 and thus to force its circulation in the pipe 22 to the buffer tank 18. If the pressure decreases in the buffer tank 18, the LNG is sucked from the tank 16 to the buffer tank 18. The pressure difference contributes to the partial evaporation (flash) and the formation of BOG in the buffer tank 18. This BOG is sucked by the compressor 20 so as to maintain the pressure difference between the reservoirs 16, 18.
  • the second step is to fill the pump 36 with liquid natural gas.
  • the buffer tank 18 filled with liquid natural gas at the desired level for example up to 90% of its volume
  • the LNG is sent by gravity to the pump 36.
  • the pump 36 must be filled completely with liquid, otherwise bubbles may appear and damage the pump.
  • LNG flows in line 32 to pump 36 and passes through it, keeping pump 36 stopped.
  • the liquid from the buffer tank 18 is sent by forcing the flow of fluid to the installation 12.
  • LNGs from the buffer tank 18 are sent to the installation 12 via the exchanger 34.
  • the LNG flow rate sent to the installation 12 is regulated by the pump 36.
  • the installation 12 primarily accepts the gas from compressor 20 (which manages the pressure in the tanks 16, 18), the additional gas being obtained by the pump 36 which is used to circulate the LNG to the valve 33b for vaporization, preferably complete the LNG, before its reheating in the exchanger 34.
  • the LNG feed of the buffer tank 18 is obtained by depressurizing the reservoir 18 vis-à-vis the reservoir 16.
  • the LNG outlet of the buffer tank 18 is regulated by the pump 36.
  • the level of LNG in the buffer tank 18 is regulated to be maintained at the desired level, for example between 10% and 90% of its volume.
  • This operating phase is activated in case of emergency.
  • the installation 12 is closed, that is to say that no fuel gas consumption occurs.
  • the exchanger 28, the compressor 20 and the pump 36 operate by means of an emergency electricity generator.
  • the tanks 16, 18 contain LNG.
  • the pump 36 circulates LNG from the buffer tank 18 to the ramp 52. Since there is a pressure difference between the tanks 16, 18, LNG continues to flow from the tank 16 to the buffer tank 18 and vaporizes in the latter. This means that the LNG formed in the buffer tank 18 is subcooled by comparison with the LNG contained in the tank 16.
  • the ramp 52 is fed with sub-cooled liquefied gas from the buffer tank 18 and sprays droplets of this liquefied gas into the tank BOG 16 This allows BOG to be condensed in the tank 16, and thus participate in the reduction and maintenance of the pressure in the main tank 16.
  • the pressure in the tank 16 is thus regulated by the flow of LNG from the buffer tank 18 and sprayed by the boom 52.
  • This operating phase can be combined with the first or the second phase, to reduce the pressure in the main tank. .
  • the valve 23d is open.
  • the LNG of a filling station is sent into the tank 16.
  • the BOG which evaporates during filling is evacuated by also opening the valves 31a and 31c, so as to create a free flow of BOG to the station.
  • FIG. 7 represents an alternative embodiment of the device 1 10 according to the invention, which differs from the device 10 in particular in that it comprises two buffer tanks 18 and 40.
  • the pipe 22 is connected to each tank 18, 40 and comprises an end 22b connected to an LNG inlet 18a of the tank 18 and an end 22c connected to an LNG inlet 40a of the tank 40.
  • a valve 23e, 23f is associated with each of these ends 23b, 23d, in addition to the above-mentioned valves 23b, 23d of the pipe 22.
  • Each buffer tank 18, 40 here comprises four ports, including two inputs 18a, 40a, 18d, 40d and two outputs 18b, 40b and 18c, 40c.
  • the inlets 18a, 40a are respectively connected to the ends 22b, 22c of the pipe 22 and are configured to receive LNG, each buffer tank 18, 40 being intended to be supplied with LNG coming directly from the tank 16.
  • the outputs 18b, 40b are gas outlets and in particular BOG and the outputs 18c, 40c are LNG outputs.
  • the outlets 18b, 40b are connected to ends 26a, 26c, respectively, of the pipe 26, the opposite end 26b of which is connected to the inlet 20a of the compressor 20 or to the inlet 28a of the circuit 28 of the exchanger 28 as mentioned in the foregoing.
  • the pipe 26 comprises a valve associated with each of its ends 26a, 26b.
  • Another line 42 connects the outlet 20b of the compressor 20 to the inlets 18d, 40d of the tanks.
  • This is a gas inlet, or compressed BOG, reservoirs 18, 40 can be fed with compressed BOG, as will be described in more detail below.
  • the pipe 42 comprises a valve 43 for blocking the flow of fluid from the outlet of the compressor 20 to the tanks 18, 40.
  • each inlet 18d, 40d is associated with a valve for isolating the tanks one screw to the other.
  • the outlets 18c, 40c of the reservoirs 18, 40 are connected to ends 32a, 32c of a duct 32 which is connected to the outlet 20b of the compressor 20.
  • This duct 32 here comprises or is connected to a heat exchanger 34.
  • conduit further comprises two valves 33a, 33b, including for example a depressurizing valve 33b.
  • valve 33b from upstream to downstream, that is to say from the tanks 18, 40 to the outlet 20b of the compressor 20, are arranged the valve 33b, the exchanger 34, and the valve 33a.
  • Valves are further associated with each of the outlets 18c, 40c.
  • the pipe 32 is connected to the outlet 20b of the compressor 20, just upstream of the valve 41. Furthermore, at the outlet of the valve 33a, the pipe 32 is connected by a valve 33c to the pipe 38, just downstream of the valve 39.
  • the LNG discharged from the buffer tank 18 is preheated by the exchanger 34 before supplying the installation 12.
  • the pipe 32 is connected to an input 34aa of a first circuit 34a of a heat exchanger 34, an output 34ab of which is connected to the valve 33a.
  • the first circuit 34a is a cold circuit, the fluid flowing in this circuit 34a being intended to be heated by a fluid flowing in a second circuit 34b or hot circuit of the exchanger 34.
  • valve 33b is a depressurization valve and would vaporize the entire LNG FBOG, FBOG would be heated by the heat exchanger before supplying the installation 12.
  • the valve 33b is configured so that the output FBOG pressure corresponds to the operating pressure of the combustible gas in the installation.
  • a pipe 50 connects the spray boom 52 to the pipe 32. Its upstream end is connected to the pipe 32, upstream of the valve 33b, and its downstream end is connected to the ramp 52. It is thus understood that LNG contained in the buffer tanks 18, 40 can feed the spray boom 52, as mentioned above.
  • the vacuum in the tank 18 must be such that it allows the flow of LNG in the pipe 22.
  • the pipe 22 has a vertical portion forming a plunger and immersed in the LNG tank 16, its upper end being connected by a bend to the remainder of the pipe 22.
  • the pressure difference between the two tanks 16, 18 should preferably be greater than the hydrostatic pressure generated by the height of the pipe 22 (more precisely the height of the vertical portion of the pipe 22 from the bottom of the tank to the elbow - because when the tank 16 is empty, it must be possible to raise the LNG up to this height), less the pressure drop in the pipe 22.
  • the pressure difference may be smaller if the reservoir 18 (and more precisely the outlet 22b) is lower than this height, and if the pipe 22 is primed (for example by a pressure difference greater than ble when the tank 16 is almost full).
  • the pressure difference can be regulated as follows:
  • the gas requirement for the installation 12 controls the valves associated with the outlets 18c, 40c of the tanks 18, 40,
  • Each reservoir 18, 40 functions as the reservoir 18 of the device 10.
  • the reservoirs 18, 40 also have an additional function, because of their connection to the outlet 20b of the compressor 20.
  • the compressed BOG exiting the compressor 20 and supplying the reservoirs 18, 40 makes it possible to pressurize these reservoirs 18, 40 and to force the passage of LNG 18aa, 40aa through their outlets 18c, 40c. It is therefore not necessary for these outlets to be equipped with a pump, such as that of the device 10, to force LNG out of the buffer tanks 18, 40.
  • a fuel gas supply device has two main functions:
  • the combustible gas can be either in gaseous form (vapors) or in liquid form;
  • the device 10 presented is composed of the main tank 16 designed to contain cryogenic liquid, for example at atmospheric pressure (for example with a volume of 1000 to 10,000 m3 and a pressure allowable of -100 to +700 mbar) and the buffer tanks 18 intended to contain cryogenic liquids (for example with a volume of 1 to 20 m3 and with a permissible pressure of -500 to 6000 mbar).
  • a pressure difference is created with the compressor 20 between the main tank 16 and the buffer tanks 18, 40 (for example +500 mbar in the main tank relative to the buffer tank) in order to be able to transfer liquid from the main tank 16 to the tanks buffer 18, 40.
  • the liquid in the buffer tanks 18, 40 is sent to the plant 12 via the spray valve 33b.
  • the level of the liquid in each buffer tank is controlled with a appropriate instrumentation between, for example, 10% and 90% of the volume of the buffer tank.
  • each tank of the device 1 10 is advantageously equipped with a pressure sensor and / or a level sensor.
  • FIGS. 8 to 12 illustrate phases of operation of the device of FIG. 7, which may correspond to the speed phases of the ship equipped with this device.
  • the liquefied gas cooling process is described here in three phases:
  • Minimum consumption natural evaporation covers the energy demand of the installation 12 (the propulsion engines of the vessel are stopped or operate at low load, the gas is mainly used to meet the needs for electricity and heating).
  • the main engine of the ship is stopped and the power consumption is less than the maximum capacity of the compressor 20 ( ⁇ 2 ⁇ 3 MW).
  • the evaporation of the LNG 16aa in the tank 16 causes an increase in the pressure of the BOG 16ab in the tank 16.
  • the BOG 16ab is sucked by the compressor 20, heated in the exchanger 28 and sent to the installation 12. This allows to maintain the pressure in the tank 16 below an acceptable threshold value.
  • the device 10 thus supplies the needs of the installation 12 of gas coming from the tank 16, and maintains the pressure inside this tank at the desired level (for example between -100 and 700 mbar). 2. Normal consumption
  • the first step is to create a pressure difference between the main tank 16 and the buffer tank 18, for example -500 mbar, by reducing the pressure in the tank 18 and / or by increasing the pressure in the tank 16.
  • the pressure in the tank 16 can be increased as described in the first phase.
  • the pressure in the tank 18 can be reduced by drawing natural gas into this tank, by means of the compressor 20. With this pressure difference (-500 mbar), it is possible to suck LNG from the main tank 16, since a height of about 10m.
  • the 16 forces the LNG outlet of this tank and its circulation in the pipe 22 to the tank 18. If the pressure decreases in the buffer tank 18, LNG contained in the tank 16 is sucked up to the reservoir 18. The difference pressure contributes to the partial evaporation of LNG in the tank 18. The evaporated gas is sucked by the compressor 20, which maintains a pressure difference between the tanks 16, 18.
  • the tank 18 is filled with liquid natural gas, for example up to 90% of its volume.
  • the second step consists in pressurizing the reservoir 18 with the compressed natural gas at the outlet of the compressor 20.
  • the pipe 22 and the valve 23b used to fill the tank 18 with liquid and to draw the natural gas from this tank are closed.
  • Compressed gas leaving the compressor 20 is sent (partially if necessary) to the tank 18 to pressurize it. This makes it possible to force the circulation of LNG from the tank 18 to the exchanger 34 and the installation 12.
  • tank 18 is used to supply LNG to the facility
  • the tank 40 is filled with LNG from the tank 16 (only the valves 23d and 23e are then closed, the valves 23b and 23f being open).
  • the device 1 10 is advantageously designed to be able to fill the tank 40 at a speed greater than the discharge rate of the LNG of the tank 18 with the compressor 20.
  • the flow rate and the LNG pressure at the outlet of the buffer tank 18 are regulated by the valve 33b.
  • the tank 18 is used until its LNG level is too low (5% of the volume for example). At this time, the tank 40 is ready to supply LNG, in turn, to the installation 12.
  • the tank 16 is filled with LNG, as described in the first step.
  • the tanks 18, 40 are thus alternately filled with LNG and compressed with the compressor 20 to supply LNG to the installation 12.
  • This operating phase is activated in case of emergency.
  • the installation 12 is closed, that is to say that no fuel gas consumption occurs.
  • the exchanger 28 and the compressor 20 operate by means of an emergency electricity generator.
  • the tanks 16, 18 contain LNG.
  • the compressor 20 is used to send compressed gas to the tank 18 and increase the pressure in this tank, which forces the LNG outlet of this tank to the ramp 52 for the purpose of spraying LNG into the BOG of the tank 16 This makes it possible to condense BOG in the tank 16, and thus participate in the reduction and maintenance of the pressure in the main tank 16.
  • the pressure in the tank 16 is thus regulated by the flow of LNG from the buffer tank 18 and sprayed by the ramp 52.
  • This operating phase can be combined with the first or the second phase, to reduce the pressure in the main tank 16. 4. Filling (see Figure 12)
  • the valve 23d is open.
  • the LNG of the filling station is sent into the tank 16.
  • the BOG which evaporates during filling is evacuated by also opening the valves 31a and 31c, so as to create a free flow of BOG towards the station.
  • FIG. 13 represents an alternative embodiment of the device 210 according to the invention, which differs from the device 1 10 notably in that it further comprises a pump 36.
  • the pump 36 is located on a pipe 54, an upstream end of which is connected to the outlets 18c, 40c of the reservoirs 18, 40, just downstream of their valves, and a downstream end of which is connected to the pipe 32, just upstream of the valve 33b.
  • This pipe 54 comprises a valve 56 and extends in parallel with a portion of the pipe 32 which also comprises an additional valve 58. This configuration offers the possibility of using or not the pump 36 to evacuate the LNG contained in the tanks 18, 40, to the spray boom 525 and / or the installation 12.
  • the device thus has a hybrid operation with respect to the devices 10, 1 10.

Abstract

Dispositif (10, 110, 210) d'alimentation en fluide combustible d'une installation (12) de production d'énergie, en particulier embarquée sur un navire (14), caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir principal (16) de gaz liquéfié, au moins un premier réservoir tampon (18) de gaz liquéfié, une première conduite (32) de transfert de gaz liquéfié depuis le premier réservoir tampon (18) à destination de ladite installation (12), dont une première extrémité (32a) débouche dans ledit premier réservoir tampon (18) et dont une seconde extrémité (32b) est reliée à ladite installation (12), afin d'alimenter en fluide combustible ladite installation, une deuxième conduite (22) de transfert de gaz liquéfié depuis le réservoir principal (16) jusqu'au premier réservoir tampon (18), ladite deuxième conduite (22) comportant une première extrémité (22a) destinée à être plongée dans le gaz liquéfié (24) contenu dans ledit réservoir principal (16), et une seconde extrémité (22b) débouchant dans ledit premier réservoir tampon (18), afin d'alimenter en gaz liquéfié ledit premier réservoir tampon, et des moyens (20, 36) de mise en dépression dudit premier réservoir tampon (18) par rapport audit réservoir principal (16), qui comprennent au moins un compresseur (20) configuré pour appliquer dans ledit premier réservoir tampon une pression de fonctionnement inférieure à la pression atmosphérique.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE D'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE D'UNE INSTALLATION DE PRODUCTION D'ENERGIE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un dispositif et un procédé d'alimentation en combustible d'une installation de production d'énergie, en particulier embarquée sur un navire.
ETAT DE L'ART
L'état de l'art comprend notamment les documents WO-A1 - 2012/089891 et WO-A1 -2015/183966.
Afin de transporter plus facilement du gaz, tel que du gaz naturel, sur de longues distances, le gaz est généralement liquéfié (pour devenir du gaz naturel liquéfié - GNL) en le refroidissant à des températures cryogéniques, par exemple -163°C à la pression atmosphérique. Le gaz liquéfié est ensuite chargé dans des navires spécialisés.
Dans un navire de transport de gaz liquéfié, par exemple du type méthanier, une installation de production d'énergie est prévue pour pourvoir aux besoins énergétiques du fonctionnement du navire, notamment pour la propulsion du navire et/ou la production d'électricité pour les équipements de bord.
Une telle installation comprend couramment des machines thermiques consommant du gaz provenant d'un évaporateur que l'on alimente à partir de la cargaison de gaz liquéfié transportée dans le ou les réservoirs du navire.
Le document FR-A-2 837 783 prévoit d'alimenter un tel évaporateur et/ou d'autres systèmes nécessaires à la propulsion à l'aide d'une pompe immergée au fond d'un réservoir du navire.
Une pompe ainsi placée présente des inconvénients. Elle doit subir régulièrement des opérations d'inspection selon le code IACS (acronyme de l'anglais International Association of Classification Societies). Une opération d'inspection de la pompe peut nécessiter l'ouverture du réservoir principal, ce qui entraîne une immobilisation du navire et risque d'endommager le réservoir. Une solution à ce problème serait de prévoir une ouverture au fond du réservoir et d'évacuer le gaz liquéfié du réservoir principal depuis cette ouverture. Cependant, les codes IGF et IGC (acronyme de l'anglais International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk) interdisent une telle ouverture dans les cuves de grand volume, ce qui est le cas du réservoir principal d'un navire.
La présente invention propose un perfectionnement à la technique actuelle, qui est simple, efficace et économique.
EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention propose un dispositif d'alimentation en fluide combustible d'une installation de production d'énergie, en particulier embarquée sur un navire, comprenant :
- un réservoir principal de gaz liquéfié,
- au moins un premier réservoir tampon de gaz liquéfié,
- une première conduite de transfert de fluide ou gaz liquéfié depuis le premier réservoir tampon à destination de ladite installation, dont une première extrémité débouche dans ledit premier réservoir tampon et dont une seconde extrémité est reliée à ladite installation, afin d'alimenter en fluide combustible ladite installation,
- une deuxième conduite de transfert de gaz liquéfié depuis le réservoir principal jusqu'au premier réservoir tampon, ladite deuxième conduite comportant une première extrémité destinée à être plongée dans le gaz liquéfié contenu dans ledit réservoir principal, et une seconde extrémité débouchant dans ledit premier réservoir tampon, afin d'alimenter en gaz liquéfié ledit premier réservoir tampon, et
- des moyens de mise en dépression dudit premier réservoir tampon par rapport audit réservoir principal, qui sont configurés pour aspirer du fluide dans ledit premier réservoir tampon et pour appliquer dans ledit premier réservoir tampon une pression de fonctionnement inférieure à la pression dans ledit réservoir principal, de façon à ce que du gaz liquéfié provenant dudit réservoir principal soit transféré au moyen de ladite deuxième conduite et alimente ledit premier réservoir tampon, caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en dépression comprennent au moins un compresseur et en ce que ladite pression de fonctionnement est de préférence inférieure à la pression atmosphérique.
Le dispositif selon l'invention permet ainsi de répondre au problème de la technique antérieure. Une pompe immergée dans le réservoir principal n'est ici pas indispensable pour acheminer du gaz liquéfié du réservoir principal jusqu'au réservoir tampon. La dépression dans le réservoir tampon, c'est-à-dire la différence de pression entre le réservoir tampon et le réservoir principal, est ici telle qu'elle permet d'alimenter en gaz liquéfié le réservoir tampon avec du gaz liquéfié contenu dans le réservoir principal. Le gaz liquéfié circule ainsi dans la deuxième conduite depuis le réservoir principal jusqu'au réservoir tampon. De manière classique, du BOG contenu dans le réservoir principal peut être utilisé pour alimenter l'installation d'un navire. Dans le cas présent, le dispositif permet d'ajouter à cette source de BOG du fluide additionnel, sous forme gazeuse ou liquide, disponible dans le réservoir tampon et pouvant être acheminé par la première conduite jusqu'à l'installation.
Le premier réservoir tampon est apte à être mis en dépression à une pression inférieure à la pression atmosphérique (et qui est par exemple une pression comprise entre -600 mbarg et -100 mbarg, voire entre -800 mbarg et - 200m barg). Le compresseur est apte à obtenir une telle dépression, ceci afin de transférer le gaz liquéfié du réservoir principal vers le réservoir tampon, même lorsque ce dernier est à une pression proche de la pression atmosphérique, et par exemple comprise entre -100 mbarg et 100 mbarg ou entre -100 mbarg et 250 mbarg ou entre -100 mbarg et 400 mbarg.
Cela permet une alimentation immédiate en gaz de l'installation comportant par exemple des moteurs, alors qu'au contraire, selon l'état de la technique, il faut attendre la montée en pression du réservoir principal à un niveau suffisant pour alimenter ces moteurs. On notera d'ailleurs dans ce cas que la pression doit être à des niveaux compatibles avec les moteurs, par exemple 8 barg ou plus, et que la cuve et en particulier le type de cuve peut être choisi en fonction de sa résistance à la pression. Le dispositif selon l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- ledit réservoir principal est du type à membranes, c'est-à-dire que ses parois, en particulier latérales, comprennent au moins une couche métallique formant une membrane étanche et au moins une couche d'isolant thermique ;
- ledit réservoir principal est configuré pour résister à une pression inférieure ou égale à 3000 mbarg, et de préférence inférieure ou égale à 750 mbarg ;
- ledit réservoir principal est du type sans membrane ;
- ledit réservoir principal est configuré pour résister à une pression supérieure ou égale à 3000 mbarg, et de préférence supérieure ou égale à 6000 mbarg ;
- lesdits moyens de mise en dépression comprennent une sortie destinée à être reliée à ladite installation ;
- lesdits moyens de mise en dépression comprennent au moins un compresseur ;
- une pompe est reliée à ladite première conduite et est configurée pour aspirer du gaz liquéfié depuis ledit premier réservoir tampon ;
- ledit compresseur est relié à une troisième conduite de mise en dépression dudit premier réservoir tampon, dont une première extrémité débouche dans ledit premier réservoir tampon, et dont une seconde extrémité est reliée à une entrée dudit compresseur, ladite troisième conduite étant configurée pour aspirer du gaz d'évaporation dans ledit premier réservoir tampon et pour alimenter ledit compresseur en gaz d'évaporation ;
- ledit compresseur comprend une sortie reliée à ladite installation en vue de l'alimentation en gaz combustible de ladite installation ;
- ladite seconde extrémité de ladite troisième conduite est reliée audit compresseur par un premier circuit d'un échangeur de chaleur ;
- le dispositif comprend une quatrième conduite de transfert de gaz depuis le réservoir principal jusqu'au compresseur ;
- ladite quatrième conduite comporte une première extrémité débouchant dans ledit réservoir principal, et une seconde extrémité reliée audit compresseur ; - ladite seconde extrémité de ladite quatrième conduite est reliée avec ladite seconde conduite à une entrée dudit premier circuit de l'échangeur de chaleur, dont une sortie est reliée audit compresseur ;
- ladite première extrémité de ladite deuxième conduite est dépourvue de pompe ;
- ladite première conduite comprend au moins une pompe et/ou une vanne de dépressurisation et/ou un échangeur de chaleur ; cet échangeur de chaleur peut être configuré pour entraîner la vaporisation du gaz liquéfié circulant dans ladite première conduite, en vue de l'alimentation en gaz combustible de ladite installation ;
- ladite pompe est configurée pour être commandée en fonction d'un besoin en gaz combustible de ladite installation ;
- le dispositif comprend une cinquième conduite de renvoi de fluide depuis lesdits moyens de mise en dépression jusqu'au réservoir principal, dont une première extrémité est reliée à une sortie desdits moyens de mise en dépression et dont une seconde extrémité débouche dans ledit réservoir principal ;
- le dispositif comprend un second réservoir tampon de gaz liquéfié ;
- ledit second réservoir tampon est relié à :
■ ladite première conduite qui comprend une troisième extrémité débouchant dans ledit second réservoir tampon, et
■ ladite deuxième conduite qui comprend une troisième extrémité débouchant dans ledit second réservoir tampon ;
- ledit second réservoir tampon est relié à ladite troisième conduite qui comprend une troisième extrémité débouchant dans ledit second réservoir tampon ;
- le dispositif comprend une cinquième conduite d'alimentation en gaz dudit premier réservoir tampon et dudit second réservoir tampon, dont une première extrémité est reliée à une sortie desdits moyens de mise en dépression, une seconde extrémité débouche dans ledit premier réservoir tampon, et une troisième extrémité débouche dans ledit second réservoir tampon, ladite cinquième conduite étant configurée pour alimenter en gaz comprimé ledit premier réservoir tampon et/ou ledit second réservoir tampon ;
- ladite première conduite est reliée par une sixième conduite à une rampe de pulvérisation de gaz liquéfié dans ledit réservoir principal, ladite rampe étant configurée pour pulvériser du gaz liquéfié sous forme de gouttelettes dans du gaz d'évaporation dudit réservoir principal afin de condenser au moins une partie de ce gaz d'évaporation ;
- chacun desdits réservoirs est équipé d'un capteur de pression et/ou d'un capteur de niveau ;
- le ou chaque réservoir tampon est situé en-dessous d'une extrémité supérieure dudit réservoir principal ;
- le ou chaque réservoir tampon est situé à l'extérieur dudit réservoir principal ;
- le ou chaque réservoir tampon peut avoir une fonction de détente et/ou de séparation ; au moins une partie du gaz liquéfié alimentant un réservoir tampon peut subir une vaporisation partielle et une séparation de phases dans le réservoir ; moins de la moitié ou moins de 10% du gaz liquéfié aspiré peut être vaporisé de cette façon ; les sorties de gaz, sous forme liquide et gazeuse, peuvent être reliées à ladite installation, sans (re)passer par le réservoir principal ; une faible partie (1 à 10%) du GNL prélevé est évaporé en amont du compresseur ce qui permet d'utiliser un compresseur de débit réduit ; on a en effet besoin (pour un besoin en GNL gazeux de l'installation de production d'énergie donné) d'aspirer moins que quand on aspire que du gaz (le volume de gaz est environ 600 fois plus important que le liquide) ;
- ledit gaz liquéfié comprend au moins un gaz ou corps pur ; par exemple :
- la première conduite transfère (éventuellement mélangé avec un autre gaz) au moins en partie ce gaz pur (sous forme liquide) depuis le réservoir tampon à destination de l'installation, et/ou - ledit compresseur aspire (éventuellement mélangé avec un autre gaz) au moins en partie ce gaz pur, et/ou
- ledit compresseur alimente l'installation en gaz pur
(éventuellement mélangé avec un autre gaz). Dans la présente demande, on entend par « pur », un corps ou une espèce chimique unique, par opposition à un mélange de corps ou d'espèces. Un gaz pur est par exemple un léger ou un lourd.
Dans la présente demande, on entend par lourd et léger, respectivement un gaz lourd ou de masse molaire élevée et un gaz léger ou de masse molaire faible. Dans du gaz liquéfié, le gaz léger en général le méthane. Dans du gaz liquéfié, il peut aussi y avoir un peu d'azote dans la partie légère. La partie lourde minoritaire comporte, par exemple pour le gaz liquéfié du propane, du butane et de l'éthane (qui s'évapore donc à une température supérieure ou à une pression inférieure). Dans le gaz liquéfié, les lourds représentent entre 5,2% et 49.8% de la masse totale de gaz liquéfié. Les lourds ont par exemple des masses molaires entre 25 et 500% plus importantes que celles des légers).
La présente invention concerne encore un navire, en particulier de transport de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif tel que décrit ci- dessus. L'invention s'applique tout particulièrement à un navire propulsé par GNL (c'est un cas particulier des navires de transport de gaz liquéfié, si on considère qu'un réservoir de propulsion a aussi une fonction de transport).
La présente invention concerne encore un procédé d'alimentation en combustible d'une installation de production d'énergie, en particulier embarquée sur un navire, au moyen d'un dispositif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape A de remplissage dudit premier réservoir tampon, en créant une dépression dans ledit premier réservoir tampon par rapport audit réservoir principal, de façon à ce que du gaz liquéfié soit transféré du réservoir principal vers le premier réservoir tampon.
Le procédé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des étapes ou caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- le procédé comprend une étape B1 d'alimentation de ladite installation au moyen dudit compresseur, par aspiration de gaz dans ledit premier réservoir tampon ; - lors de l'étape B1 , ladite installation est alimentée au moyen dudit compresseur, par prélèvement de gaz dans ledit réservoir principal et ledit premier réservoir tampon ;
- le procédé comprend une étape B2 d'alimentation de ladite installation au moyen dudit compresseur par alimentation en gaz dudit premier et/ou second réservoir tampon pour forcer du gaz liquéfié à circuler dans ladite première conduite ;
- lors de l'étape B1 ou B2, ledit second réservoir tampon est alimenté en gaz liquéfié en créant au moyen dudit compresseur une dépression dans ledit second réservoir tampon par rapport audit réservoir principal, de façon à ce que du gaz liquéfié soit transféré du réservoir principal vers le second réservoir tampon ;
- lors de l'étape A, la pression à l'intérieur dudit réservoir principal est maîtrisée en régulant le débit de gaz circulant dans ladite quatrième conduite et/ou dans ladite cinquième conduite ;
- lors de l'étape A ou après l'étape A, la pompe de ladite première conduite est alimentée avec du gaz liquéfié provenant dudit premier réservoir tampon ;
- le procédé comprend une étape B3 d'alimentation de ladite installation par l'intermédiaire de ladite première conduite, en actionnant ladite pompe ;
- lors de l'étape A, la dépression est maintenue de manière continue pendant une durée prédéterminée ;
- la dépression est réalisée en appliquant une différence de pression entre ledit réservoir tampon et ledit réservoir principal, qui est supérieure à une pression hydrostatique générée par une hauteur sensiblement rectiligne et verticale de ladite deuxième conduite, avec éventuellement une déduction des pertes de charge dans cette deuxième conduite ;
- ladite pompe est commandée en fonction d'un besoin en gaz combustible de ladite installation ;
- au moins certaines vannes qui équipent une ou plusieurs desdites conduites sont commandées en fonction d'un besoin en gaz combustible de ladite installation ; - la différence de pression entre le réservoir tampon et le réservoir principal est augmentée, afin d'augmenter le débit d'alimentation en gaz liquéfié du réservoir tampon, dès que le niveau de gaz liquéfié dans le réservoir tampon est en- dessous d'un certain niveau seuil ;
- la différence de pression entre un des réservoirs tampon et le réservoir principal est ajustée en fonction de la vitesse de remplissage de l'autre des réservoirs tampon, par du gaz liquéfié provenant dudit réservoir principal ;
- du gaz liquéfié contenu dans ledit premier réservoir tampon est acheminé par lesdites première et sixième conduites jusqu'à ladite rampe de pulvérisation.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, qui équipe ici un navire,
- les figures 2 à 6 sont des vues schématiques correspondant à la figure 1 et illustrant des étapes d'un procédé selon l'invention,
- la figure 7 est une vue schématique d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, qui équipe ici un navire,
- les figures 8 à 12 sont des vues schématiques correspondant à la figure 7 et illustrant des étapes d'un procédé selon l'invention, et
- la figure 13 est une vue schématique d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, qui équipe ici un navire.
DESCRIPTION DETAILLEE
Dans la description qui suit, les termes « amont » et « aval » font référence à l'écoulement d'un fluide, tel qu'un gaz ou un liquide, dans une conduite ou un circuit.
La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'un dispositif 10 selon l'invention qui peut être considéré comme permettant la fourniture de gaz combustible à un navire, tel qu'un navire de transport de gaz liquéfié. Le dispositif 10 peut ainsi être utilisé pour alimenter en gaz combustible une installation 12 de production d'énergie embarquée sur un navire 14.
Un navire 14 comporte un réservoir 16 ou plusieurs réservoirs 16 similaires de stockage de gaz liquéfié. Le gaz est par exemple du méthane ou un mélange de gaz comportant du méthane. Le ou chaque réservoir 16 peut contenir du gaz sous forme liquéfié à une pression et une température prédéterminées, par exemple à une pression atmosphérique et une température de l'ordre de -163°C. Un ou plusieurs des réservoirs 16 du navire peuvent être reliés à l'installation 12 par un dispositif 10 selon l'invention. Le nombre de réservoirs n'est ainsi pas limitatif. Il est par exemple compris entre 1 et 6. Chaque réservoir 16 peut avoir une capacité comprise entre 1 000 (voire 100) à 50 000m3.
Dans ce qui suit, l'expression « le réservoir 16 » devra être interprétée comme « le ou chaque réservoir 16 ».
Le réservoir 16 contient du gaz liquéfié 16aa ainsi que du gaz 16ab résultant d'une évaporation, en particulier naturelle, du gaz liquéfié 16aa dans le réservoir 16. Naturellement, le gaz liquéfié 16aa est stocké au fond du réservoir 16 tandis que le gaz d'évaporation 16ab est situé au-dessus du niveau de gaz liquéfié dans le réservoir, schématiquement représenté par la lettre N.
Dans ce qui suit, « GNL » désigne du gaz liquéfié, c'est-à-dire du gaz sous forme liquide, « BOG » désigne du gaz d'évaporation, « NBOG » désigne du gaz d'évaporation naturelle, et « FBOG » désigne du gaz d'évaporation forcée, ces acronymes étant connus de l'homme du métier car ils correspondent aux initiales des expressions anglaises associées.
Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 , une extrémité 22a d'une conduite 22 est immergée dans le GNL 16aa du réservoir 16. Cette extrémité est de préférence dépourvue de pompe, pour en éviter la maintenance, et est située de préférence au fond du réservoir afin de s'assurer que la conduite ne soit alimentée qu'en GNL liquide même lorsque le réservoir est presque vide. Dans la présente demande, on entend par « fond » de réservoir ou de cuve, une position située à moins d'un mètre d'une paroi de fond du réservoir, cette paroi de fond étant la paroi du réservoir la plus proche du centre de la terre en fonctionnement.
La conduite 22 comprend une dérivation et comprend deux extrémités situées à l'extérieur du réservoir 16. Une de ces extrémités 22d forme un port de remplissage en GNL du réservoir 16 et est donc accessible par un utilisateur, en particulier lors du chargement en GNL du réservoir 16 du navire.
L'autre des extrémités 22b de la conduite est reliée à un réservoir tampon 18, situé également à l'extérieur du réservoir 16. Une vanne 23d, 23b est associée à chacune des extrémités 22d, 22b. La vanne 23d permet de bloquer la circulation de fluide dans la conduite 22 et donc l'alimentation en GNL du réservoir 16. La vanne 23d peut aussi former un clapet anti-retour. La vanne 23b permet de bloquer l'alimentation en fluide du réservoir tampon 18, en particulier lors du soutage du réservoir principal 16.
Une rampe 52 de pulvérisation de gouttelettes de GNL est située dans la partie haute du réservoir 16, au-dessus du niveau N. La rampe 52 est ainsi configurée pour pulvériser des gouttelettes de GNL dans le BOG du réservoir. Ceci permet de forcer la recondensation du BOG dans le réservoir 16.
Le réservoir 16 comprend en outre une entrée 16a de BOG et une sortie 16b de BOG. La sortie 16b est reliée à une extrémité 30a d'une conduite 30 qui comprend également une dérivation définissant deux extrémités situées à l'extérieur du réservoir 16. Une de ces extrémités 30c forme un port d'évacuation de BOG du réservoir 16, qui est accessible par un utilisateur, en particulier lors du chargement en GNL du réservoir 16 du navire.
L'autre des extrémités 30b de la conduite 30 est reliée à une entrée 28aa d'un premier circuit 28a d'un échangeur de chaleur 28, dont une sortie 28ab est reliée à une entrée 20a d'un compresseur 20. Le premier circuit 28a est un circuit froid, le fluide circulant dans ce circuit 28a étant destiné à être réchauffé par un fluide circulant dans un second circuit 28b ou circuit chaud de l'échangeur 28. Une vanne 31 a, 31 c est associée à chacune des extrémités 30a, 30c. La vanne 31 a permet de bloquer la circulation de fluide dans la conduite 30 et donc l'évacuation de BOG du réservoir 16. La vanne 31 a peut aussi former un clapet anti-retour. La vanne 31 c permet de bloquer l'évacuation de BOG vers l'extrémité 30c et le port associé.
L'entrée 16a du réservoir 16 est reliée à une extrémité 38b d'une conduite 38 dont l'autre extrémité 38a est reliée à une sortie 20b du compresseur 20. Une vanne 39 est associée à cette conduite 38 et bloque la circulation de fluide depuis la sortie du compresseur 20 vers le réservoir 16. La sortie 20b du compresseur 20 est en outre reliée par une vanne 41 à l'installation 12.
Le réservoir tampon 18 comprend trois ports, dont une entrée 18a reliée à l'extrémité 22b de la conduite 22, et deux sorties 18b et 18c. L'entrée 18a est configurée pour recevoir du GNL, le réservoir tampon 18 étant destiné à être alimenté en GNL provenant directement du réservoir 16.
La sortie 18b est une sortie de gaz et en particulier de BOG et la sortie 18c est une sortie de GNL. La sortie 18b est reliée à une extrémité 26a d'une conduite 26 dont l'extrémité opposée 26b est reliée à l'entrée 20a du compresseur 20. Dans l'exemple représenté, le BOG sortant du réservoir tampon 18 est préchauffé par l'échangeur 28 avant d'alimenter le compresseur 20. Pour cela, la conduite 26 est reliée à la conduite 30 en amont de l'échangeur 28, et plus particulièrement en amont du circuit 28a, de façon à ce que le BOG provenant à la fois du réservoir 16 et du réservoir tampon 18 puisse alimenter le circuit 28 et être réchauffé avant d'alimenter le compresseur 20.
La conduite 26 comprend une vanne 27 apte à bloquer la circulation de fluide dans la conduite 26 et en particulier l'évacuation de BOG depuis le réservoir tampon 18 jusqu'à l'échangeur 28.
La sortie 18c est reliée à une extrémité 32a d'une conduite 32 qui est reliée à l'installation 12 avec la sortie 20b du compresseur 20. Cette conduite 32 comprend ici ou est reliée à une pompe 36 et à un échangeur de chaleur 34. La conduite 32 comprend en outre deux vannes 33a, 33b, dont par exemple une vanne de dépressurisation 33b. Dans l'exemple représenté, d'amont en aval, c'est-à-dire depuis le réservoir 18 jusqu'à la sortie 20b du compresseur 20, sont disposés la pompe 36, la vanne 33b, l'échangeur 34, et la vanne 33a.
La conduite 32 est reliée à la sortie 20b du compresseur 20, juste en amont de la vanne 41 . Par ailleurs, en sortie de la vanne 33a, la conduite 32 est reliée par une vanne 33c à la conduite 38, juste en aval de la vanne 39.
Dans l'exemple représenté, le GNL évacué du réservoir tampon 18 grâce à la pompe 36 est évaporé par l'échangeur 34 avant d'alimenter l'installation 12. Pour cela, la conduite 32 est reliée à une entrée 34aa d'un premier circuit 34a d'un échangeur de chaleur 34, dont une sortie 34ab est reliée à la vanne 33a. Le premier circuit 34a est un circuit froid, le fluide circulant dans ce circuit 34a étant destiné à être réchauffé par un fluide circulant dans un second circuit 34b ou circuit chaud de l'échangeur 34.
Dans le cas où la vanne 33b serait une vanne de dépressurisation et permettrait de vaporiser l'intégralité du GNL en FBOG, ce FBOG serait réchauffé par l'échangeur 34 avant d'alimenter l'installation 12. Ainsi, avantageusement, la vanne 33b est configurée pour que la pression du FBOG en sortie corresponde à la pression d'utilisation du gaz combustible dans l'installation 12.
Une conduite 50 équipée d'une vanne 51 relie la rampe de pulvérisation
52 à la conduite 32. Son extrémité amont est reliée à la conduite 32, entre la pompe 36 et la vanne 33b, c'est-à-dire juste en aval de la pompe 36, et son extrémité aval est reliée à la rampe 52. On comprend ainsi que du GNL contenu dans le réservoir tampon 18 pourra alimenter la rampe de pulvérisation 52, comme évoqué dans ce qui précède.
Le réservoir tampon 18 est destiné à être alimenté en GNL provenant du réservoir 16. La pression de fonctionnement à l'intérieur du réservoir tampon 18 est inférieure à la pression de stockage du GNL à l'intérieur du réservoir 16. L'alimentation du réservoir tampon 18 en GNL va donc entraîner une vaporisation partielle de ce GNL, se traduisant d'une part par la génération de FBOG dans le réservoir tampon 18, ainsi que le refroidissement du GNL restant dans le réservoir tampon 18, qui est appelé « gaz liquéfié sous-refroidi ». Le réservoir tampon 18 contient du gaz sous forme liquéfié à une pression et une température prédéterminées.
Le réservoir tampon 18 contient ainsi du gaz liquéfié sous-refroidi 18aa ainsi que du gaz 18ab résultant d'une évaporation, ici forcée, du gaz liquéfié 16aa provenant du réservoir 16. Naturellement, le gaz liquéfié sous-refroidi (ou GNLs) 18aa est stocké au fond du réservoir tampon 1 8 tandis que le gaz d'évaporation (ou FBOG) 18ab est situé au-dessus du niveau de gaz liquéfié dans le réservoir tampon 18, schématiquement représenté par la lettre L.
Le compresseur 20 est ici utilisé pour appliquer la pression de fonctionnement à l'intérieur du réservoir tampon 18. Il est ainsi configuré pour mettre en dépression le réservoir tampon 18 par rapport au réservoir 16. La différence de pression entre eux peut être telle qu'elle est suffisante pour forcer la circulation de GNL depuis le réservoir 16 jusqu'au réservoir tampon 18. Dans ce dernier cas, on comprend donc qu'une pompe immergée à l'extrémité 22a de la conduite 22 n'est pas nécessaire. Les conditions imposées par le compresseur 20 au réservoir tampon 18 sont déterminées pour générer du GNLs dans le réservoir tampon 18.
En variante ou en caractéristique additionnelle, la pompe 36 pourrait être configurée pour participer à la mise en dépression du réservoir tampon 18 vis-à-vis du réservoir principal 16.
Lorsque la quantité de GNLs dans le réservoir tampon 18 est trop importante et qu'un niveau seuil risque d'être atteint, du GNLs peut être transféré depuis la sortie de GNLs du réservoir tampon 18 vers l'installation 12 et/ou la rampe de pulvérisation 52 dans le réservoir 16.
Le GNLs forme une puissance frigorifique qui peut être stockée dans le réservoir tampon 18 lorsqu'il n'est pas nécessaire, par exemple lors de phases où la quantité de NBOG produite est insuffisante pour répondre à la demande.
Dans l'exemple représenté, la dépression dans le réservoir 18 doit être telle qu'elle permet la circulation de GNL dans la conduite 22. La conduite 22 a une partie verticale formant un plongeur et immergée dans le GNL du réservoir 16, son extrémité supérieure étant reliée par un T au reste de la conduite 22. La différence de pression entre les deux réservoirs 16, 18 doit de préférence être supérieure à la pression hydrostatique générée par la hauteur de la conduite 22 (plus précisément la hauteur de la partie verticale de 22 partant du fond de la cuve jusqu'au T - car, quand le réservoir 16 est vide, il faut pouvoir faire monter le GNL jusqu'à cette hauteur), moins la perte de charge dans la conduite 22. En variante, la différence de pression peut être plus faible si le réservoir 18 (et plus précisément la sortie 22b) est plus bas que cette hauteur, et si la conduite 22 est amorcée (par exemple par une différence de pression plus faible lorsque le réservoir 16 est presque plein).
La différence de pression peut être régulée de la manière suivante :
le besoin en gaz pour l'installation 12 pilote la pompe 36 (le besoin en gaz étant déterminé par exemple par la différence entre le débit de gaz mesuré entre la sortie 32b et l'installation 12, et la consigne de l'installation 12),
le réservoir 18 a un capteur de niveau ; dès que le niveau dans ce réservoir 18 est inférieur à un niveau seuil inférieur, la différence de pression est augmentée afin d'augmenter le débit dans le réservoir 18 (de la même façon, un niveau seuil supérieur peut être prévu, la différence de pression étant diminuée ou annulée dès qu'un tel niveau est atteint).
Un dispositif d'alimentation en gaz combustible a deux fonctions principales :
- fournir du gaz combustible du réservoir principal 16 à l'installation du navire à un débit désiré (par exemple de 50 à 2000 kg/h), à une pression (par exemple de 6 à 300 bars) et à une température (par exemple 20°C) prédéterminées ; le gaz combustible peut être soit sous forme gazeuse (vapeurs) soit sous forme liquide ;
- régler la pression à l'intérieur du réservoir principal 16 dans une plage acceptable (par exemple entre -100 et +700 mbarg ou entre -700 et 6000 mbarg).
Le dispositif 10 présenté est composé du réservoir principal 16 conçu pour contenir du liquide cryogénique par exemple à la pression atmosphérique (par exemple avec un volume de 1000 (voire 100) à 10 000 m3 et une pression autorisée de -100 à +700 mbarg ou entre -700 et 6000 mbarg) et le réservoir tampon 18 destiné à contenir des liquides cryogéniques (par exemple avec un volume de 1 à 20 m3 et avec une pression permise de -500 à 6000 mbarg). Une différence de pression est créée avec le compresseur 20 et/ou la pompe 36, entre le réservoir principal 16 et le réservoir tampon 18 (par exemple +500 mbarg dans le réservoir principal par rapport au réservoir tampon) afin de pouvoir transférer du liquide du réservoir principal 16 au réservoir tampon 18. Le liquide dans le réservoir tampon 18 est comprimé par la pompe 36 et envoyé à l'installation 12 par l'intermédiaire de la vanne de vaporisation 33b. Le niveau du liquide dans le réservoir tampon 18 est contrôlé avec une instrumentation appropriée entre, par exemple, 10% et 90% du volume du réservoir tampon. De cette façon, la pompe 36 est toujours alimentée en gaz 100% liquide (un mélange de gaz naturel liquide et gazeux endommagerait la pompe). Le contrôle du dispositif et l'instrumentation appropriée sont conçus pour maintenir la pression dans le réservoir principal 16 au niveau souhaité (par exemple entre -100 et 700 mbarg). Ainsi, chaque réservoir du dispositif 10 est avantageusement équipé d'un capteur de pression et/ou d'un capteur de niveau.
Les figures 2 à 6 illustrent des phases de fonctionnement du dispositif de la figure 1 , qui peuvent correspondre à des phases de régime du navire équipé de ce dispositif.
Le procédé d'alimentation est ici décrit en trois phases :
1 . Consommation minimale: l'évaporation naturelle couvre la demande d'énergie de l'installation (les moteurs de propulsion du navire sont arrêtés ou fonctionnent à faible charge, le gaz est principalement utilisé pour répondre aux besoins en électricité et en chauffage).
2. Consommation normale: l'évaporation naturelle ne couvre pas la demande énergétique du navire.
3. Pas de consommation (tous les consommateurs de gaz embarqués de l'installation 12 sont arrêtés à l'exception du compresseur de gaz). 4. Remplissage.
1 . Consommation minimale (cf. figure 2)
Dans la phase de fonctionnement illustrée à la figure 2, le moteur principal du navire est arrêté et la consommation de puissance est inférieure à la capacité maximale de capacité du compresseur 20 (< 2 ~ 3 MW).
L'évaporation du GNL 16aa dans le réservoir 16 entraîne une augmentation de la pression du BOG 16ab dans le réservoir 16. Le BOG 16ab est aspiré par le compresseur 20, réchauffé dans l'échangeur 28 puis envoyé à l'installation 12. Cela permet de maintenir la pression dans le réservoir 16 en deçà d'une valeur seuil admissible.
Afin de réguler la pression dans le réservoir 16, il est possible de:
- régler le débit de BOG envoyé au compresseur 20 (si ce débit est supérieur au taux d'évaporation naturelle, la pression dans le réservoir 16 diminue, et si ce débit est inférieur au taux d'évaporation naturelle, la pression dans le réservoir augmente) ;
- réinjecter une partie de gaz comprimé (sortant du compresseur 20) dans le réservoir principal 16 (par exemple, si les spécifications du compresseur 20 ne permettent pas de réduire le débit d'entrée du compresseur en dessous d'une certaine valeur (qui est ici supérieure à la vitesse naturelle d'évaporation), une partie du gaz comprimé est réinjectée dans le réservoir 16 par la conduite 38, pour régler la pression dans le réservoir 16).
Le dispositif 10 fournit ainsi les besoins de l'installation 12 de gaz provenant du réservoir 16, et maintient la pression à l'intérieur de ce réservoir au niveau souhaité (par exemple entre -100 et 700 mbarg).
2. Consommation normale
Dans la seconde phase de fonctionnement, la consommation est normale.
L'évaporation naturelle dans le réservoir 16 est insuffisante pour répondre à la demande énergétique de l'installation 12. Une évaporation forcée est nécessaire pour répondre à la demande énergétique du navire. Cette phase inclut deux étapes :
- Préparer l'évaporation forcée: remplir le réservoir tampon 18 et la pompe 36 avec du gaz naturel liquide.
- Évaporation forcée: le liquide provenant du réservoir tampon 18 est envoyé à l'installation en forçant sa vaporisation.
- Préparer l'évaporation forcée (figure 3)
La première étape consiste à créer une différence de pression entre le réservoir principal 16 et le réservoir tampon 18, par exemple de -500 mbar. En réduisant la pression dans le réservoir tampon 18 et/ou en augmentant la pression dans le réservoir 16. La pression dans le réservoir 16 peut être augmentée comme décrit ci-dessus, en y réinjectant du BOG comprimé. La pression dans le réservoir tampon 18 peut être réduite en aspirant du gaz naturel dans le réservoir tampon au moyen du compresseur 20. Avec cette différence de pression, il est possible d'aspirer le GNL contenu dans le réservoir 16, depuis une hauteur de 10m.
Si la pression est augmentée dans le réservoir 16, le BOG contenu dans le réservoir 16 a tendance à pousser le GNL en dehors du réservoir 16 et donc à forcer sa circulation dans la conduite 22 jusqu'au réservoir tampon 18. Si la pression diminue dans le réservoir tampon 18, du GNL est aspiré du réservoir 16 jusqu'au réservoir tampon 18. La différence de pression contribue à l'évaporation partielle (flash) et la formation de BOG dans le réservoir tampon 18. Ce BOG est aspiré par le compresseur 20 de façon à maintenir la différence de pression entre les réservoirs 16, 18.
La deuxième étape est de remplir la pompe 36 avec du gaz naturel liquide. Une fois le réservoir tampon 18 rempli de gaz naturel liquide au niveau souhaité, par exemple jusqu'à 90% de son volume, le GNLs est envoyé par gravité à la pompe 36. La pompe 36 doit être remplie complètement de liquide, sinon des bulles risquent d'apparaître et d'endommager la pompe. Le GNLs s'écoule dans la conduite 32 jusqu'à la pompe 36 et la traverse, en maintenant la pompe 36 arrêtée. Ces opérations peuvent être combinées avec la première phase de fonctionnement, pour réguler la pression dans le réservoir principal 16.
- Évaporation forcée (figure 4)
Le liquide provenant du réservoir tampon 18 est envoyé en forçant la circulation de fluide jusqu'à l'installation 12.
Du GNLs provenant du réservoir tampon 18 est envoyé jusqu'à l'installation 12 en passant par l'échangeur 34. Le débit de GNLs envoyé à l'installation 12 est régulé par la pompe 36. L'installation 12 accepte prioritairement le gaz issu du compresseur 20 (qui gère la pression dans les réservoirs 16, 18), le supplément de gaz étant obtenu par la pompe 36 qui est utilisée pour faire circuler le GNL jusqu'à la vanne 33b en vue de sa vaporisation, de préférence complète du GNL, avant son réchauffement dans l'échangeur 34. Comme décrit précédemment, l'alimentation en GNL du réservoir tampon 18 est obtenue par mise en dépression du réservoir 18 vis-à- vis du réservoir 16. La sortie de GNL du réservoir tampon 18 est régulée par la pompe 36. Le niveau de GNL dans le réservoir tampon 18 est régulé pour être maintenu au niveau désiré, par exemple entre 10% et 90% de son volume.
Ces opérations peuvent être combinées avec la première phase de fonctionnement, afin de réguler la pression dans le réservoir principal 16.
3. Pas de consommation (cf. figure 5)
Cette phase de fonctionnement est activée en cas d'urgence. L'installation 12 est fermée, c'est-à-dire qu'aucune consommation de gaz combustible intervient. L'échangeur 28, le compresseur 20 et la pompe 36 fonctionnent au moyen d'un générateur d'électricité d'urgence.
Pour cette phase, nous considérons que les réservoirs 16, 18 contiennent du GNL. La pompe 36 fait circuler du GNL depuis le réservoir tampon 18 jusqu'à la rampe 52. Comme il y a une différence de pression entre les réservoirs 16, 18, du GNL continue de circuler depuis le réservoir 16 jusqu'au réservoir tampon 18 et se vaporise dans ce dernier. Cela signifie que le GNL formé dans le réservoir tampon 18 est sous-refroidi par comparaison avec le GNL contenu dans le réservoir 16. La rampe 52 est alimentée en gaz liquéfié sous-refroidi provenant du réservoir tampon 18 et pulvérise des gouttelettes de ce gaz liquéfié dans le BOG du réservoir 16 Cela permet de condenser du BOG dans le réservoir 16, et ainsi participer à la réduction et au maintien de la pression dans le réservoir principal 16.
La pression dans le réservoir 16 est ainsi régulée par le débit de GNL provenant du réservoir tampon 18 et pulvérisé par la rampe 52. Cette phase de fonctionnement peut être combinée avec la première ou la seconde phase, pour réduire la pression dans le réservoir principal 16.
4. Remplissage (cf. figure 6)
La vanne 23d est ouverte. Le GNL d'une station de remplissage est envoyé dans le réservoir 16. Le BOG qui s'évapore lors du remplissage est évacué en ouvrant également les vannes 31 a et 31 c, de façon à créer un flux libre de BOG vers la station.
La figure 7 représente une variante de réalisation du dispositif 1 10 selon l'invention, qui diffère du dispositif 10 notamment par le fait qu'il comprend deux réservoirs tampons 18 et 40.
Les caractéristiques décrites dans ce qui précède en relation avec le dispositif 10 s'appliquent au dispositif 1 10 dans la mesure où elles ne contredisent pas ce qui suit.
La conduite 22 est reliée à chaque réservoir 18, 40 et comprend une extrémité 22b reliée à une entrée de GNL 18a du réservoir 18 et une extrémité 22c reliée à une entrée de GNL 40a du réservoir 40. Une vanne 23e, 23f est associée à chacun de ces extrémités 23b, 23d, en plus des vannes 23b, 23d précitées de la conduite 22.
Chaque réservoir tampon 18, 40 comprend ici quatre ports, dont deux entrées 18a, 40a, 18d, 40d et deux sorties 18b, 40b et 18c, 40c. Les entrées 18a, 40a sont reliées respectivement aux extrémités 22b, 22c de la conduite 22 et sont configurées pour recevoir du GNL, chaque réservoir tampon 18, 40 étant destiné à être alimenté en GNL provenant directement du réservoir 16. Les sorties 18b, 40b sont des sorties de gaz et en particulier de BOG et les sorties 18c, 40c sont des sorties de GNL. Les sorties 18b, 40b sont reliées à des extrémités 26a, 26c, respectivement, de la conduite 26 dont l'extrémité opposée 26b est reliée à l'entrée 20a du compresseur 20 ou à l'entrée 28aa du circuit 28 de l'échangeur 28, comme évoqué dans ce qui précède.
En plus de la vanne 27, la conduite 26 comprend une vanne associée à chacune de ses extrémités 26a, 26b.
Une autre conduite 42 relie la sortie 20b du compresseur 20 aux entrées 18d, 40d des réservoirs. Il s'agit ici d'entrée de gaz, ou de BOG comprimé, les réservoirs 18, 40 pouvant être alimentés en BOG comprimé, comme cela sera décrit plus en détail dans ce qui suit. La conduite 42 comprend une vanne 43 pour bloquer la circulation de fluide depuis la sortie du compresseur 20 jusqu'aux réservoirs 18, 40. De plus, chaque entrée 18d, 40d est associée à une vanne permettant d'isoler les réservoirs l'un vis-à-vis de l'autre.
Les sorties 18c, 40c des réservoirs 18, 40 sont reliées à des extrémités 32a, 32c d'une conduite 32 qui est reliée à la sortie 20b du compresseur 20. Cette conduite 32 comprend ici ou est reliée à un échangeur de chaleur 34. La conduite comprend en outre deux vannes 33a, 33b, dont par exemple une vanne de dépressurisation 33b. Dans l'exemple représenté, d'amont en aval, c'est-à-dire depuis les réservoirs 18, 40 jusqu'à la sortie 20b du compresseur 20, sont disposés la vanne 33b, l'échangeur 34, et la vanne 33a. Des vannes sont en outre associées à chacune des sorties 18c, 40c.
La conduite 32 est reliée à la sortie 20b du compresseur 20, juste en amont de la vanne 41 . Par ailleurs, en sortie de la vanne 33a, la conduite 32 est reliée par une vanne 33c à la conduite 38, juste en aval de la vanne 39.
Dans l'exemple représenté, le GNL évacué du réservoir tampon 18 est préchauffé par l'échangeur 34 avant d'alimenter l'installation 12. Pour cela, la conduite 32 est reliée à une entrée 34aa d'un premier circuit 34a d'un échangeur de chaleur 34, dont une sortie 34ab est reliée à la vanne 33a. Le premier circuit 34a est un circuit froid, le fluide circulant dans ce circuit 34a étant destiné à être réchauffé par un fluide circulant dans un second circuit 34b ou circuit chaud de l'échangeur 34.
Dans le cas où la vanne 33b serait une vanne de dépressurisation et permettrait de vaporiser l'intégralité du GNL en FBOG, ce FBOG serait réchauffé par l'échangeur avant d'alimenter l'installation 12. Ainsi, avantageusement, la vanne 33b est configurée pour que la pression du FBOG en sortie corresponde à la pression d'utilisation du gaz combustible dans l'installation.
Une conduite 50 relie la rampe de pulvérisation 52 à la conduite 32. Son extrémité amont est reliée à la conduite 32, en amont de la vanne 33b, et son extrémité aval est reliée à la rampe 52. On comprend ainsi que du GNL contenu dans les réservoirs tampon 18, 40 pourra alimenter la rampe de pulvérisation 52, comme évoqué dans ce qui précède.
Dans l'exemple représenté, la dépression dans le réservoir 18 doit être telle qu'elle permet la circulation de GNL dans la conduite 22. La conduite 22 a une partie verticale formant un plongeur et immergée dans le GNL du réservoir 16, son extrémité supérieure étant reliée par un coude au reste de la conduite 22. La différence de pression entre les deux réservoirs 16, 18 doit de préférence être supérieure à la pression hydrostatique générée par la hauteur de la conduite 22 (plus précisément la hauteur de la partie verticale de la conduite 22 partant du fond de la cuve jusqu'au coude - car, quand le réservoir 16 est vide, il faut pouvoir faire monter le GNL jusqu'à cette hauteur), moins la perte de charge dans la conduite 22. En variante, la différence de pression peut être plus faible si le réservoir 18 (et plus précisément la sortie 22b) est plus bas que cette hauteur, et si la conduite 22 est amorcée (par exemple par une différence de pression plus faible lorsque le réservoir 16 est presque plein).
La différence de pression peut être régulée de la manière suivante :
le besoin en gaz pour l'installation 12 pilote les vannes associées aux sorties 18c, 40c des réservoirs 18, 40,
- la différence de pression est ajustée de manière à remplir suffisamment vite les réservoirs tampon (donc c'est asservi aussi au besoin en gaz pour l'installation 12). Chaque réservoir 18, 40 fonctionne comme le réservoir 18 du dispositif 10. Les réservoirs 18, 40 ont en outre une fonction supplémentaire, du fait de leur liaison à la sortie 20b du compresseur 20. Le BOG comprimé sortant du compresseur 20 et alimentant les réservoirs 18, 40 permet de mettre sous pression ces réservoirs 18, 40 et de forcer le passage du GNL 18aa, 40aa à travers leurs sorties 18c, 40c. Il n'est donc pas nécessaire que ces sorties soient équipées d'une pompe, telle que celle 36 du dispositif 10, pour forcer du GNL à sortir des réservoirs tampons 18, 40.
Un dispositif d'alimentation en gaz combustible a deux fonctions principales :
- fournir du gaz combustible du réservoir principal 14 à l'installation 12 du navire à un débit désiré (par exemple de 50 à 2000 kg / h), à une pression (par exemple de 6 à 300 bars) et à une température (par exemple 20°C) prédéterminées. Le gaz combustible peut être soit sous forme gazeuse (vapeurs) soit sous forme liquide ;
- régler la pression à l'intérieur du réservoir principal 16 dans une plage acceptable (par exemple entre -100 et +700 mbar g).
Le dispositif 10 présenté est composé du réservoir principal 16 conçu pour contenir du liquide cryogénique par exemple à la pression atmosphérique (par exemple avec un volume de 1000 à 10 000 m3 et une pression autorisée de -100 à +700 mbarg) et les réservoirs tampon 18 destinés à contenir des liquides cryogéniques (par exemple avec un volume de 1 à 20 m3 et avec une pression permise de -500 à 6000 mbarg). Une différence de pression est créée avec le compresseur 20 entre le réservoir principal 16 et les réservoirs tampon 18, 40 (par exemple +500 mbarg dans le réservoir principal par rapport au réservoir tampon) afin de pouvoir transférer du liquide du réservoir principal 16 aux réservoirs tampon 18, 40. Le liquide dans les réservoirs tampon 18, 40 est envoyé à l'installation 12 par l'intermédiaire de la vanne de vaporisation 33b. Le niveau du liquide dans chaque réservoir tampon est contrôlé avec une instrumentation appropriée entre, par exemple, 10% et 90% du volume du réservoir tampon.
Le contrôle du dispositif et l'instrumentation appropriée sont conçus pour maintenir la pression dans le réservoir principal 16 au niveau souhaité (par exemple entre -100 et 700 mbarg). Ainsi, chaque réservoir du dispositif 1 10 est avantageusement équipé d'un capteur de pression et/ou d'un capteur de niveau.
Les figures 8 à 12 illustrent des phases de fonctionnement du dispositif de la figure 7, qui peuvent correspondre à des phases de régime du navire équipé de ce dispositif.
Le procédé de refroidissement de gaz liquéfié est ici décrit en trois phases :
1 . Consommation minimale: l'évaporation naturelle couvre la demande d'énergie de l'installation 12 (les moteurs de propulsion du navire sont arrêtés ou fonctionnent à faible charge, le gaz est principalement utilisé pour répondre aux besoins en électricité et en chauffage).
2. Consommation normale: l'évaporation naturelle ne couvre pas la demande énergétique du navire.
3. Pas de consommation (tous les consommateurs de gaz embarqués de l'installation 12 sont arrêtés à l'exception du compresseur de gaz).
4. Remplissage.
Il s'agit d'un procédé séquentiel, dans lequel les réservoirs tampons 18 et 40 sont alternativement remplis et vidés. Cette description se concentrera uniquement sur le remplissage et la vidange du réservoir 18, le processus pour le réservoir 40 étant symétrique.
1 . Consommation minimale (cf. figure 8)
Dans la phase de fonctionnement illustrée à la figure 8, le moteur principal du navire est arrêté et la consommation de puissance est inférieure à la capacité maximale du compresseur 20 (< 2 ~ 3 MW). L'évaporation du GNL 16aa dans le réservoir 16 entraîne une augmentation de la pression du BOG 16ab dans le réservoir 16. Le BOG 16ab est aspiré par le compresseur 20, réchauffé dans l'échangeur 28 puis envoyé à l'installation 12. Cela permet de maintenir la pression dans le réservoir 16 en deçà d'une valeur seuil admissible.
Afin de réguler la pression dans le réservoir 16, il est possible de:
- régler le débit de BOG envoyé au compresseur 20 (si ce débit est supérieur au taux d'évaporation naturelle, la pression dans le réservoir 16 diminue, et si ce débit est inférieur au taux d'évaporation naturelle, la pression dans le réservoir augmente) ;
- réinjecter une partie de gaz comprimé (sortant du compresseur 20) dans le réservoir principal 16 (par exemple, si les spécifications du compresseur 20 ne permettent pas de réduire le débit d'entrée du compresseur en dessous d'une certaine valeur (qui est ici supérieure à la vitesse naturelle d'évaporation), une partie du gaz comprimé est réinjectée dans le réservoir 16 par la conduite 38).
Le dispositif 10 fournit ainsi les besoins de l'installation 12 de gaz provenant du réservoir 16, et maintient la pression à l'intérieur de ce réservoir au niveau souhaité (par exemple entre -100 et 700 mbarg). 2. Consommation normale
Dans la seconde phase de fonctionnement, la consommation est normale.
L'évaporation naturelle dans le réservoir 16 est insuffisante pour répondre à la demande énergétique de l'installation 12. Une évaporation forcée est nécessaire pour répondre à la demande énergétique du navire. Cette phase inclut deux étapes :
- Préparer l'évaporation forcée: remplir le réservoir tampon 18 avec du gaz naturel liquide provenant du réservoir 16.
- Évaporation forcée: le liquide provenant du réservoir tampon 18 est envoyé à l'échangeur puis à l'installation (tandis que l'autre réservoir tampon 40 est rempli de GNL). - Préparer l'évaporation forcée (cf. figure 9)
La première étape consiste à créer une différence de pression entre le réservoir principal 16 et le réservoir tampon 18, par exemple de -500 mbar, en réduisant la pression dans le réservoir 18 et/ou en augmentant la pression dans le réservoir 16. La pression dans le réservoir 16 peut être augmentée comme décrit dans la première phase. La pression dans le réservoir 18 peut être réduite en aspirant du gaz naturel dans ce réservoir, au moyen du compresseur 20. Avec cette différence de pression (-500 mbar), il est possible d'aspirer du GNL du réservoir principal 16, depuis une hauteur de 10m environ.
Si la pression est augmentée dans le réservoir 16, le BOG du réservoir
16 force la sortie du GNL de ce réservoir et sa circulation dans la conduite 22 jusqu'au réservoir 18. Si la pression diminue dans le réservoir tampon 18, du GNL contenu dans le réservoir 16 est aspiré jusqu'au réservoir 18. La différence de pression contribue à l'évaporation partielle du GNL dans le réservoir 18. Le gaz évaporé est aspiré par le compresseur 20, ce qui permet de maintenir une différence de pression entre les réservoirs 16, 18. Le réservoir 18 est rempli de gaz naturel liquide, par exemple jusqu'à 90% de son volume.
Ces opérations peuvent être combinées avec la première phase de fonctionnement, afin de réguler la pression dans le réservoir 16.
- Évaporation forcée (figure 10)
La deuxième étape consiste à pressuriser le réservoir 18 avec le gaz naturel comprimé à la sortie du compresseur 20.
La conduite 22 et la vanne 23b utilisées pour remplir le réservoir 18 avec du liquide et aspirer le gaz naturel de ce réservoir sont fermés. Du gaz comprimé sortant du compresseur 20 est envoyé (partiellement si nécessaire) au réservoir 18 pour le mettre sous pression. Ceci permet de forcer la circulation de GNL depuis le réservoir 18 jusqu'à l'échangeur 34 et l'installation 12.
Alors que le réservoir 18 est utilisé pour fournir du GNL à l'installation
12, le réservoir 40 est rempli avec du GNL provenant du réservoir 16 (seules les vannes 23d et 23e sont alors fermées, les vannes 23b et 23f étant ouvertes). Le dispositif 1 10 est avantageusement conçu pour être en mesure de remplir le réservoir 40 à une vitesse supérieure à la vitesse d'évacuation du GNL du réservoir 18 avec le compresseur 20.
Le débit et la pression de GNL en sortie du réservoir tampon 18 sont régulés par la vanne 33b. Le réservoir 18 est utilisé jusqu'à ce que son niveau de GNL soit trop bas (5% du volume par exemple). A ce moment, le réservoir 40 est prêt à fournir du GNL, à son tour, à l'installation 12. Ensuite, le réservoir 16 est rempli de GNL, comme décrit dans la première étape.
Pendant cette phase, les réservoirs 18, 40 sont ainsi alternativement remplis de GNL et comprimés avec le compresseur 20 pour fournir du GNL à l'installation 12.
Ces opérations peuvent être combinées avec la première phase de fonctionnement, afin de réguler la pression dans le réservoir 16. 3. Pas de consommation (cf. figure 1 1 )
Cette phase de fonctionnement est activée en cas d'urgence. L'installation 12 est fermée, c'est-à-dire qu'aucune consommation de gaz combustible intervient. L'échangeur 28 et le compresseur 20 fonctionnent au moyen d'un générateur d'électricité d'urgence.
Pour cette phase, nous considérons que les réservoirs 16, 18 contiennent du GNL. Le compresseur 20 est utilisé pour envoyer du gaz comprimé au réservoir 18 et augmenter la pression dans ce réservoir, ce qui force la sortie de GNL de ce réservoir jusqu'à la rampe 52 en vue de la pulvérisation de GNL dans le BOG du réservoir 16. Cela permet de condenser du BOG dans le réservoir 16, et ainsi participer à la réduction et au maintien de la pression dans le réservoir principal 16.
La pression dans le réservoir 16 est ainsi régulée par le débit de GNL provenant du réservoir tampon 18 et pulvérisé par la rampe 52.
Une fois que le réservoir 18 est vide, cette opération est répétée avec le réservoir 40 tandis que le réservoir 18 est rempli.
Cette phase de fonctionnement peut être combinée avec la première ou la seconde phase, pour réduire la pression dans le réservoir principal 16. 4. Remplissage (cf. figure 12)
La vanne 23d est ouverte. Le GNL de la station de remplissage est envoyé dans le réservoir 16. Le BOG qui s'évapore lors du remplissage est évacué en ouvrant également les vannes 31 a et 31 c, de façon à créer un flux libre de BOG vers la station.
La figure 13 représente une variante de réalisation du dispositif 210 selon l'invention, qui diffère du dispositif 1 10 notamment par le fait qu'il comprend en outre une pompe 36.
Les caractéristiques décrites dans ce qui précède en relation avec le dispositif 1 10 s'appliquent au dispositif 210 dans la mesure où elles ne contredisent pas ce qui suit.
La pompe 36 est située sur une conduite 54 dont une extrémité amont est reliée aux sorties 18c, 40c des réservoirs 18, 40, juste en aval de leurs vannes, et dont une extrémité aval est reliée à la conduite 32, juste en amont de la vanne 33b. Cette conduite 54 comprend une vanne 56 et s'étend en parallèle d'une portion de la conduite 32 qui comprend également une vanne 58 supplémentaire. Cette configuration offre la possibilité d'utiliser ou non la pompe 36 pour évacuer le GNL contenu dans les réservoirs 18, 40, vers la rampe de pulvérisation 525 et/ou l'installation 12.
Le dispositif a ainsi un fonctionnement hybride par rapport aux dispositifs 10, 1 10.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif (10, 1 10, 210) d'alimentation en fluide combustible d'une installation (12) de production d'énergie, en particulier embarquée sur un navire (14), comprenant :
- un réservoir principal (16) de gaz liquéfié,
- au moins un premier réservoir tampon (18) de gaz liquéfié,
- une première conduite (32) de transfert de gaz liquéfié depuis le premier réservoir tampon (18) à destination de ladite installation (12), dont une première extrémité (32a) débouche dans ledit premier réservoir tampon (18) et dont une seconde extrémité (32b) est reliée à ladite installation (12), afin d'alimenter en fluide combustible ladite installation,
- une deuxième conduite (22) de transfert de gaz liquéfié depuis le réservoir principal (16) jusqu'au premier réservoir tampon (18), ladite deuxième conduite (22) comportant une première extrémité (22a) destinée à être plongée dans le gaz liquéfié (24) contenu dans ledit réservoir principal (16), et une seconde extrémité (22b) débouchant dans ledit premier réservoir tampon (18), afin d'alimenter en gaz liquéfié ledit premier réservoir tampon, et
- des moyens (20, 36) de mise en dépression dudit premier réservoir tampon (18) par rapport audit réservoir principal (16), qui sont configurés pour aspirer du fluide dans ledit premier réservoir tampon et pour appliquer dans ledit premier réservoir tampon une pression de fonctionnement inférieure à la pression dans ledit réservoir principal, de façon à ce que du gaz liquéfié provenant dudit réservoir principal (16) soit transféré au moyen de ladite deuxième conduite (22) et alimente ledit premier réservoir tampon (18), caractérisé en ce que lesdits moyens de mise en dépression comprennent au moins un compresseur (20) et en ce que ladite pression de fonctionnement est inférieure à la pression atmosphérique.
2. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel lesdits moyens de mise en dépression comprennent une sortie (20b) destinée à être reliée à ladite installation (12).
3. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une pompe est reliée à ladite première conduite et est configurée pour aspirer du gaz liquéfié depuis ledit premier réservoir tampon.
4. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ledit compresseur (20) est relié à une troisième conduite (26) de mise en dépression dudit premier réservoir tampon (18), dont une première extrémité (26a) débouche dans ledit premier réservoir tampon (18), et dont une seconde extrémité (26b) est reliée à une entrée (20a) dudit compresseur, ladite troisième conduite étant configurée pour aspirer du gaz d'évaporation dans ledit premier réservoir tampon et pour alimenter ledit compresseur en gaz d'évaporation.
5. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ledit compresseur (20) comprend une sortie (20b) reliée à ladite installation en vue de l'alimentation en gaz combustible de ladite installation.
6. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ladite seconde extrémité de ladite troisième conduite est reliée audit compresseur par un premier circuit d'un échangeur de chaleur.
7. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif comprend une quatrième conduite de transfert de gaz depuis le réservoir principal jusqu'au compresseur.
8. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ladite quatrième conduite comporte une première extrémité débouchant dans ledit réservoir principal, et une seconde extrémité reliée audit compresseur.
9. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ladite seconde extrémité de ladite quatrième conduite est reliée avec ladite seconde conduite à une entrée dudit premier circuit de l'échangeur de chaleur, dont une sortie est reliée audit compresseur.
10. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite première extrémité (22a) de ladite deuxième conduite (22) est dépourvue de pompe.
1 1 . Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite première conduite comprend au moins une pompe et/ou une vanne de dépressurisation et/ou un échangeur de chaleur.
12. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ladite pompe est configurée pour être commandée en fonction d'un besoin en gaz combustible de ladite installation.
13. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il comprend une cinquième conduite de renvoi de fluide depuis lesdits moyens de mise en dépression jusqu'au réservoir principal, dont une première extrémité est reliée à une sortie desdits moyens de mise en dépression et dont une seconde extrémité débouche dans ledit réservoir principal.
14. Dispositif (1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel il comprend un second réservoir tampon (40) de gaz liquéfié.
15. Dispositif (1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ledit second réservoir tampon (40) est relié à :
- ladite première conduite (32) qui comprend une troisième extrémité (32c) débouchant dans ledit second réservoir tampon (40), et
- ladite deuxième conduite (22) qui comprend une troisième extrémité (22c) débouchant dans ledit second réservoir tampon (40).
16. Dispositif (1 10, 210) selon la revendication précédente, en dépendance de la revendication 4 ou 10, dans lequel ledit second réservoir tampon (40) est relié à ladite troisième conduite (26) qui comprend une troisième extrémité (26c) débouchant dans ledit second réservoir tampon (40).
17. Dispositif (1 10, 210) selon la revendication 14 ou 15, dans lequel il comprend une cinquième conduite (42) d'alimentation en gaz dudit premier réservoir tampon (18) et dudit second réservoir tampon (40), dont une première extrémité (42a) est reliée à une sortie (20b) desdits moyens de mise en dépression (20), une seconde extrémité (42b) débouche dans ledit premier réservoir tampon (18), et une troisième extrémité (42c) débouche dans ledit second réservoir tampon (40), ladite cinquième conduite étant configurée pour alimenter en gaz comprimé ledit premier réservoir tampon et/ou ledit second réservoir tampon.
18. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite première conduite est reliée par une sixième conduite à une rampe de pulvérisation de gaz liquéfié dans ledit réservoir principal, ladite rampe étant configurée pour pulvériser du gaz liquéfié sous forme de gouttelettes dans du gaz d'évaporation dudit réservoir principal afin de condenser au moins une partie de ce gaz d'évaporation.
19. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chacun desdits réservoirs est équipé d'un capteur de pression et/ou d'un capteur de niveau.
20. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque réservoir tampon est situé en-dessous d'une extrémité supérieure dudit réservoir principal.
21 . Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque réservoir tampon est situé à l'extérieur dudit réservoir principal.
22. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque réservoir tampon peut avoir une fonction de détente et/ou de séparation.
23. Dispositif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit réservoir principal est du type à membranes.
24. Dispositif (10, 1 10, 210) selon la revendication précédente, dans lequel ledit réservoir principal est configuré pour résister à une pression inférieure ou égale à 3000 mbarg, et de préférence inférieure ou égale à 750 mbarg.
25. Navire, en particulier de transport de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif (10, 1 10) selon l'une des revendications précédentes.
26. Procédé d'alimentation en combustible d'une installation (12) de production d'énergie, en particulier embarquée sur un navire (14), au moyen d'un dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : - une étape A de remplissage dudit premier réservoir tampon (18), en créant une dépression dans ledit premier réservoir tampon (18) par rapport audit réservoir principal (16), de façon à ce que du gaz liquéfié soit transféré du réservoir principal (16) vers le premier réservoir tampon (18).
27. Procédé selon la revendication précédente, le dispositif étant tel que défini à la revendication 5, comprenant :
- une étape B1 d'alimentation de ladite installation (12) au moyen dudit compresseur (20), par aspiration de gaz dans ledit premier réservoir tampon (18).
28. Procédé selon la revendication 26 ou 27, le dispositif (10) étant en outre tel que défini à la revendication 17, comprenant :
- une étape B2 d'alimentation de ladite installation (12) au moyen dudit compresseur (20) par alimentation en gaz dudit premier et/ou second réservoir tampon (18, 40) pour forcer du gaz liquéfié à circuler dans ladite première conduite (32).
29. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, lors de l'étape B1 ou B2, ledit second réservoir tampon (40) est alimenté en gaz liquéfié en créant au moyen dudit compresseur (20) une dépression dans ledit second réservoir tampon (40) par rapport audit réservoir principal (16), de façon à ce que du gaz liquéfié soit transféré du réservoir principal (16) vers le second réservoir tampon (40)
30. Procédé selon l'une des revendications 26 à 29, dans lequel, lors de l'étape A, la pression à l'intérieur dudit réservoir principal est maîtrisée en régulant le débit de gaz circulant dans ladite quatrième conduite et/ou dans ladite cinquième conduite.
31 . Procédé selon l'une des revendications 26 à 30, dans lequel, lors de l'étape A ou après l'étape A, la pompe de ladite première conduite est alimentée avec du gaz liquéfié provenant dudit premier réservoir tampon.
32. Procédé selon l'une des revendications 26 à 31 , dans lequel, il comprend une étape B3 d'alimentation de ladite installation par l'intermédiaire de ladite première conduite, en actionnant ladite pompe.
33. Procédé selon l'une des revendications 26 à 32, dans lequel, lors de l'étape A, la dépression est maintenue de manière continue pendant une durée prédéterminée.
34. Procédé selon l'une des revendications 26 à 33, dans lequel la dépression est réalisée en appliquant une différence de pression entre ledit réservoir tampon (18) et ledit réservoir principal (16), qui est supérieure à une pression hydrostatique générée par une hauteur sensiblement rectiligne et verticale de ladite deuxième conduite, avec éventuellement une déduction des pertes de charge dans cette deuxième conduite.
35. Procédé selon l'une des revendications 26 à 34, dans lequel ladite pompe est commandée en fonction d'un besoin en gaz combustible de ladite installation.
36. Procédé selon l'une des revendications 26 à 35, dans lequel au moins certaines vannes qui équipent une ou plusieurs desdites conduites sont commandées en fonction d'un besoin en gaz combustible de ladite installation.
37. Procédé selon l'une des revendications 26 à 36, dans lequel la différence de pression entre le réservoir tampon et le réservoir principal est augmentée, afin d'augmenter le débit d'alimentation en gaz liquéfié du réservoir tampon, dès que le niveau de gaz liquéfié dans le réservoir tampon est en- dessous d'un certain niveau seuil.
38. Procédé selon l'une des revendications 26 à 37, dans lequel la différence de pression entre un des réservoirs tampon et le réservoir principal est ajustée en fonction de la vitesse de remplissage de l'autre des réservoirs tampon, par du gaz liquéfié provenant dudit réservoir principal.
39. Procédé selon l'une des revendications 26 à 38, dans lequel du gaz liquéfié contenu dans ledit premier réservoir tampon est acheminé par lesdites première et sixième conduites jusqu'à ladite rampe de pulvérisation.
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