WO2019229097A1 - Liquefied gas storage device - Google Patents

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WO2019229097A1
WO2019229097A1 PCT/EP2019/063889 EP2019063889W WO2019229097A1 WO 2019229097 A1 WO2019229097 A1 WO 2019229097A1 EP 2019063889 W EP2019063889 W EP 2019063889W WO 2019229097 A1 WO2019229097 A1 WO 2019229097A1
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WO
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liquefied gas
liquid
gas
injector
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PCT/EP2019/063889
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French (fr)
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Arnaud Bouvier
Fabrice Lombard
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Gaztransport Et Technigaz
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    • F17C2270/0105—Ships
    • F17C2270/0107—Wall panels

Definitions

  • the invention relates in particular to a liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for a land installation.
  • 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 -160 ° C at atmospheric pressure. The liquefied gas is then loaded into shipping vessels, such as LNG tankers and bunkering vessels.
  • NBOG Natural Boil-Off Gas
  • FBOG forced evaporation of gas
  • the naturally evaporating gas in a vessel's vessel is generally used to power a ship's power plant, which is designed to meet the energy requirements of the ship's operation, including the propulsion of the ship and / or the production of electricity for on-board equipment.
  • the improvement of the tanks are such that the rates of natural evaporation (BOR - acronym Boil-Off Rate) of liquefied gases are becoming lower, while the machines of a ship are becoming more efficient.
  • BOR - acronym Boil-Off Rate Boil-Off Rate
  • the excess gas is particularly important when the consumption of the ship is low, that is to say for example when the ship is idling, is in the waiting phase, or in damage situation such as treatment equipment or gas consumption are no longer available.
  • NBOG evaporation gas produced naturally
  • the first objective mainly responds to the LNG transfer operation between several storages of the same installation and / or between several storages of several installations, in order to condense the surplus gas generated during the LNG transfer operation, and this in order to make the transfer in a given time.
  • the first objective can also meet the need for a full or almost empty tank (if the goal is to control the pressure).
  • the second objective responds to the vessel's demand to receive relatively cold LNG in order to maintain a safety margin with respect to the safety valves.
  • the charterer will therefore wish to keep his cargo as cold as possible, or even cool his cargo in order to respect his contract with the vessel propelled by LNG. He will use his subcooling equipment to cool the LNG and not to reduce the pressure.
  • One of the objectives of the present invention is to optimize the storage in the tank of liquefied gas according to the desired need, in particular control of a pressure or control of a liquid temperature.
  • the invention proposes a liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for an onshore installation, comprising:
  • At least one liquefied gas storage tank which comprises a bottom of a tank and a tank ceiling which define between them a tank height
  • said gas injection means comprise at least one injector-mixer which is located in a lower zone of said vessel extending between 0 and 25%, preferably between 0 and 15%, and more preferably between 0 and 15%. and 10%, of the tank height measured from said bottom of the tank, and which is intended to be immersed in said liquefied gas contained in the tank.
  • said at least one injector-mixer is configured to inject a flow of liquid gas in a direction which is inclined upwards by an angle ⁇ with respect to a horizontal plane.
  • Said angle a may be between 5 ° and 45 °, preferably between 5 and 30 °, and more preferably between 5 and 20 °.
  • the angle ⁇ may be between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °.
  • the invention proposes a liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for an onshore installation, comprising:
  • At least one liquefied gas storage tank which comprises a bottom of a tank and a tank ceiling which define between them a tank height
  • said gas injection means comprise at least one injector-mixer which is located in an upper zone of said tank extending between 60 and 100% or even between 75 and 100%, preferably between 60 and 98% , and more preferably between 65 and 95%, or even more preferably between 65 and 80% or between 80 and 95%, of the height of the tank measured from said bottom of the tank, and which is intended to be immersed in said liquefied gas contained in the tank.
  • At least one injector-mixer is configured to inject a flow of liquid gas in a direction which is inclined downwards by an angle b with respect to a horizontal plane.
  • Said angle b may be between 5 ° and 45 °, preferably 5 and 30 °, and more preferably between 5 and 20 °.
  • the angle b may be between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °.
  • said at least one injector-mixer is attached to a wall of said tank.
  • said tank comprises a vertical lateral longitudinal wall connected by a wall slanted to said tank ceiling, said at least one injector-mixer being fixed to a connecting zone of said vertical longitudinal wall to said sloping wall.
  • Said at least one injector-mixer can be attached to a thickened sheet and / or at least one wooden block of said connection zone.
  • This sheet may be part of a membrane of the tank and therefore be, as is the case of the membrane, in contact with the liquefied gas contained in the tank (in the presence of liquefied gas in the tank, or at least in the absence of leakage).
  • the block of wood can be located between this membrane and the hull of the ship.
  • the key principle sought is to be able to reinject liquefied gas, which is previously undercooled or not, into the liquid and not into the gaseous space contained in the tank.
  • reinjecting the majority of the cold power into the gaseous sky will have the effect of a significant pressure drop, and the cooling of the gaseous sky which will force the flow of heat returning to the upper part of the tank.
  • a significant portion of the liquefied gas reinjected into the gaseous sky would then be unnecessarily vaporized, which would limit the cold power supplied to the liquid. Especially since it will be distributed only on the free surface of the liquid, which would make diffusion kinetics slow.
  • the invention proposes to reinject the cold power directly into the liquid under the free surface in order to reduce the influence on the temperature and the gas head pressure. Moreover, injecting liquefied gas under the free surface makes it possible to create a mixing and stirring effect by varying the kinetics of the liquid at the outlet of the injector-mixer, its orientation, its elevation, etc.
  • the invention also relates to the case where the liquefied gas would not necessarily be subcooled before injection into the tank. The injection of liquefied gas would then have the essential function of mixing the liquefied gas contained in the tank.
  • the forced evaporation from the tank is much richer in nitrogen compared to the naturally evaporating liquid (because of the volatility of nitrogen with respect to methane).
  • the evaporated gas is liquefied by reliquefaction means and returned to the bottom of the tank.
  • the condensate is therefore much heavier than the surrounding liquefied gas (because it is richer in nitrogen, but also colder).
  • the nitrogen-rich liquid accumulates at the bottom of the tank.
  • the invention also relates to the case where the liquefied gas is overheated before injection into the tank.
  • the liquefied gas injected then has the essential function of being mixed with the liquefied gas contained in the tank. This is particularly useful for limiting the evaporation of said superheated liquefied gas, especially when it is discharged at the bottom of the tank.
  • Said superheated liquefied gas being warmer and therefore lighter than the surrounding liquefied gas (colder), this liquefied gas would evaporate without a mixing device, even while being injected at the bottom of the tank. Indeed, being lighter, it would rise in the surrounding liquid colder and heavier, until evaporating when its static pressure would become lower than its bubble pressure.
  • the use of a mixing device by venturi effect, suction, drive, etc. is particularly suitable for the injection of said superheated liquefied gas because it allows a dilution of at least 4 times.
  • This superheated liquefied gas is obtained by recondensation (i.e., mixing) pressurized evaporation gas with liquefied gas from a vessel.
  • the superheated liquefied gas is normally vaporized for injection into the onshore gas network.
  • the superheated liquefied gas can then be returned to the tank via the mixing device while limiting the natural evaporation of the gas stored in the tank. tank.
  • the evaporations generated by the injection into the tank of said superheated liquefied gas generate additional evaporations which add to the natural evaporations which must then be re-condensed to be reinjected into the tank. It This results in accelerated heating of the liquefied gas contained in the tanks and thus a faster increase in pressure compared with the use of a mixing device.
  • the injection of liquefied gas is here carried out by means of an injector-mixer which is configured to inject a flow of liquid gas and cause its mixing of the liquid in which it is injected by the venturi effect, suction, entrainment, etc.
  • the device according to the invention may comprise one or more of the following features, taken separately from one another or in combination with each other:
  • said at least one injector-mixer is situated as close as possible to a lateral longitudinal wall of said vessel; in the present application, the term “nearest” or “near”, a distance of less than one meter, and preferably less than or equal to 0.5 meter, or less,
  • said injection means comprise at least one horizontal row of injector (s) -mixer (s) which are configured to inject liquid gas streams in parallel or different directions,
  • said injection means comprise at least two horizontal rows of injector-mixers respectively disposed on and / or along two longitudinal lateral walls of said tank,
  • said gas injection means are connected by reliquefaction means to means for sampling boiling gases in said tank or in another tank,
  • said reliquefaction means are configured to recondense evaporation gas taken from said tank or into another tank and then pressurized, by heat exchange with liquefied gas taken from said tank or from another tank,
  • said gas injection means are connected by subcooling means to liquid gas sampling means in said tank or in another liquefied gas storage tank,
  • sampling means are configured to collect liquid gas in said lower zone
  • said sampling means comprise at least one pump and pipes located in said tank or in another tank and intended to be at least partially immersed in said liquefied gas
  • said pump is configured to have a variable flow rate or rotor speed
  • said tank is of the "all-filling" type and is configured to be filled at any level
  • said tank is of the "restricted filling" type and is configured to be filled only to 10% or less, or to 70% and more,
  • sampling means and said injection means are located in said tank and connected to each other by lines entirely in the tank,
  • the pipes extend at least in part substantially parallel to and close to a bottom wall of the tank, and preferably to at least one side wall of this tank,
  • pipes can extend in opposite directions along the bottom wall and to the side walls of the tank,
  • the pipes can be configured to match the specific shape of the bottom of the tank and in particular possible connecting chamfers between the bottom and side walls of the tank.
  • sampling means and said injection means are situated in line with a liquid dome of said tank, and preferably equip a pumping tower accessible by this liquid dome,
  • said at least one injector-mixer is connected to a column of liquid of said pumping tower, and supported by this column,
  • said injector-mixer comprises a main pipe for passing a main jet of liquid, and a secondary pipe for forced passage of a secondary jet of liquid by a venturi effect,
  • said injection means, or even said sampling means are positioned relative to one another and configured so as to they generate the effects of discharge and suction in the tank, these effects generating a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the tank.
  • the present invention further relates to a liquefied gas marine transport vessel, comprising at least one device as described above, this device being devoid of sub-cooling and reliquefaction means between said sampling and injection means, said tank being of the "all-filling" type and being configured to be filled at any level.
  • the present invention furthermore relates to a liquefied gas maritime transport vessel, comprising at least one device as described above, this device comprising sub-cooling and / or reliquefaction means between said sampling and injection means.
  • said tank being of the "all filling” or “restricted filling” type.
  • the present invention further relates to a liquefied gas marine transport vessel, comprising at least one device as described above, this device being devoid of sub-cooling and reliquefaction means between said sampling and injection means, said vessel being of the "restricted fill” type and being configured to be filled to only 10% and below, or 70% and more.
  • the present invention furthermore relates to a liquefied gas maritime transport vessel, comprising at least one device as described above, this device comprising sub-cooling and / or reliquefaction means between said sampling and injection means.
  • said tank being of the "restricted filling" type and being configured to be filled to only 10% and below, or 70% and more.
  • the one or more injection means are oriented upwards in order to generate discharge and suction effects in the tank and to generate a brewing cycle both for an almost empty tank ("ballast") and for a nearly full tank (“laden").
  • this configuration makes it possible to stir the liquid over most of the length of the tank. tank (angle sufficiently low, that is to say close to the horizontal), without dispersing the liquid in the gas space because it would cool the gas and thus increase heat transfer.
  • the present invention also relates to a method of injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above.
  • the injection in the lower zone, takes place when the "restricted filling" vat is filled to 10% or less.
  • the injection takes place when the tank "any filling" has any level of filling, the injection angle (in the lower zone) being identical regardless of this level and the injection rate being controlled according to this level.
  • the larger the volume of liquid in the tank the greater the injection flow rate.
  • the present invention also relates to a method for injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above, wherein the injection into the upper zone takes place when the "restricted filling" vessel is filled. at 70% or more.
  • the present invention also relates to a method of injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above, wherein the injection into the vessel is configured to prevent the rise of heated liquefied gas along the lateral longitudinal walls of this tank.
  • the present invention also relates to a method of injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above, wherein the liquefied gas injected has a lower temperature than the liquefied gas contained in said tank.
  • said injection means, or even said sampling means are controlled in such a way that they generate delivery and suction effects in the tank, these effects generating a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the tank. tank.
  • the brewing cycle is advantageously designed so that liquefied gas circulates substantially parallel to the liquid-gas interface in the tank, and close to this interface. This makes it possible to limit the risk of formation of a hot liquid layer at the interface, and thus of evaporation of the liquefied gas.
  • tank means any tank having an internal liquefied gas storage volume greater than 100 m 3 , and preferably greater than 1 000 m 3 , see 10 000 m 3 , see 20 000 m 3 ; and / or any tank configured to store liquefied gas at a temperature of -163 ° C or less,
  • - Tank type "all filling", a tank which is configured to store any volume of liquefied gas, which may for example represent 50% of its total internal volume;
  • a vessel of the FSRU Floating Storage Regasification Unit
  • ST Shore Tank
  • GBS Gravity Base Structure
  • LBV LA / G Bunker Vessel
  • LFS LNG Filled Ship
  • - "Restricted fill” type tank a tank that is configured to store a volume of 10% or less, and 70% or more, of liquefied gas; it is thus not designed to store an intermediate volume of liquefied gas, representing for example 50% of its total internal volume, in particular for safety reasons, which is the case of a LNG carrier that is likely to be subject to transport conditions during a trip that may cause wave movements of liquefied gas in the tank
  • a vessel of the LNGC type LNG carrier
  • any liquefied gas shipping unit such as a tanker, a bunker, etc.
  • reaction means or “means of recondensation”, means configured to cause the condensation of gas and therefore the transformation of this gas liquefied gas, the gas is generally BOG or NBOG; they may comprise, for example, gas compression means at temperature and pressure conditions permitting its condensation,
  • subcooling means configured to further cool liquefied gas, which is already generally at a temperature of -163 ° C. or even less, the sub-cooling allowing, for example, the temperature of the liquefied gas to be reduced; about 10 °; subcooling means comprise, for example, means for evaporating or vaporizing liquefied gas to generate refrigerating energy, and means for exchanging heat with liquefied gas so that the latter is cooled by this energy,
  • FIG. 1 is a schematic view in longitudinal section of a first embodiment of a liquefied gas storage device according to the invention
  • FIG. 2 is a diagrammatic cross-sectional view of the device of FIG. 1,
  • FIG. 3 is an enlarged view of part of FIG. 1,
  • FIG. 4 is a schematic view in longitudinal section of a second embodiment of a liquefied gas storage device according to the invention.
  • FIG. 5 is a diagrammatic cross-sectional view of the device of FIG. 4,
  • FIG. 6 is an enlarged view of part of FIG. 4,
  • FIG. 7 is a diagrammatic perspective view in section of a liquefied gas storage tank
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of a wall connection zone of a tank, such as that of FIG. 7,
  • FIGS. 9 and 10 are very partial schematic views of vessels having different geometries
  • FIGS 11 and 12 are very schematic sectional views of alternative embodiments of the device according to the invention, Figure 9 showing a sectional view of the middle of this device, and Figure 10 showing a sectional view of each end longitudinal of this device,
  • FIG. 13 is a very schematic view from above of an alternative embodiment of the device according to the invention.
  • FIGS. 14 to 26 are very schematic cross-sectional views of alternative embodiments of the device according to the invention.
  • FIGS. 27 and 28 are diagrammatic views, respectively in section and in perspective, of an exemplary embodiment of an injector-mixer
  • FIG. 29 is a block diagram illustrating several embodiments of a ship and a method according to the invention
  • Figures 30 and 31 are views similar to that of Figure 4 and show a same tank which is respectively "ballast” and therefore filled with a liquid heel, and "laden” and is almost completely filled.
  • a liquefied gas storage tank LNG
  • the temperature and the pressure in a liquefied gas storage tank can be controlled to control in particular the production of NBOG in the tank.
  • a liquefied gas storage device in particular for a liquefied gas shipping vessel, generally comprises:
  • the gaseous sky is cooled by sub-cooled LNG spray booms.
  • LNG is taken by the sampling means, is undercooled by subcooling means, and is then injected by the ramps (injection means) at the top of the tank.
  • Spraying can directly impact the temperature and pressure of the gaseous sky by maximizing the exchange surface between the droplets and the gas in order to condense it.
  • two spray bars are classically available and identical: they are generally used simultaneously to achieve the initial cold setting, while a single ramp allows the normal cooling cold (ballast) before loading.
  • the sub-cooled LNG is sprayed mainly on the liquid-gas interface, which is unsuitable if one wishes to impact the temperature of the liquid over the entire height of the tank and therefore all the volume of liquid.
  • the temperature of the gaseous sky including the ceiling
  • the thermal flow through the insulation from the outside is therefore increased.
  • the gaseous sky is stratified in temperature significantly (warmer gas concentrates at the top and colder gas concentrates at the bottom), which reduces evaporation, and therefore the cold power needed to control the pressure and temperature in the tank.
  • subcooling means are used in case of ballast while the gaseous sky has warmed, besides increasing the heat flow, the sub-cooled liquid spray could have the effect of increasing the tank pressure, because the dispersed LNG would evaporate by cooling the insulator of the heated tank.
  • the ideal would be to re-inject sub-cooled LNG into the tank.
  • the subcooled LNG would be directly returned to the tank without being mixed with the LNG already present in the tank.
  • the LNG sub-cooled by about 10 ° would be heavier than the LNG of the tank and would have trouble mixing with it.
  • the sub-cooled LNG is reinjected at the bottom of the tank, it would concentrate at the bottom of the tank and it could be directly re-sampled by the aforementioned sampling means, which would adversely affect the efficiency of subcooling.
  • the gas injection means comprise at least one injector-mixer 10 which is situated in an upper zone of the tank 12 extending between 60 and 100% of the height of the tank measured from the bottom of the tank 14.
  • the height of the tank 12 is measured between the bottom of the tank 14 and the tank ceiling 16.
  • the reference 18 designates the liquid-gas interface or the free surface of the liquefied gas in the tank, the liquid formed by the liquefied gas being heavier and therefore under the gaseous sky which is formed by natural evaporation of the liquefied gas.
  • the liquefied gas storage device comprises gas sampling means, here in liquid form.
  • the sampling means here comprise a pump 20 immersed in the liquefied gas and preferably located at the bottom of the tank.
  • the liquefied gas can be taken and injected into the same tank, or into a different tank.
  • the pump 20 is connected to the injector-mixer 10, directly or via subcooling means 22.
  • the subcooling means may be configured to reduce the temperature of the liquefied gas taken by the pump, about 10 °.
  • the tank 12 may be of the "all filling" type or the "restricted filling” type. In both cases, when it is filled with liquefied gas (and does not include a liquefied gas heel at the bottom of the tank), it is filled to at least 70% of its volume. In practice, it is filled to a volume of 95% or more, and preferably 98.5%.
  • the injector-mixer 10 is positioned and designed to inject liquefied gas taken (and possibly subcooled) under the interface 18, so that the flow of liquefied gas mixes the liquefied gas contained in the tank 12.
  • the injector-mixer 10 is configured to inject a stream of liquefied gas in a direction which is inclined downwards by an angle b with respect to a horizontal plane (FIG. 3).
  • the angle b is for example between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °. This makes it possible to facilitate the mixing of the liquefied gas in the tank over substantially the entire height of the liquefied gas and over as large a distance as possible, as is schematically represented by the arrows in FIG.
  • the (s) injector (s) - Mixer (s) may (advantageously) be attached to the pumping tower.
  • the vessel 12 has a parallelepipedal and elongate overall shape, but can also be chamfered, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the vessel 12 comprises a rear longitudinal end 12a and a longitudinal end before 12b, the rear and front terms referencing at the stern and the front of the transport vessel and at its direction of movement.
  • the tank further comprises lateral longitudinal walls 12c.
  • the pump 20 and the injector-mixer 10 are located at the rear end 12a of the tank 12.
  • the injector-mixer 10 is configured to inject a stream of liquefied gas forward so as to promote a good mixture of the liquefied gas in the tank.
  • the liquefied gas injected would be undercooled, it would be colder and therefore heavier than the one in which it is injected, which justifies the positioning in the upper part of the tank slightly below the surface and weakly downwards. and a relatively small angle b to mix the front of the tank as much as possible.
  • This makes it possible to limit the recirculation of liquefied gas undercooled to the pump 20, and the watering of the tank wall opposite to the injector-mixer 10.
  • the injection at the top of the tank further favors mixing.
  • the pump 20 and the injector-mixer 10 may be located substantially in line with a "liquid dome" of the tank, schematically represented by the capital letters LD (acronym for the English Liquid Dome).
  • LD acronym for the English Liquid Dome
  • the pump 20 and the injector-mixer 10 can be connected to vertical pipes of a "pump tower", known as "pump tower”. These pipes can then support the injector 10.
  • FIG. 7 shows a more specific example of the general shape of a tank 12 for storing liquefied gas.
  • This tank comprises a vertical longitudinal wall 12c which is vertical, and which is connected by walls 12d, 12e obliquely, respectively to the tank ceiling 16 at the bottom of the tank 14.
  • the dimensions of the walls 12c, 12d and 12e are variable, as shown diagrammatically in FIGS. 9 and 10.
  • reference H denotes the tank height evoked above, and measured between the bottom of the tank 14 and the tank ceiling 16. H is for example greater than or equal to 15m, and maybe 27m for example.
  • the tank 12 is generally of the membrane type, that is to say that its walls 12c, 12d and 12e and its bottom 14 are formed by a succession of layers comprising, for example, from the interior of the tank towards the outside, a sheet metal membrane, an insulator, a sheet metal membrane, an insulation and then the hull of the ship.
  • the vessel is reinforced by structures comprising wood blocks 30 and metal reinforcements 32 made of sheet metal which is thickened by compared to the sheet used for membranes.
  • Reinforcements 32 may form part of the membrane of the tank which is in contact with the liquefied gas contained in the tank.
  • the tank may comprise a single membrane and the reinforcements 32 then form part of this membrane, or the tank comprises two membranes, primary and secondary, respectively, between which an insulating layer is arranged, and the reinforcements 32 then form part of the primary layer. and are therefore intended to be in contact with the liquefied gas.
  • the block of wood 30 may be located between the membrane (primary) of the tank and the hull of the ship.
  • the injector-mixer 10 of the device can be fixed to the tank 12 in such a connecting zone, such as that between the side wall 12c and the bias wall 12d, as is schematically represented in FIGS. 9 and 10.
  • the injector-mixer 10 is positioned so that it can cause a mixture of an optimum volume of liquefied gas in the tank.
  • the power of the injector-mixer that is to say the flow of liquid flow that it can deliver, depends in particular on the power of the pump 20.
  • this pump is the one already equipping the tank and in particular the aforementioned pumping tower and therefore has a limited power, for example less than or equal to 100m 3 / h, and for example less than or equal to 60m 3 / h.
  • the pump could be of the speed type and therefore of variable flow rate. This allows in particular to adapt the power of the pump and therefore the flow rate of the liquid flow injected by the injector-mixer to the volume of liquefied gas in the tank and therefore to the filling level of the tank.
  • the injector-mixers are advantageously positioned close to the walls.
  • vertical of the tank because one of the objectives is to prevent the rise of LNG warmed by the vertical walls.
  • the LNG in the tank is warmed near the vertical walls. Becoming hotter than the surrounding LNG, it becomes lighter and rises along the vertical walls.
  • Figure 13 which is a top view of a tank, the annular space inside the tank, in contact with the vertical walls is the place of the lifts of heated LNG.
  • the heated LNG reaches the surface and forms a warmer liquid layer on the surface, which evaporates preferentially, and this despite deep LNG being colder than surface LNG.
  • This evaporation increases the pressure in the tank.
  • the positioning of the injector (s) - mixer (s) in the liquid in the upper part thus prevents the rise of the heated liquid and the formation of the hot liquid layer on the surface.
  • FIG. 13 represents an example of tank 12 equipped with several injector-mixers 10 which are divided into two horizontal rows respectively on the two longitudinal sides of the tank.
  • This tank is seen from above, the reference LD designating the liquid dome and the reference GD designating the gas dome of the tank.
  • the line T1 represents the connection zone between the bias wall 12d and the tank ceiling 16, and the line T2 represents the connection zone between this bias wall 12 and the side wall 12c. Injectors-mixers 10 are evenly distributed over this area, along the tank.
  • Injector-mixers 10 of a tank or row may have similar or different orientations.
  • the two injector-mixers 10 located at the longitudinal ends of the tank on each row are oriented towards the bottom of the tank, of a bhi ⁇ h angle, for example between 0 and 45 ° ( Figure 12), preferably between 0 ° and 30 °, and more preferably between 5 ° and 15 °.
  • This angle makes it possible to mix the most liquefied gas close to the vertical transverse wall because it is close to the vertical surfaces that the liquefied gas heats up and rises towards the surface to form the hot liquid layer which one wishes to avoid formation.
  • the other injector-mixers located between those located at the longitudinal ends of the tank of each row, are oriented towards the bottom of the tank, an angle max, which is greater than bhi ⁇ h, and for example between 45 and 90 °, of preferably between 70 ° and 90 °, and more preferably between 80 ° and 85 ° ( Figure 11).
  • the angle b it is preferable to control the angle b so as to mix the minimum amount of liquefied gas in the tank, and the maximum liquefied gas in contact with the vertical walls. If the angle is too small and the injector-mixers inject liquefied gas directly towards the center of the tank, the risk is to mix a large central volume of liquified gas tank, schematically designated by the reference V. Or, mix a large volume of liquefied gas requires significant pumping power, which would have unwanted effect of warming the liquefied gas and therefore to increase the pressure of the tank more quickly.
  • the surface liquid layer is sucked and discharged in depth to mix with the cargo.
  • the inclination of the injector-mixers 10 downwards makes it possible to suck up this liquid surface layer and to mix a small volume.
  • the injector-mixers located at the front and the rear of the tank are oriented towards the center of the tank to prevent the rise of LNG heated by the vertical walls front and rear.
  • FIG. 14 illustrates a case where the injector-mixers are oriented towards the top of the tank and do not make it possible to mix a lower volume of liquefied gas contained in the tank.
  • the liquid stratum is effectively broken because of the proximity of the injector-mixers with the surface, which advantageously makes it possible to reduce the power necessary for the renewal of this liquid surface layer, but the low pumping power may still warm the LNG which remains in the upper part of the tank.
  • the position of the injector-mixers is advantageously made possible due to the presence of the reinforced angle (connection zone described above) between the vertical wall and the upper oblique wall.
  • the injector-mixers are oriented towards the top of the tank, of an angle max, which is greater than bhi ⁇ h, and for example between 0 and 60 °, preferably 0 ° and 30 °, and more preferably 15 ° and 30 ° ( Figure 14).
  • Figures 15 and 16 illustrate other cases where the injector-mixer of a first lateral row, and the injector-mixer of the second lateral row and located opposite the injector-mixer of the first row, n do not have the same orientations.
  • the liquid stratum is effectively broken due to the proximity of the injector-mixers to the surface, which advantageously makes it possible to reduce the power necessary for the renewal of this liquid surface layer, but the low power of pumping may still warm the LNG remaining in the upper part of the tank.
  • a first upwardly directed injector-mixer manifold delivers liquefied gas to the second laterally oriented and horizontally oriented second injector-mixer manifold which delivers it to the first injector-mixer manifold.
  • the first injector-mixers are oriented towards the top of the tank, of an angle max, which is greater than bhi ⁇ h, and for example between 0 and 60 °, preferably between 15 ° and 60 °, and more preferably between 30 ° and 45 ° ( Figure 15).
  • the second injector-mixers are oriented towards the bottom of the tank, of an angle max, which is greater than bhi ⁇ h, and for example between 0 and 30 °, and preferably between 0 ° and 15 ° ( Figure 15).
  • the mixed volume seems weak. The two ramps working together promotes a lower mix power.
  • FIG. 16 the particularity with respect to the case of FIG.
  • Injectors-mixers 10 having different orientations can however be associated with each other so that the entire volume of liquefied gas stored in a tank is effectively mixed and therefore impacted by the liquefied gas injected into the tank.
  • FIGS. 17 to 20 illustrate several possibilities of feeding injectors-mixers.
  • Figure 17 illustrates the case where the rows of the two sides are fed in parallel.
  • Figure 18 illustrates the case where the rows of the two sides are independently powered.
  • FIG. 19 illustrates the case where the tank comprises one or more rows, the supply lines of which pass through a wall of the tank
  • FIG. 20 illustrates the case where the tank comprises one or more rows of which the pipes feed 34 do not cross wall of the tank.
  • the lines 34 are then housed, with the pump and the injector-mixers, in the tank, so as to have a completely autonomous system.
  • the code may require the tank to be isolated in the event of damage to the vessel or part of the vessel, and the mixing system would no longer be operational if the tank was isolated.
  • FIGS. 4 to 6 illustrate another aspect of the invention in which the gas injection means comprise at least one injector-mixer 10 which is located in a lower zone of the tank 12 extending between 0 and 25% the height of the tank measured from the bottom of the tank 14.
  • the liquefied gas storage device comprises gas sampling means, here in liquid form.
  • the sampling means here comprise a pump 20 immersed in the liquefied gas and preferably located at the bottom of the tank.
  • the liquefied gas can be taken and injected into the same tank, or into a different tank.
  • the pump 20 is connected to the injector-mixer 10, directly or via subcooling means 22.
  • the sub-cooling means are for example of the aforementioned type.
  • the subcooling means may be configured to decrease the temperature of the liquefied gas taken by the pump by about 10 ° C.
  • the tank 12 may be of the "all filling" type or the "restricted filling” type. In both cases, it can be filled with a heel of liquefied gas at the bottom of the tank, representing at most 10% of the total internal volume of the tank. In the case of a full-fill tank, this tank may comprise any volume of liquefied gas.
  • the injector-mixer 10 is positioned and designed to inject liquefied gas taken (and possibly subcooled) under the interface 18, so that the flow of liquefied gas mixes the liquefied gas contained in the tank 12.
  • Injection and mixing of liquefied gas in the heel of a tank allows to limit the evaporation of the heel and keep it cold for cooling before loading, without cooling the atmosphere of the tank. Keeping a cold liquid heel helps reduce excess gas at the beginning of loading.
  • the injection and the mixing of liquefied gas in a larger volume of a tank limits the risk of temperature stratification of the liquefied gas in the tank. It is preferable to ensure that the kinetics of mixing and the orientation of the liquid flow make it possible to ensure sufficient mixing in the direction of the height of the tank. Indeed, the gaseous sky naturally tends to stratify in temperature when there is less evaporation. That is to say that the hot gas accumulates at the level of the ceiling because it is lighter, which greatly reduces the heat flow coming from the outside. Cooling the tank atmosphere (via a return via spray bars) would therefore increase heat flow and would therefore require the use of subcooling at higher capacity to compensate for heat flow, which would represent a loss of energy. and therefore liquefied gas.
  • the injector-mixer 10 is configured to inject a stream of liquefied gas in a direction which is inclined upwards by an angle ⁇ with respect to a horizontal plane (FIG. 6).
  • the angle a is for example between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °.
  • FIGS. 4, 6, 21 to 24, 30 and 31 which illustrate tanks where the injection device is positioned at the bottom of the tank, it is preferable to control the angle a so that the device mix either use in ballast case (FIGS. 4, 23 and 24 and 30) as well as laden case (FIGS. 21, 22 and 30).
  • ballast (almost empty tank)
  • this configuration makes it possible to stir the liquid on the majority of the length of the tank (large distance via a sufficiently weak angle, that is to say close to the horizontal).
  • An excessive angle (that is to say close to the vertical) could disperse the liquid in the gas space, which would cool the gas and thus increase heat transfer.
  • an excessive angle would also generate an accumulation of the injected liquid close to the injector and the sampling means and make it possible to re-take the liquid injected to the sub-cooling means. cooling; the risk is to freeze the subcooled liquid.
  • a sufficiently large angle that is to say close to the vertical
  • An angle too low that is to say close to the horizontal
  • a too small angle would generate an accumulation of the liquid injected at the bottom of the tank and close to the sampling means and make possible a re-sampling of the injected liquid to the means of sub-cooling. cooling; the risk is to freeze the subcooled liquid. The risk is also to suddenly depressurize the tank in the event of homogenization of the subcooled liquid that would have accumulated at the bottom of the tank, with possible opening of the safety valves if the pressure drops below the atmosphere.
  • the injected flow can be advantageously controlled depending on the height of the liquid in the tank.
  • the flow rate can be reduced so as to limit the power consumed by the sampling means and not to disperse the liquid in the gas space (which would cool the gas and therefore increase heat transfer).
  • the flow rate can be increased so as to stir the liquid over most of the height of the tank, in order to reach the surface and thus avoid the formation of a hot liquid layer on the surface.
  • This flow control can be realized of several kinds, for example by a speed variator of the sampling means or by a set of control valves.
  • the vessel 12 has a generally parallelepipedal and elongated shape, and can be chamfered as can be seen in FIGS. 4 and 5.
  • the vessel 12 comprises a rear longitudinal end 12a and a longitudinal end 12b before.
  • the pump 20 and the injector-mixer 10 are located at the rear end 12a of the tank 12. They can be located substantially to the right of the liquid dome of the tank. In this case, the pump 20 and the injector-mixer 10 can be connected to vertical pipes of the pumping tower. These pipes can then support the injector 10.
  • the injector-mixer 10 is positioned so that it can cause a mixture of an optimum volume of liquefied gas in the tank.
  • the power of the injector-mixer that is to say the flow of liquid flow that it can deliver, depends in particular on the power of the pump 20.
  • this pump is the one already equipping the tank and in particular the pumping tower and therefore has a limited power, for example less than or equal to 100m 3 / h, and for example less than or equal to 60m 3 / h.
  • the pump could be of the speed type and therefore of variable flow rate. This allows in particular to adapt the power of the pump and therefore the flow rate of the liquid flow injected by the injector-mixer to the volume of liquefied gas in the tank and therefore to the filling level of the tank.
  • FIGS. 21 to 24 which illustrate all filling or restricted filling vessels
  • Downwardly directed injector-mixers may be combined in the same vessel with upwardly directed injector-mixers ( Figures 11 -13 and 24).
  • Injectors-mixers with different orientations can thus be associated with each other so that the entire volume of liquefied gas stored in a tank is efficiently mixed and thus impacted by the liquefied gas injected into the tank.
  • the orientations and the number of the injector-mixers 10 are therefore chosen to promote a good mixture of the liquefied gas in the tank, limit the recirculation of liquefied gas undercooled to the pump, and slightly upwards to limit the accumulation of gas subcooled which is heavier (stratification in temperature of the liquid if the tank is filled).
  • the injection closer to the bottom of the tank allows the liquefied gas injected to remain in the liquid with low filling, to minimize the cooling of the sky gas (at worst, the injection will cause a deformation of the free surface of the gas liquefied at the interface), and not to suck gas by venturi effect for example.
  • FIGS. 21 to 24 show that the liquid collection means (pump 20) can be connected to the injector-mixers 10 via lines 34, and the assembly (including the lines 34) is situated inside the the tank, which avoids having wall penetrations likely to cause sealing problems.
  • the pipes extend at least partly substantially parallel and close to the bottom wall of the tank, and preferably to at least one side wall of the tank.
  • the pipes can extend in opposite directions along the bottom wall and to the side walls of the tank.
  • the pipes can be configured to match the specific shape of the bottom of the tank and in particular that of the connecting bevels between the bottom and side walls of the tank.
  • an injector (s) - mixer (s) at the top of the tank is combined with another ramp in the lower part so that they can work together. That in the upper part displaces the surface liquid in order to prevent the formation of a hot liquid layer on the surface towards the injectors positioned at the bottom of the tank.
  • the aspirated liquid is the one in contact with the vertical wall to return it to the first inlet manifold. This forced circulation of the liquid around the vertical walls and the surface makes it possible to prevent the formation of a liquid layer (because the liquid surface layer consists of heated LNG through the vertical walls).
  • an injector (s) - mixer (s) in the upper part of the tank is combined with another ramp in the lower part so that they can work together. That in the upper part forces the surface liquid towards the bottom to prevent the formation of a hot liquid layer on the surface towards the injectors positioned at the bottom of the tank.
  • This forced circulation of the liquid around the vertical walls and the surface makes it possible to prevent the formation of a liquid layer (because the liquid surface layer consists of heated LNG through the vertical walls).
  • the angle of the ejectors makes it possible to effectively renew the liquid in contact with the vertical walls.
  • the two aspects of the invention can be combined so that one tank can be equipped with several injector-mixers so some are oriented upwards and others down.
  • the injector-mixers may also be oriented more to the right or more to the left, that is to say more towards the front or more towards the rear of the ship in the case where the injector-mixers are located on the longitudinal sides of the ship.
  • FIGS 1, 11-12 and 14-26 illustrate another advantage of the invention.
  • the injector-mixers 10, and possibly the pumps 20, are positioned relative to each other and configured so as to generate both suction effects in the tank and discharge effects in the tank. These suction and discharge effects cause a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the vessel, which is illustrated by the arrows forming closed loops.
  • the injector-mixers 10 can alone generate a discharge effect by liquefied gas injection and suction effect due to the depression created in the injection zone. It will further be understood that the pumps 20 can generate a suction effect.
  • the brewing cycle is advantageously designed so that liquefied gas circulates substantially parallel to the liquid-gas interface in the tank, and close to this interface. This makes it possible to limit the risk of formation of a hot liquid layer at the interface, and thus of evaporation of the liquefied gas.
  • the injection at the bottom and at the level of the side walls of the tank directly cause the upflow of liquefied gas downwards along these walls, and indirectly (by induced effect) the suction of gas liquefied from the center of the tank to the walls and in particular to the injectors-mixers.
  • the effects noted are opposite in Figure 14.
  • the injection upwards and at the side walls of the tank directly cause the upflow of liquefied gas upwards, and indirectly the suction of liquefied gas from the center of the tank towards the walls and in particular towards the injectors-mixers.
  • the injector-mixers located on one side of the tank, on the left in the drawings are oriented upwards and deliver liquefied gas to the injectors-mixers situated on the opposite side, which are they face downwards and deliver liquefied gas to the other injectors-mixers.
  • the delivery of liquefied gas at the outlet of the injector-mixers creates depressions at the injector-mixers which attract the liquefied gas discharged by the other injectors-mixers, hence the notion of closed loop and thus of brewing cycle.
  • the stirring cycles induced by the injector-mixers situated on one side of the tank may be symmetrical or different from those generated by the injector-mixers located on the other side of the tank. tank.
  • the pump 20 is immersed, it itself generates a suction effect in the tank which actively participates in the creation of the brewing cycle.
  • the pump can be located in the center of the tank and generate a suction effect which, combined with the discharge effects of the injector-mixers located on the sides of the tank, can induce a unique brewing cycle in the tank (FIGS. 24-26) or separate brewing cycles on both sides of the tank ( Figures 21 and 23).
  • FIGS. 27 and 28 show a particular example of injector-mixer 10.
  • This injector-mixer 10 comprises a main pipe 40 for the passage of a main jet 42 of liquid, and a secondary pipe 44 coaxial with the main pipe 40 for the forced passage of a secondary jet 46 of liquid by venturi effect at the outlet of the main pipe 40.
  • the jets 42, 46 are then mixed in the secondary pipe 44 and these jets will then mix with the liquefied gas 48 in which they are injected at the outlet of the secondary pipe 44.
  • An example of the relationship between the flows of the different jets is:
  • o main jet 42 1 part, for example 25m 3 / h,
  • o secondary jet 46 3 parts, for example 75m 3 / h,
  • This example shows the efficiency of a venturi injector-mixer, which allows a dilution by four of the subcooled liquid flow (without considering the induced flow). It also allows a mixture of the liquefied gas undercooled and limits the risk of accumulation (stratification) in the lower part of the tank, and the greater drag effect with a less dense fluid and less viscous than the water.
  • variable flow pump or a more powerful pump would increase the flow of the main jet but also the unloading speed and therefore the range of the jet. Nevertheless, it would be counterproductive to excessively increase this flow because a more powerful pump would generate more heat which would increase evaporations in the tank (for example, the purpose of the subcooler is to cool).
  • Each pressure drop bar between the main jet and the secondary jet can for example increase the range of the jet by about five meters.
  • FIG. 29 illustrates and summarizes several examples of application of the various aspects of the invention.
  • the invention therefore consists of one or more injector-mixer ramps located in the liquid closest to the liquid-gas interface.
  • the injectors-mixers are at the top of the tank, in the liquid, close to the interface because the objective is to renew the hot liquid layer at the interface. This positioning is therefore the most effective to reach the surface given a high tank height (up to 27m on LNG carriers).
  • a distribution and orientation of the injectors-mixers can make it possible not to mix the core of the liquid and thus to reduce the power of mixing (because not participating in the formation warm liquid layer), as in the above.
  • the pump can be of variable flow type in order to reduce the power and therefore the heat input generated by the mixture (and therefore to increase the rise time by pressure).
  • the device comprises injectors-mixers positioned at the bottom of the tank and oriented upwards.
  • the pump is ideally controlled so that the injector-mixer flow and supply pressure are adjusted as the surface approaches the mixers (ie, the LNG level drops in the tank). This makes it possible to limit the cooling of the gaseous sky and to avoid watering the gas because of a jet that is too powerful. What's more, if the pump is variably controlled, this control can increase the pressure rise time and reduce the heating of the pump.
  • the key principle sought is to be able to reinject the cold power (transported by the sub-cooled LNG) into the liquid and not into the gaseous sky.
  • the invention proposes to reinject the cold power directly into the liquid under the free surface in order to reduce the influence on temperature and the pressure of the gaseous sky.
  • injecting under the free surface will create a mixing effect and stir by playing on the kinetics of the liquid at the exit of the return line, its orientation, its elevation etc.
  • B-1 When the tank is full: The tank is loaded (after loading and before unloading). Injection and mixing at the top of the tank promotes a good mix of the sub-cooled LNG with stored LNG. In fact, the injected LNG is colder and therefore heavier than the surrounding one, which justifies the positioning in the upper part of the tank slightly below the surface and slightly downwards with a relatively low angle ⁇ to mix the front as much as possible. of the tank. Alternatively or additional feature, the injection of LNG could take place through the spray booms, so in the sky gas.
  • the gaseous sky has a natural tendency to stratify in temperature, the less evaporation occurs. That is to say that the hot gas accumulates at the level of the tank ceiling because it is lighter, which greatly reduces the heat flow coming from the outside. Cooling the atmosphere of the tank (via the spray bars) would therefore increase the heat flow and would therefore require the use of subcooling means with greater capacity to compensate for the flow, which would generate energy losses and therefore of LNG.
  • the simple dumping of LNG at the bottom of the tank, without mixing, may cause aspiration of the sub-cooled LNG, which would require the shutdown of the sub-cooling means. Cooling the cold liquid heel helps reduce excess gas at the start of loading.
  • this injection system bottom tank can also be used when the tank is full (or almost) in the case where the angle has injectors is judiciously chosen.
  • FIGS. 4, 6, 21 to 24, 30 and 31 which illustrate tanks where the injection means are positioned at the bottom of the tank, it is preferable to control the angle so that these means of injection and therefore mixing are used in ballast case ( Figures 4, 23 and 24, and 30) and laden case ( Figures 21 and 22 and 31).
  • ballast (almost empty tank)
  • this configuration makes it possible to stir the liquid on the majority of the length of the tank (large distance via a sufficiently weak angle, that is to say close to the horizontal).
  • a too large angle (that is to say close to the vertical) could disperse the liquid in the gas space which would cool the gas and thus increase the heat transfer.
  • an excessive angle would also generate an accumulation of the injected liquid close to the injector and the sampling means and make it possible to re-take the liquid injected to the sub-cooling means. cooling; the risk is to freeze the subcooled liquid.
  • a sufficiently large angle that is to say close to the vertical
  • An angle too low that is to say close to the horizontal
  • a too small angle would generate an accumulation of the liquid injected at the bottom of the tank and close to the sampling means and make it possible to re-sample the liquid injected to the means of subcooling; the risk is to freeze the subcooled liquid.
  • the risk is also to suddenly depressurise the tank in case of homogenization of the subcooled liquid that would have accumulated at the bottom of the tank, with possible opening of the safety valves if the pressure drops below the atmosphere.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas carrier or for a land-based facility, comprising: - at least one liquefied gas storage tank (12) that has a tank bottom and a tank ceiling which together define a tank height, - means (20) for drawing off gas, in liquid and/or gaseous form, in said tank, and - means (10) for injecting gas in liquid form into said tank, which means are connected to the gas draw-off means, characterized in that the gas injection means comprise at least one injector-mixer (10) which is located in a lower zone of the tank extending between 0 and 25% of the tank height measured from the tank bottom, and/or in an upper zone of the tank extending between 75% and 100% of the tank height measured from the tank bottom, and which is intended to be immersed in said liquefied gas contained in the tank.

Description

DISPOSITIF DE STOCKAGE DE GAZ LIQUEFIE  DEVICE FOR STORING LIQUEFIED GAS
DOMAINE TECHNIQUE TECHNICAL AREA
L’invention concerne notamment un dispositif de stockage de gaz liquéfié, en particulier pour un navire de transport maritime de gaz liquéfié ou pour une installation terrestre.  The invention relates in particular to a liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for a land installation.
ETAT DE L’ART STATE OF THE ART
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 -160°C à la pression atmosphérique. Le gaz liquéfié est ensuite chargé dans des navires de transport maritime, tels que des navires méthaniers et des navires de soutage.  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 -160 ° C at atmospheric pressure. The liquefied gas is then loaded into shipping vessels, such as LNG tankers and bunkering vessels.
Afin de limiter l'évaporation du gaz liquéfié contenu dans une cuve d’un navire, il est connu de le stocker sous pression dans cette cuve de manière à se déplacer sur la courbe d'équilibre liquide-vapeur du gaz liquéfié considéré, augmentant ainsi sa température de vaporisation. Le gaz liquéfié peut ainsi être stocké à des températures plus importantes ce qui a pour effet de limiter l'évaporation du gaz.  In order to limit the evaporation of the liquefied gas contained in a vessel of a vessel, it is known to store it under pressure in this vessel so as to move on the liquid-vapor equilibrium curve of the liquefied gas considered, thus increasing its vaporization temperature. The liquefied gas can thus be stored at higher temperatures which has the effect of limiting evaporation of the gas.
L’évaporation naturelle du gaz est toutefois inévitable, ce phénomène étant appelé NBOG qui est l’acronyme de l’anglais Natural Boil-Off Gas (par opposition à l’évaporation forcée de gaz ou FBOG, acronyme de l’anglais Forced Boil-Off Gas). Le gaz qui s’évapore naturellement dans la cuve d’un navire est en général utilisé pour alimenter une installation de production d'énergie du navire, qui 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.  The natural evaporation of gas is however inevitable, this phenomenon being called NBOG which is the acronym for English Natural Boil-Off Gas (as opposed to the forced evaporation of gas or FBOG, acronym for the English Forced Boil- Off Gas). The naturally evaporating gas in a vessel's vessel is generally used to power a ship's power plant, which is designed to meet the energy requirements of the ship's operation, including the propulsion of the ship and / or the production of electricity for on-board equipment.
Dans la technique actuelle, le perfectionnement des cuves sont tels que les taux d’évaporation naturelle (BOR - acronyme du Boil-Off Rate) des gaz liquéfiés sont de plus en plus faibles, alors que les machines d’un navire sont de plus en plus performantes. Ceci a pour conséquence, que l’écart est très important entre la quantité de gaz naturellement produite par évaporation et celle demandée par l’installation d’un navire. L’excédent de gaz est particulièrement important lorsque la consommation du navire est faible, c’est- à-dire par exemple lorsque le navire ralenti, est en phase d’attente, ou en situation d’avarie telle que des équipements de traitement ou de consommation de gaz ne sont plus disponibles. In the current technique, the improvement of the tanks are such that the rates of natural evaporation (BOR - acronym Boil-Off Rate) of liquefied gases are becoming lower, while the machines of a ship are becoming more efficient. This has the consequence that the gap is very between the amount of natural gas produced by evaporation and that demanded by the installation of a ship. The excess gas is particularly important when the consumption of the ship is low, that is to say for example when the ship is idling, is in the waiting phase, or in damage situation such as treatment equipment or gas consumption are no longer available.
L’excédent de gaz d’évaporation produit naturellement (NBOG) est alors recondensé et réinjecté dans la cuve. On utilise pour cela des moyens de re-liquéfaction ou de re-condensation, qui transforment le NBOG en gaz liquéfié qui est ensuite réinjecté dans la cuve.  The excess of evaporation gas produced naturally (NBOG) is then recondensed and reinjected into the tank. For this purpose, re-liquefaction or re-condensation means are used, which transform the NBOG into a liquefied gas which is then reinjected into the tank.
Il est en outre possible de diminuer la production de NBOG en diminuant la température du ciel gazeux contenu dans la cuve au-dessus de l’interface liquide-gaz dans la cuve. Pour cela, il est possible de prélever du gaz liquéfié, de le refroidir (ou de le sous-refroidir car il est déjà très froid), puis de le réinjecter dans la cuve par l’intermédiaire de rampes de pulvérisation de gaz liquéfié dans le ciel gazeux.  It is also possible to reduce the production of NBOG by decreasing the temperature of the gaseous sky contained in the tank above the liquid-gas interface in the tank. For this, it is possible to take liquefied gas, to cool (or to sub-cool it because it is already very cold), then to reinject it into the tank via liquefied gas spray bars in the tank. gaseous sky.
Ceci permet de contrôler la pression dans la cuve en re-condensant du BOG dans le ciel gazeux (premier objectif). Ceci permet également de contrôler la température du gaz liquéfié afin de livrer du GNL "froid" (second objectif). En effet, dans le cadre d’un méthanier ou d’un navire de soutage, une température maximale de GNL à livrer peut-être requise par le terminal ou navire de réception.  This makes it possible to control the pressure in the tank by re-condensing BOG in the gaseous sky (first objective). This also makes it possible to control the temperature of the liquefied gas in order to deliver "cold" LNG (second objective). Indeed, in the context of a LNG carrier or a bunkering vessel, a maximum temperature of LNG to be delivered may be required by the terminal or receiving vessel.
Le premier objectif répond principalement à l'opération de transfert de GNL entre plusieurs stockages d’une même installation et/ou entre plusieurs stockages de plusieurs installations, afin de condenser l'excédent de gaz généré pendant l'opération de transfert de GNL, et ceci afin d'effectuer le transfert dans un temps imparti. Le premier objectif peut aussi répondre au besoin d'une cuve chargée ou presque vide (si le but est de contrôler la pression).  The first objective mainly responds to the LNG transfer operation between several storages of the same installation and / or between several storages of several installations, in order to condense the surplus gas generated during the LNG transfer operation, and this in order to make the transfer in a given time. The first objective can also meet the need for a full or almost empty tank (if the goal is to control the pressure).
Le second objectif répond à la demande du navire souté de réceptionner du GNL relativement froid afin de conserver une marge de sécurité par rapport aux soupapes de sécurité. Après l'opération de chargement du souteur, l'affréteur souhaitera donc conserver sa cargaison la plus froide possible, voir même refroidir sa cargaison afin de respecter son contrat avec le navire propulsé au GNL. Il utilisera donc son équipement de sous- refroidissement pour refroidir le GNL et non faire chuter la pression. The second objective responds to the vessel's demand to receive relatively cold LNG in order to maintain a safety margin with respect to the safety valves. After the loading operation of the bunker, the charterer will therefore wish to keep his cargo as cold as possible, or even cool his cargo in order to respect his contract with the vessel propelled by LNG. He will use his subcooling equipment to cool the LNG and not to reduce the pressure.
Un des objectifs de la présente invention est d'optimiser le stockage dans la cuve de gaz liquéfié en fonction du besoin recherché, notamment de contrôle d’une pression ou de contrôle d’une température de liquide.  One of the objectives of the present invention is to optimize the storage in the tank of liquefied gas according to the desired need, in particular control of a pressure or control of a liquid temperature.
EXPOSE DE L'INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
Selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif de stockage de gaz liquéfié, en particulier pour un navire de transport maritime de gaz liquéfié ou pour une installation terrestre, comportant :  According to a first aspect, the invention proposes a liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for an onshore installation, comprising:
- au moins une cuve de stockage de gaz liquéfié, qui comprend un fond de cuve et un plafond de cuve qui définissent entre eux une hauteur de cuve,  at least one liquefied gas storage tank, which comprises a bottom of a tank and a tank ceiling which define between them a tank height,
- des moyens de prélèvement de gaz, sous forme liquide et/ou gazeuse, dans ladite cuve, et  means for sampling gas, in liquid and / or gaseous form, in said vessel, and
- des moyens d’injection de gaz sous forme liquide dans ladite cuve, qui sont de préférence reliés auxdits moyens de prélèvement de gaz,  means for injecting gas in liquid form into said tank, which are preferably connected to said gas sampling means,
caractérisé en ce que lesdits moyens d’injection de gaz comprennent au moins un injecteur-mélangeur qui est situé dans une zone inférieure de ladite cuve s’étendant entre 0 et 25%, de préférence entre 0 et 15%, et plus préférentiellement entre 0 et 10%, de la hauteur de cuve mesurée depuis ledit fond de cuve, et qui est destiné à être immergé dans ledit gaz liquéfié contenu dans la cuve. characterized in that said gas injection means comprise at least one injector-mixer which is located in a lower zone of said vessel extending between 0 and 25%, preferably between 0 and 15%, and more preferably between 0 and 15%. and 10%, of the tank height measured from said bottom of the tank, and which is intended to be immersed in said liquefied gas contained in the tank.
De préférence, ledit au moins un injecteur-mélangeur est configuré pour injecter un flux de gaz liquide dans une direction qui est inclinée vers le haut d’un angle a par rapport à un plan horizontal. Ledit angle a peut être compris entre 5° et 45°, de préférence entre 5 et 30°, et plus préférentiellement entre 5 et 20°. En variante, l’angle a peut être compris entre 5° et 85°, de préférence entre 15 et 75°, et plus préférentiellement entre 30 et 60°. Selon un second aspect, l’invention propose un dispositif de stockage de gaz liquéfié, en particulier pour un navire de transport maritime de gaz liquéfié ou pour une installation terrestre, comportant : Preferably, said at least one injector-mixer is configured to inject a flow of liquid gas in a direction which is inclined upwards by an angle α with respect to a horizontal plane. Said angle a may be between 5 ° and 45 °, preferably between 5 and 30 °, and more preferably between 5 and 20 °. Alternatively, the angle α may be between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °. According to a second aspect, the invention proposes a liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for an onshore installation, comprising:
- au moins une cuve de stockage de gaz liquéfié, qui comprend un fond de cuve et un plafond de cuve qui définissent entre eux une hauteur de cuve,  at least one liquefied gas storage tank, which comprises a bottom of a tank and a tank ceiling which define between them a tank height,
- des moyens de prélèvement de gaz, sous forme liquide et/ou gazeuse, dans ladite au moins une cuve, et  means for sampling gas, in liquid and / or gaseous form, in said at least one tank, and
- des moyens d’injection de gaz sous forme liquide dans ladite cuve, qui sont de préférence reliés auxdits moyens de prélèvement de gaz,  means for injecting gas in liquid form into said tank, which are preferably connected to said gas sampling means,
caractérisé en ce que lesdits moyens d’injection de gaz comprennent au moins un injecteur-mélangeur qui est situé dans une zone supérieure de ladite cuve s’étendant entre 60 et 100% voire entre 75 et 100%, de préférence entre 60 et 98%, et plus préférentiellement entre 65 et 95%, voire encore plus préférentiellement entre 65 et 80% ou entre 80 et 95%, de la hauteur de cuve mesurée depuis ledit fond de cuve, et qui est destiné à être immergé dans ledit gaz liquéfié contenu dans la cuve. characterized in that said gas injection means comprise at least one injector-mixer which is located in an upper zone of said tank extending between 60 and 100% or even between 75 and 100%, preferably between 60 and 98% , and more preferably between 65 and 95%, or even more preferably between 65 and 80% or between 80 and 95%, of the height of the tank measured from said bottom of the tank, and which is intended to be immersed in said liquefied gas contained in the tank.
Préférentiellement, au moins un injecteur-mélangeur est configuré pour injecter un flux de gaz liquide dans une direction qui est inclinée vers le bas d’un angle b par rapport à un plan horizontal. Ledit angle b peut être compris entre 5° et 45°, de préférence 5 et 30°, et plus préférentiellement entre 5 et 20°. En variante, l’angle b peut être compris entre 5° et 85°, de préférence entre 15 et 75°, et plus préférentiellement entre 30 et 60°.  Preferably, at least one injector-mixer is configured to inject a flow of liquid gas in a direction which is inclined downwards by an angle b with respect to a horizontal plane. Said angle b may be between 5 ° and 45 °, preferably 5 and 30 °, and more preferably between 5 and 20 °. Alternatively, the angle b may be between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °.
Avantageusement, ledit au moins un injecteur-mélangeur est fixé à une paroi de ladite cuve. De préférence, ladite cuve comporte une paroi longitudinale latérale verticale reliée par une paroi en biais audit plafond de cuve, ledit au moins un injecteur-mélangeur étant fixé à une zone de liaison de ladite paroi longitudinale verticale à ladite paroi en biais. Ledit au moins un injecteur-mélangeur peut être fixé à une tôle surépaissie et/ou à au moins un bloc en bois de ladite zone de liaison. Cette tôle peut faire partie d’une membrane de la cuve et donc être, comme c’est le cas de la membrane, au contact du gaz liquéfié contenu dans la cuve (en présence de gaz liquéfié dans la cuve, ou du moins en l’absence de fuite). Le bloc de bois peut lui être situé entre cette membrane et la coque du navire. Advantageously, said at least one injector-mixer is attached to a wall of said tank. Preferably, said tank comprises a vertical lateral longitudinal wall connected by a wall slanted to said tank ceiling, said at least one injector-mixer being fixed to a connecting zone of said vertical longitudinal wall to said sloping wall. Said at least one injector-mixer can be attached to a thickened sheet and / or at least one wooden block of said connection zone. This sheet may be part of a membrane of the tank and therefore be, as is the case of the membrane, in contact with the liquefied gas contained in the tank (in the presence of liquefied gas in the tank, or at least in the absence of leakage). The block of wood can be located between this membrane and the hull of the ship.
Dans chacun des aspects ci-dessus, le principe clé recherché est de pouvoir réinjecter du gaz liquéfié, qui est préalablement sous-refroidi ou pas, dans le liquide et pas dans le ciel gazeux contenu dans la cuve. En effet réinjecter la majorité de la puissance froide dans le ciel gazeux aura pour effet une chute de la pression significative, et le refroidissement du ciel gazeux qui forcera le flux de chaleur rentrant en partie haute de cuve. Une partie significative du gaz liquéfié réinjecté dans le ciel gazeux serait alors inutilement vaporisé, ce qui limiterait la puissance froide fournie au liquide. D’autant que celle-ci sera distribuée qu’à la surface libre du liquide, ce qui ferait que la cinétique de diffusion serait lente. Au contraire, l’invention propose de réinjecter la puissance froide directement dans le liquide sous la surface libre afin de réduire l’influence sur la température et la pression du ciel gazeux. De plus, injecter du gaz liquéfié sous la surface libre permet de créer un effet de mélange et de brassage en jouant sur la cinétique du liquide à la sortie de l’injecteur-mélangeur, son orientation, son élévation, etc. L’invention concerne également le cas où le gaz liquéfié ne serait pas forcément sous-refroidi avant son injection dans la cuve. L’injection de gaz liquéfié aurait alors pour essentielle fonction de mélanger le gaz liquéfié contenu dans la cuve. Ceci est particulièrement utile pour limiter l’évaporation du gaz liquéfié en particulier lorsque du gaz liquéfié sous refroidi est déversé en fond de cuve, ce gaz liquéfié sous-refroidi étant obtenu par reliquéfaction de gaz d’évaporation. Les évaporations forcées provenant de la cuve sont beaucoup plus riches en azote par rapport au liquide s’évaporant naturellement (à cause de la volatilité de l’azote par rapport au méthane). Le gaz évaporé est liquéfié par des moyens de reliquéfaction et renvoyé en fond de cuve. Le condensât est donc beaucoup plus lourd que le gaz liquéfié environnant (car il est plus riche en azote, mais aussi plus froid). Le liquide riche en azote s’accumule au fond de la cuve. En se réchauffant naturellement, des bulles d’azote se vaporisent et remontent à la surface ce qui enrichi le ciel gazeux en azote. Or, l’azote est difficilement condensable ce qui réduit la capacité du liquéfacteur et entraîne des difficultés à contrôler la pression des cuves. Le phénomène est amplifié lorsque la cuve est presque vide car les bulles d’azote n’ont pas le temps de se re-dissoudre pendant la remontée vers la surface. C’est pour cette raison que l’injection par les rampes de pulvérisation en haut de cuve n’est jamais considérée avec ce type d’équipement, du fait du risque d’enrichissement en azote. En utilisation cuve presque vide, ce phénomène génère un vieillissement du talon qui limite la capacité du talon à refroidir les cuves avant le prochain chargement. In each of the above aspects, the key principle sought is to be able to reinject liquefied gas, which is previously undercooled or not, into the liquid and not into the gaseous space contained in the tank. In fact, reinjecting the majority of the cold power into the gaseous sky will have the effect of a significant pressure drop, and the cooling of the gaseous sky which will force the flow of heat returning to the upper part of the tank. A significant portion of the liquefied gas reinjected into the gaseous sky would then be unnecessarily vaporized, which would limit the cold power supplied to the liquid. Especially since it will be distributed only on the free surface of the liquid, which would make diffusion kinetics slow. On the contrary, the invention proposes to reinject the cold power directly into the liquid under the free surface in order to reduce the influence on the temperature and the gas head pressure. Moreover, injecting liquefied gas under the free surface makes it possible to create a mixing and stirring effect by varying the kinetics of the liquid at the outlet of the injector-mixer, its orientation, its elevation, etc. The invention also relates to the case where the liquefied gas would not necessarily be subcooled before injection into the tank. The injection of liquefied gas would then have the essential function of mixing the liquefied gas contained in the tank. This is particularly useful for limiting the evaporation of the liquefied gas, especially when the liquefied gas undercooled is discharged at the bottom of the tank, the liquefied gas being subcooled being obtained by reliquefaction of evaporation gas. The forced evaporation from the tank is much richer in nitrogen compared to the naturally evaporating liquid (because of the volatility of nitrogen with respect to methane). The evaporated gas is liquefied by reliquefaction means and returned to the bottom of the tank. The condensate is therefore much heavier than the surrounding liquefied gas (because it is richer in nitrogen, but also colder). The nitrogen-rich liquid accumulates at the bottom of the tank. By naturally heating up, nitrogen bubbles vaporize and rise to the surface which enriches the gas sky with nitrogen. However, nitrogen is hardly condensable which reduces the capacity of the liquefier and causes difficulties to control the pressure of the tanks. The phenomenon is amplified when the tank is almost empty because the nitrogen bubbles do not have time to dissolve during the ascent to the surface. It is for this reason that the injection by the spray bars at the top of the tank is never considered with this type of equipment, because of the risk of enrichment in nitrogen. In use almost empty tank, this phenomenon generates an aging of the heel which limits the capacity of the heel to cool the tanks before the next loading.
L’invention concerne également le cas où le gaz liquéfié serait surchauffé avant son injection dans la cuve. Le gaz liquéfié injecté aurait alors pour essentielle fonction d’être mélangé avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve. Ceci est particulièrement utile pour limiter l’évaporation dudit gaz liquéfié surchauffé en particulier lorsqu’il est déversé en fond de cuve. Ledit gaz liquéfié surchauffé étant plus chaud donc plus léger que le gaz liquéfié environnant (plus froid), ce gaz liquéfié s’évaporerait sans dispositif de mélange, même en étant injecté en fond de cuve. En effet, étant plus léger, il s’élèverait dans le liquide environnant plus froid donc plus lourd, jusqu’à s’évaporer lorsque sa pression statique deviendrait plus faible que sa pression de bulle. C’est particulièrement vrai dans le cas où le niveau de liquide est faible dans la cuve car la pression statique en fond de cuve est plus faible en comparaison d’un niveau liquide plus élevé. L’utilisation d’un dispositif de mélange par effet venturi, succion, entraînement, etc., est particulièrement adaptée à l’injection dudit gaz liquéfié surchauffé car il permet une dilution d’au moins 4 fois. Ce gaz liquéfié surchauffé est obtenu par recondensation (c’est-à-dire mélange) de gaz d’évaporation pressurisé avec du gaz liquéfié provenant d’une cuve. Le gaz liquéfié surchauffé est normalement vaporisé pour être injecté sur le réseau de gaz terrestre. Si le réseau de gaz terrestre demande à l’unité de vaporisation d’arrêter l’envoi sur le réseau, le gaz liquéfié surchauffé peut alors être renvoyé dans la cuve via le dispositif de mélange tout en limitant l’évaporation naturelle du gaz stocké dans la cuve. Sans dispositif de mélange, les évaporations générées par l’injection dans la cuve dudit gaz liquéfié surchauffé génèrent des évaporations supplémentaires qui s’additionnent aux évaporations naturelles qui doivent alors être recondensées pour être réinjectées dans la cuve. Il en résulte un réchauffement accéléré du gaz liquéfié contenu dans les cuves et donc une montée en pression plus rapide en comparaison de l'utilisation d’un dispositif de mélange. The invention also relates to the case where the liquefied gas is overheated before injection into the tank. The liquefied gas injected then has the essential function of being mixed with the liquefied gas contained in the tank. This is particularly useful for limiting the evaporation of said superheated liquefied gas, especially when it is discharged at the bottom of the tank. Said superheated liquefied gas being warmer and therefore lighter than the surrounding liquefied gas (colder), this liquefied gas would evaporate without a mixing device, even while being injected at the bottom of the tank. Indeed, being lighter, it would rise in the surrounding liquid colder and heavier, until evaporating when its static pressure would become lower than its bubble pressure. This is particularly true in the case where the liquid level is low in the tank because the static pressure at the bottom of the tank is lower compared to a higher liquid level. The use of a mixing device by venturi effect, suction, drive, etc., is particularly suitable for the injection of said superheated liquefied gas because it allows a dilution of at least 4 times. This superheated liquefied gas is obtained by recondensation (i.e., mixing) pressurized evaporation gas with liquefied gas from a vessel. The superheated liquefied gas is normally vaporized for injection into the onshore gas network. If the terrestrial gas network requests the vaporization unit to stop sending on the network, the superheated liquefied gas can then be returned to the tank via the mixing device while limiting the natural evaporation of the gas stored in the tank. tank. Without a mixing device, the evaporations generated by the injection into the tank of said superheated liquefied gas generate additional evaporations which add to the natural evaporations which must then be re-condensed to be reinjected into the tank. It This results in accelerated heating of the liquefied gas contained in the tanks and thus a faster increase in pressure compared with the use of a mixing device.
L’injection de gaz liquéfié est ici réalisée au moyen d’un injecteur- mélangeur qui est configuré pour injecter un flux de gaz liquide et provoquer son mélange du liquide dans lequel il est injecté par effet venturi, succion, entraînement, etc.  The injection of liquefied gas is here carried out by means of an injector-mixer which is configured to inject a flow of liquid gas and cause its mixing of the liquid in which it is injected by the venturi effect, suction, entrainment, etc.
Le dispositif selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :  The device according to the invention may comprise one or more of the following features, taken separately from one another or in combination with each other:
- ledit au moins un injecteur-mélangeur est situé au plus près d’une paroi longitudinale latérale de ladite cuve ; dans la présente demande, on entend par « au plus proche » ou « à proximité », une distance inférieure à un mètre, et de préférence inférieure ou égale à 0,5 mètre, voire moins,  said at least one injector-mixer is situated as close as possible to a lateral longitudinal wall of said vessel; in the present application, the term "nearest" or "near", a distance of less than one meter, and preferably less than or equal to 0.5 meter, or less,
- lesdits moyens d’injection comprennent au moins une rangée horizontale d’injecteur(s)-mélangeur(s) qui sont configurés pour injecter des flux de gaz liquide dans des directions parallèles ou différentes,  said injection means comprise at least one horizontal row of injector (s) -mixer (s) which are configured to inject liquid gas streams in parallel or different directions,
- lesdits moyens d’injection comprennent au moins deux rangées horizontales d’injecteurs-mélangeurs disposées respectivement sur et/ou le long de deux parois longitudinales latérales de ladite cuve,  said injection means comprise at least two horizontal rows of injector-mixers respectively disposed on and / or along two longitudinal lateral walls of said tank,
- lesdits moyens d’injection de gaz sont reliés par des moyens de reliquéfaction à des moyens de prélèvement de gaz d’ébullition dans ladite cuve ou dans une autre cuve,  said gas injection means are connected by reliquefaction means to means for sampling boiling gases in said tank or in another tank,
- lesdits moyens de reliquéfaction sont configurés pour recondenser du gaz d’évaporation prélevé dans ladite cuve ou dans une autre cuve puis préssurisé, par échange de chaleur avec du gaz liquéfié prélevé dans ladite cuve ou dans une autre cuve,  said reliquefaction means are configured to recondense evaporation gas taken from said tank or into another tank and then pressurized, by heat exchange with liquefied gas taken from said tank or from another tank,
- lesdits moyens d’injection de gaz sont reliés par des moyens de sous- refroidissement à des moyens de prélèvement de gaz liquide dans ladite cuve ou dans une autre cuve de stockage de gaz liquéfié,  said gas injection means are connected by subcooling means to liquid gas sampling means in said tank or in another liquefied gas storage tank,
- lesdits moyens de prélèvement sont configurés pour prélever du gaz liquide dans ladite zone inférieure, - lesdits moyens de prélèvement comprennent au moins une pompe et des conduites située dans ladite cuve ou dans une autre cuve et destinée à être au moins en partie immergée dans ledit gaz liquéfié, said sampling means are configured to collect liquid gas in said lower zone, said sampling means comprise at least one pump and pipes located in said tank or in another tank and intended to be at least partially immersed in said liquefied gas,
- ladite pompe est configurée pour avoir un débit ou une vitesse de rotor variable,  said pump is configured to have a variable flow rate or rotor speed,
- ladite cuve est du type « tout remplissage » et est configurée pour être remplie à n’importe quel niveau,  said tank is of the "all-filling" type and is configured to be filled at any level,
- ladite cuve est du type « à remplissage restreint » et est configurée pour être remplie uniquement à 10% et moins, ou à 70% et plus,  said tank is of the "restricted filling" type and is configured to be filled only to 10% or less, or to 70% and more,
- lesdits moyens de prélèvement et lesdits moyens d’injection sont situés dans ladite cuve et raccordés les uns aux autres par des conduites situées entièrement dans la cuve,  said sampling means and said injection means are located in said tank and connected to each other by lines entirely in the tank,
- les conduites s’étendent au moins en partie sensiblement parallèlement et à proximité d’une paroi de fond de la cuve, et de préférence jusqu’à au moins une paroi latérale de cette cuve,  the pipes extend at least in part substantially parallel to and close to a bottom wall of the tank, and preferably to at least one side wall of this tank,
- dans le cas où les moyens de prélèvement seraient situés au centre et au fond de la cuve, des conduites peuvent s’étendre dans des directions opposées le long de la paroi de fond et jusqu’aux parois latérales de la cuve,  - In the case where the sampling means are located in the center and the bottom of the tank, pipes can extend in opposite directions along the bottom wall and to the side walls of the tank,
- les conduites peuvent être configurées pour épouser la forme spécifique du fond de cuve et en particulier d’éventuels chanfreins de liaison entre les parois de fond et latérales de la cuve.  - The pipes can be configured to match the specific shape of the bottom of the tank and in particular possible connecting chamfers between the bottom and side walls of the tank.
- lesdits moyens de prélèvement et lesdits moyens d’injection sont situés au droit d’un dôme liquide de ladite cuve, et équipent de préférence une tour de pompage accessible par ce dôme liquide,  said sampling means and said injection means are situated in line with a liquid dome of said tank, and preferably equip a pumping tower accessible by this liquid dome,
- ledit au moins un injecteur-mélangeur est raccordé à une colonne de liquide de ladite tour de pompage, et supporté par cette colonne,  said at least one injector-mixer is connected to a column of liquid of said pumping tower, and supported by this column,
- ledit injecteur-mélangeur comprend une conduite principale de passage d’un jet principal de liquide, et une conduite secondaire de passage forcé d’un jet secondaire de liquide par effet venturi,  said injector-mixer comprises a main pipe for passing a main jet of liquid, and a secondary pipe for forced passage of a secondary jet of liquid by a venturi effect,
- lesdits moyens d’injection, voire également lesdits moyens de prélèvement, sont positionnés les uns par rapport aux autres et configurés de façon à ce qu’ils génèrent des effets de refoulement et d’aspiration dans la cuve, ces effets générant un cycle de brassage prédéterminé du gaz liquéfié dans la cuve. said injection means, or even said sampling means, are positioned relative to one another and configured so as to they generate the effects of discharge and suction in the tank, these effects generating a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the tank.
La présente invention concerne en outre un navire de transport maritime de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus, ce dispositif étant dépourvu de moyens de sous-refroidissement et de reliquéfaction entre lesdits moyens de prélèvement et d’injection, ladite cuve étant du type « tout remplissage » et étant configurée pour être remplie à n’importe quel niveau.  The present invention further relates to a liquefied gas marine transport vessel, comprising at least one device as described above, this device being devoid of sub-cooling and reliquefaction means between said sampling and injection means, said tank being of the "all-filling" type and being configured to be filled at any level.
La présente invention concerne en outre un navire de transport maritime de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus, ce dispositif comportant des moyens de sous-refroidissement et/ou de reliquéfaction entre lesdits moyens de prélèvement et d’injection, ladite cuve étant du type « tout remplissage » ou « à remplissage restreint ».  The present invention furthermore relates to a liquefied gas maritime transport vessel, comprising at least one device as described above, this device comprising sub-cooling and / or reliquefaction means between said sampling and injection means. said tank being of the "all filling" or "restricted filling" type.
La présente invention concerne en outre un navire de transport maritime de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus, ce dispositif étant dépourvu de moyens de sous-refroidissement et de reliquéfaction entre lesdits moyens de prélèvement et d’injection, ladite cuve étant du type « à remplissage restreint » et étant configurée pour être remplie uniquement à 10% et moins, ou à 70% et plus.  The present invention further relates to a liquefied gas marine transport vessel, comprising at least one device as described above, this device being devoid of sub-cooling and reliquefaction means between said sampling and injection means, said vessel being of the "restricted fill" type and being configured to be filled to only 10% and below, or 70% and more.
La présente invention concerne en outre un navire de transport maritime de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus, ce dispositif comportant des moyens de sous-refroidissement et/ou de reliquéfaction entre lesdits moyens de prélèvement et d’injection, ladite cuve étant du type « à remplissage restreint » et étant configurée pour être remplie uniquement à 10% et moins, ou à 70% et plus.  The present invention furthermore relates to a liquefied gas maritime transport vessel, comprising at least one device as described above, this device comprising sub-cooling and / or reliquefaction means between said sampling and injection means. said tank being of the "restricted filling" type and being configured to be filled to only 10% and below, or 70% and more.
Dans le cas d’une injection en partie basse de cuve, le ou lesdits moyens d’injection sont orientés vers le haut afin de générer des effets de refoulement et d’aspiration dans la cuve et de générer un cycle de brassage à la fois pour une cuve presque vide (« ballast ») et pour une cuve presque pleine (« laden »). Dans le cas d’une cuve presque vide (talon liquide), cette configuration permet de brasser le liquide sur la majorité de la longueur de la cuve (angle suffisamment faible, c’est-à-dire proche de l’horizontale), sans pour autant disperser le liquide dans l’espace gazeux car cela refroidirait le gaz et donc augmenterait les transferts thermiques. Un angle trop important (c’est-à- dire proche de la verticale) générerait une accumulation du liquide injecté proche de l’injecteur et des moyens de prélèvement et rendrait possible un re prélèvement du liquide injecté vers des moyens de sous-refroidissement avec le risque de gel du liquide sous-refroidi (dans le cas d’une combinaison avec des moyens de sous-refroidissement situés entre les moyens de prélèvement et d’injection). In the case of an injection in the lower part of the tank, the one or more injection means are oriented upwards in order to generate discharge and suction effects in the tank and to generate a brewing cycle both for an almost empty tank ("ballast") and for a nearly full tank ("laden"). In the case of an almost empty tank (liquid heel), this configuration makes it possible to stir the liquid over most of the length of the tank. tank (angle sufficiently low, that is to say close to the horizontal), without dispersing the liquid in the gas space because it would cool the gas and thus increase heat transfer. An excessively large angle (that is to say close to the vertical) would generate an accumulation of the injected liquid near the injector and the sampling means and make it possible to re-sample the injected liquid to subcooling means with the risk of freezing of the subcooled liquid (in the case of a combination with subcooling means located between the sampling and injection means).
Dans le cas d’une cuve presque pleine, cette configuration permet de brasser le liquide sur la majorité de la hauteur de la cuve (angle suffisamment important, c’est-à-dire proche de la verticale), de telle sorte que la température du liquide soit homogène sur toute la hauteur de liquide. Un angle trop faible (c’est-à-dire proche de l’horizontale) générerait une accumulation du liquide injecté au fond de la cuve et proche des moyens de prélèvement et rendrait possible un re-prélèvement du liquide injecté vers des moyens de sous- refroidissement avec le risque de gel du liquide sous-refroidi (dans le cas d’une combinaison avec des moyens de sous-refroidissement situés entre les moyens de prélèvement et d’injection). Le risque est aussi de dépressuriser brutalement la cuve en cas d’homogénéisation du liquide sous-refroidi qui se serait accumulé en fond de cuve, avec une ouverture possible des soupapes de sécurité si la pression chute en dessous de l’atmosphère.  In the case of a nearly full tank, this configuration makes it possible to stir the liquid over most of the height of the tank (sufficiently large angle, that is to say close to the vertical), so that the temperature liquid is homogeneous over the entire height of the liquid. A too weak angle (that is to say close to the horizontal) would generate an accumulation of the liquid injected at the bottom of the tank and close to the sampling means and would make possible a re-sampling of the injected liquid towards means of sub cooling with the risk of freezing of the subcooled liquid (in the case of a combination with subcooling means located between the sampling and injection means). The risk is also to suddenly depressurize the tank in the event of homogenization of the subcooled liquid that would have accumulated at the bottom of the tank, with possible opening of the safety valves if the pressure drops below the atmosphere.
La présente invention concerne également un procédé d’injection de gaz sous forme liquide dans une cuve d’un navire tel que décrit ci-dessus. The present invention also relates to a method of injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above.
Selon un premier mode de réalisation, l’injection (dans la zone inférieure) a lieu lorsque la cuve « à remplissage restreint » est remplie à 10% ou moins.  According to a first embodiment, the injection (in the lower zone) takes place when the "restricted filling" vat is filled to 10% or less.
Selon une variante de réalisation, l’injection a lieu lorsque la cuve « tout remplissage » a un niveau quelconque de remplissage, l’angle d’injection (dans la zone inférieure) étant identique quel que soit ce niveau et le débit d’injection étant contrôlé en fonction de ce niveau. De préférence, plus le volume de liquide dans la cuve est important et plus le débit d’injection est important. La présente invention concerne également un procédé d’injection de gaz sous forme liquide dans une cuve d’un navire tel que décrit ci-dessus, dans lequel l’injection dans la zone supérieure a lieu lorsque la cuve « à remplissage restreint » est remplie à 70% ou plus. According to an alternative embodiment, the injection takes place when the tank "any filling" has any level of filling, the injection angle (in the lower zone) being identical regardless of this level and the injection rate being controlled according to this level. Preferably, the larger the volume of liquid in the tank, the greater the injection flow rate. The present invention also relates to a method for injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above, wherein the injection into the upper zone takes place when the "restricted filling" vessel is filled. at 70% or more.
La présente invention concerne également un procédé d’injection de gaz sous forme liquide dans une cuve d’un navire tel que décrit ci-dessus, dans lequel l’injection dans la cuve est configurée pour empêcher la remontée de gaz liquéfié réchauffé le long de parois longitudinales latérales de cette cuve.  The present invention also relates to a method of injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above, wherein the injection into the vessel is configured to prevent the rise of heated liquefied gas along the lateral longitudinal walls of this tank.
La présente invention concerne également un procédé d’injection de gaz sous forme liquide dans une cuve d’un navire tel que décrit ci-dessus, dans lequel le gaz liquéfié injecté a une température inférieure à celle du gaz liquéfié contenu dans ladite cuve.  The present invention also relates to a method of injecting gas in liquid form into a vessel of a vessel as described above, wherein the liquefied gas injected has a lower temperature than the liquefied gas contained in said tank.
Avantageusement, lesdits moyens d’injection, voire également lesdits moyens de prélèvement, sont contrôlés de façon à ce qu’ils génèrent des effets de refoulement et d’aspiration dans la cuve, ces effets générant un cycle de brassage prédéterminé du gaz liquéfié dans la cuve. Le cycle de brassage est avantageusement conçu de façon à ce que du gaz liquéfié circule sensiblement parallèlement à l’interface liquide-gaz dans la cuve, et à proximité de cette interface. Ceci permet de limiter le risque de formation d’une strate liquide chaude à l’interface, et donc d’évaporation du gaz liquéfié.  Advantageously, said injection means, or even said sampling means, are controlled in such a way that they generate delivery and suction effects in the tank, these effects generating a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the tank. tank. The brewing cycle is advantageously designed so that liquefied gas circulates substantially parallel to the liquid-gas interface in the tank, and close to this interface. This makes it possible to limit the risk of formation of a hot liquid layer at the interface, and thus of evaporation of the liquefied gas.
Dans la présente demande, on entend par : In this application, the following terms mean:
- « cuve », tout réservoir ayant un volume interne de stockage de gaz liquéfié supérieur à 100m3, et de préférence supérieur à 1 000m3, voir 10 000m3, voir 20 000m3 ; et/ou tout réservoir configuré pour stocker du gaz liquéfié à une température de -163°C voire moins, - "tank" means any tank having an internal liquefied gas storage volume greater than 100 m 3 , and preferably greater than 1 000 m 3 , see 10 000 m 3 , see 20 000 m 3 ; and / or any tank configured to store liquefied gas at a temperature of -163 ° C or less,
- cuve du type « tout remplissage », une cuve qui est configurée pour stocker un volume de gaz liquéfié quelconque, qui peut par exemple représenter 50% de son volume interne total ; un navire du type FSRU ( Floating Storage Regasification Unit), ST ( Shore Tank), GBS ( Gravity Base Structure), LBV (LA/G Bunker Vessel), LFS ( LNG Fuelled Ship) est en général équipée d’une telle cuve, - cuve du type « à remplissage restreint », une cuve qui est configurée pour stocker un volume de 10% et moins, et 70% et plus, de gaz liquéfié ; elle n’est ainsi pas conçue pour stocker un volume intermédiaire de gaz liquéfié, représentant par exemple 50% de son volume interne total, en particulier pour des raisons de sécurité, ce qui est le cas d’un navire méthanier qui est susceptible d’être soumis à des conditions de transport lors d’un voyage qui peuvent provoquer des mouvements de vague du gaz liquéfié dans la cuve ; un navire du type LNGC (méthanier) est en général équipée d’une telle cuve,- Tank type "all filling", a tank which is configured to store any volume of liquefied gas, which may for example represent 50% of its total internal volume; a vessel of the FSRU (Floating Storage Regasification Unit), ST (Shore Tank), GBS (Gravity Base Structure), LBV (LA / G Bunker Vessel), LFS (LNG Filled Ship) type is generally equipped with such a tank, - "Restricted fill" type tank, a tank that is configured to store a volume of 10% or less, and 70% or more, of liquefied gas; it is thus not designed to store an intermediate volume of liquefied gas, representing for example 50% of its total internal volume, in particular for safety reasons, which is the case of a LNG carrier that is likely to be subject to transport conditions during a trip that may cause wave movements of liquefied gas in the tank; a vessel of the LNGC type (LNG carrier) is generally equipped with such a tank,
- un « navire », toute unité de transport maritime de gaz liquéfié, tel qu’un méthanier, un navire de soutage, etc., - a "vessel", any liquefied gas shipping unit, such as a tanker, a bunker, etc.,
- des « moyens de reliquéfaction » ou « des moyens de recondensation », des moyens configurés pour provoquer la condensation de gaz et donc la transformation de ce gaz en gaz liquéfié, le gaz étant en général du BOG ou du NBOG ; ils peuvent comprendre par exemple des moyens de compression de gaz à des conditions de température et de pression permettant sa condensation,  - "reliquefaction means" or "means of recondensation", means configured to cause the condensation of gas and therefore the transformation of this gas liquefied gas, the gas is generally BOG or NBOG; they may comprise, for example, gas compression means at temperature and pressure conditions permitting its condensation,
- des moyens de « sous-refroidissement », des moyens configurés pour refroidir davantage du gaz liquéfié, qui est déjà en général à une température de -163°C voire moins, le sous refroidissement permettant par exemple de diminuer la température du gaz liquéfié d’environ 10° ; des moyens de sous-refroidissement comprennent par exemple des moyens d’évaporation ou de vaporisation de gaz liquéfié pour générer une énergie frigorifique, et des moyens d’échange de chaleur avec du gaz liquéfié pour que ce dernier soit sous refroidi grâce à cette énergie,  means for "subcooling", means configured to further cool liquefied gas, which is already generally at a temperature of -163 ° C. or even less, the sub-cooling allowing, for example, the temperature of the liquefied gas to be reduced; about 10 °; subcooling means comprise, for example, means for evaporating or vaporizing liquefied gas to generate refrigerating energy, and means for exchanging heat with liquefied gas so that the latter is cooled by this energy,
- les notions de « haut » et de « bas » ou de « supérieur » et « inférieur » s’apprécient par rapport à la position classique c’est-à- dire de fonctionnement d’un navire lorsqu’il est posé et flotte sur l’eau, et plus généralement par rapport au centre de la terre (le haut étant plus éloigné que le bas du centre de la terre). BREVE DESCRIPTION DES FIGURES - the notions of "high" and "low" or "superior" and "lower" are appreciated in relation to the traditional position that is to say of operation of a ship when it is posed and floats on the water, and more generally in relation to the center of the earth (the top being farther than the bottom of the center of the earth). BRIEF DESCRIPTION OF THE 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 :  The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un premier mode de réalisation d’un dispositif de stockage de gaz liquéfié selon l’invention, FIG. 1 is a schematic view in longitudinal section of a first embodiment of a liquefied gas storage device according to the invention,
- la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif de la figure 1 , FIG. 2 is a diagrammatic cross-sectional view of the device of FIG. 1,
- la figure 3 est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 1 , FIG. 3 is an enlarged view of part of FIG. 1,
- la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d’un second mode de réalisation d’un dispositif de stockage de gaz liquéfié selon l’invention,FIG. 4 is a schematic view in longitudinal section of a second embodiment of a liquefied gas storage device according to the invention,
- la figure 5 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif de la figure 4, FIG. 5 is a diagrammatic cross-sectional view of the device of FIG. 4,
- la figure 6 est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 4, FIG. 6 is an enlarged view of part of FIG. 4,
- la figure 7 est une vue schématique en perspective et en coupe d’une cuve de stockage de gaz liquéfié, FIG. 7 is a diagrammatic perspective view in section of a liquefied gas storage tank,
- la figure 8 est une vue schématique en perspective d’une zone de liaison de parois d’une cuve, telle que celle de la figure 7,  FIG. 8 is a schematic perspective view of a wall connection zone of a tank, such as that of FIG. 7,
- les figures 9 et 10 sont des vues très schématiques partielles de cuves ayant des géométries différentes,  FIGS. 9 and 10 are very partial schematic views of vessels having different geometries,
- les figures 11 et 12 sont des vues très schématiques en coupe de variantes de réalisation du dispositif selon l’invention, la figure 9 représentant une vue en coupe du milieu de ce dispositif, et la figure 10 représentant une vue en coupe de chaque extrémité longitudinale de ce dispositif,  - Figures 11 and 12 are very schematic sectional views of alternative embodiments of the device according to the invention, Figure 9 showing a sectional view of the middle of this device, and Figure 10 showing a sectional view of each end longitudinal of this device,
- la figure 13 est une vue très schématique de dessus d’une variante de réalisation du dispositif selon l’invention,  FIG. 13 is a very schematic view from above of an alternative embodiment of the device according to the invention,
- les figures 14 à 26 sont des vues très schématiques en coupe de variantes de réalisation du dispositif selon l’invention,  FIGS. 14 to 26 are very schematic cross-sectional views of alternative embodiments of the device according to the invention,
- les figures 27 et 28 sont des vues schématiques, respectivement en coupe et en perspective, d’un exemple de réalisation d’un injecteur-mélangeur, - la figure 29 est un schéma bloc illustrant plusieurs modes de réalisation d’un navire et d’un procédé selon l’invention, FIGS. 27 and 28 are diagrammatic views, respectively in section and in perspective, of an exemplary embodiment of an injector-mixer, FIG. 29 is a block diagram illustrating several embodiments of a ship and a method according to the invention,
- les figures 30 et 31 sont des vues similaires à celle de la figure 4 et représentent une même cuve qui est respectivement en « ballast » et donc remplie avec un talon de liquide, et en « laden » et est presque totalement remplie.  - Figures 30 and 31 are views similar to that of Figure 4 and show a same tank which is respectively "ballast" and therefore filled with a liquid heel, and "laden" and is almost completely filled.
DESCRIPTION DETAILLEE  DETAILED DESCRIPTION
Comme évoqué dans ce qui précède, la température et la pression dans une cuve de stockage de gaz liquéfié (GNL) peuvent être contrôlées pour maîtriser notamment la production de NBOG dans la cuve.  As mentioned above, the temperature and the pressure in a liquefied gas storage tank (LNG) can be controlled to control in particular the production of NBOG in the tank.
Un dispositif de stockage de gaz liquéfié, en particulier pour un navire de transport maritime de gaz liquéfié, comporte en général :  A liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas shipping vessel, generally comprises:
- au moins une cuve de stockage de gaz liquéfié,  at least one liquefied gas storage tank,
- des moyens de prélèvement de gaz, sous forme liquide et/ou gazeuse, dans la cuve, et  means for sampling gases, in liquid and / or gaseous form, in the tank, and
- des moyens d’injection de gaz sous forme liquide dans la cuve, qui sont reliés aux moyens de prélèvement de gaz.  - Gas injection means in liquid form in the tank, which are connected to the gas sampling means.
Dans le cadre du premier objectif cité plus haut, le ciel gazeux est refroidi grâce à des rampes de pulvérisation de GNL sous-refroidi. Du GNL est prélevé par les moyens de prélèvement, est sous refroidi par des moyens de sous-refroidissement, puis est injecté par les rampes (moyens d’injection) en haut de cuve. La pulvérisation permet d'impacter directement la température et la pression du ciel gazeux en maximisant la surface d'échange entre les gouttelettes et le gaz afin de le condenser.  As part of the first objective mentioned above, the gaseous sky is cooled by sub-cooled LNG spray booms. LNG is taken by the sampling means, is undercooled by subcooling means, and is then injected by the ramps (injection means) at the top of the tank. Spraying can directly impact the temperature and pressure of the gaseous sky by maximizing the exchange surface between the droplets and the gas in order to condense it.
En pratique, deux rampes de pulvérisation sont classiquement disponibles et identiques : elles sont en général utilisées simultanément pour réaliser la mise en froid initiale, alors qu'une rampe seule permet de réaliser la mise en froid normale (ballast) avant chargement.  In practice, two spray bars are classically available and identical: they are generally used simultaneously to achieve the initial cold setting, while a single ramp allows the normal cooling cold (ballast) before loading.
En cas d'utilisation de ce dispositif pour une cuve pleine, le GNL sous- refroidi est pulvérisé majoritairement sur l’interface liquide-gaz, ce qui est peu adapté si on souhaite impacter la température du liquide sur toute la hauteur de la cuve et donc tout le volume de liquide. En cas d'utilisation d'une ou deux rampes en cas de ballast (cuve avec talon liquide), la température du ciel gazeux (y compris du plafond) est donc très froide (proche de l'équilibre = Température de rosée) et le flux thermique à travers l'isolation provenant de l'extérieur est donc augmentée. Sans pulvérisation de gaz sous-refroidi au moyen des rampes, le ciel gazeux se stratifie en température de manière significative (du gaz plus chaud se concentre en haut et du gaz plus froid se concentre en bas), ce qui réduit l’évaporation, et donc la puissance froide nécessaire pour contrôler la pression et la température dans la cuve. Si des moyens de sous-refroidissement sont utilisés en cas ballast alors que le ciel gazeux s’est réchauffé, outre d’augmenter le flux thermique, la pulvérisation de liquide sous-refroidi pourrait avoir comme effet d’augmenter la pression de cuve, car le GNL dispersé s’évaporerait en refroidissant l’isolant de la cuve qui s’est réchauffée. If this device is used for a full tank, the sub-cooled LNG is sprayed mainly on the liquid-gas interface, which is unsuitable if one wishes to impact the temperature of the liquid over the entire height of the tank and therefore all the volume of liquid. If one or two ramps are used in case of ballast (tank with liquid heel), the temperature of the gaseous sky (including the ceiling) is therefore very cold (close to equilibrium = dew point temperature) and the Thermal flow through the insulation from the outside is therefore increased. Without gas spraying undercooled by means of ramps, the gaseous sky is stratified in temperature significantly (warmer gas concentrates at the top and colder gas concentrates at the bottom), which reduces evaporation, and therefore the cold power needed to control the pressure and temperature in the tank. If subcooling means are used in case of ballast while the gaseous sky has warmed, besides increasing the heat flow, the sub-cooled liquid spray could have the effect of increasing the tank pressure, because the dispersed LNG would evaporate by cooling the insulator of the heated tank.
Dans le cadre du second objectif, qui est de contrôler voire refroidir le GNL stocké, l’idéal serait de ré-injecter du GNL sous-refroidi dans la cuve. Cependant, le GNL sous-refroidi serait directement renvoyé dans la cuve sans être mélangé au GNL déjà présent dans la cuve. Par ailleurs, le GNL sous- refroidi d'environ 10° serait plus lourd que le GNL de la cuve et aurait du mal à se mélanger à ce dernier. Dans le cas où le GNL sous-refroidi serait réinjecté en fond de cuve, il se concentrerait en fond de cuve et il pourrait être directement re-prélevé par les moyens de prélèvement précités, ce qui nuirait à l’efficacité du sous-refroidissement. En effet, cela reviendrait à prélever du GNL déjà sous-refroidi et dont le sous-refroidissement aurait tendance à trop refroidir le GNL car la température de sortie des moyens de sous-refroidissement est limitée afin d'éviter le gel du GNL (principalement des composés lourds). Dès lors, il serait nécessaire de réduire la puissance instantanée des moyens de sous-refroidissement. Cependant, afin de ne pas limiter cette puissance (et éviter la recirculation de GNL sous-refroidi) et de réduire la consommation électrique de l'équipement (éviter de refroidir le ciel gazeux), l'invention propose d’injecter le GNL sous-refroidi sous l’interface liquide-gaz et par l’intermédiaire d’au moins un injecteur-mélangeur. Les figures 1 à 3 illustrent un des aspects de l’invention dans lequel les moyens d’injection de gaz comprennent au moins un injecteur-mélangeur 10 qui est situé dans une zone supérieure de la cuve 12 s’étendant entre 60 et 100% de la hauteur de cuve mesurée depuis le fond de cuve 14. La hauteur de la cuve 12 est mesurée entre le fond de cuve 14 et le plafond de cuve 16. La référence 18 désigne l’interface liquide-gaz ou la surface libre du gaz liquéfié dans la cuve, le liquide formé par le gaz liquéfié étant plus lourd et donc sous le ciel gazeux qui est formé par évaporation naturelle du gaz liquéfié. As part of the second objective, which is to control or cool stored LNG, the ideal would be to re-inject sub-cooled LNG into the tank. However, the subcooled LNG would be directly returned to the tank without being mixed with the LNG already present in the tank. In addition, the LNG sub-cooled by about 10 ° would be heavier than the LNG of the tank and would have trouble mixing with it. In the case where the sub-cooled LNG is reinjected at the bottom of the tank, it would concentrate at the bottom of the tank and it could be directly re-sampled by the aforementioned sampling means, which would adversely affect the efficiency of subcooling. Indeed, this would be tantamount to taking LNG which is already undercooled and whose subcooling would tend to cool the LNG too much because the exit temperature of the sub-cooling means is limited in order to avoid the freezing of LNG (mainly heavy compounds). Therefore, it would be necessary to reduce the instantaneous power of the subcooling means. However, in order not to limit this power (and avoid the recirculation of sub-cooled LNG) and reduce the electrical consumption of the equipment (avoid cooling the sky gas), the invention proposes to inject the LNG sub-cooled. cooled under the liquid-gas interface and via at least one injector-mixer. FIGS. 1 to 3 illustrate one of the aspects of the invention in which the gas injection means comprise at least one injector-mixer 10 which is situated in an upper zone of the tank 12 extending between 60 and 100% of the height of the tank measured from the bottom of the tank 14. The height of the tank 12 is measured between the bottom of the tank 14 and the tank ceiling 16. The reference 18 designates the liquid-gas interface or the free surface of the liquefied gas in the tank, the liquid formed by the liquefied gas being heavier and therefore under the gaseous sky which is formed by natural evaporation of the liquefied gas.
En plus de la cuve 12 et de l’injecteur-mélangeur 10, le dispositif de stockage de gaz liquéfié comporte des moyens de prélèvement de gaz, ici sous forme liquide. Les moyens de prélèvement comprennent ici une pompe 20 immergée dans le gaz liquéfié et située de préférence en fond de cuve. Le gaz liquéfié peut être prélevé et injecté dans la même cuve, ou dans une cuve différente.  In addition to the tank 12 and the injector-mixer 10, the liquefied gas storage device comprises gas sampling means, here in liquid form. The sampling means here comprise a pump 20 immersed in the liquefied gas and preferably located at the bottom of the tank. The liquefied gas can be taken and injected into the same tank, or into a different tank.
La pompe 20 est raccordée à l’injecteur-mélangeur 10, directement ou par l’intermédiaire de moyens de sous-refroidissement 22. Les moyens de sous-refroidissement peuvent être configurés pour diminuer la température du gaz liquéfié prélevé par la pompe, d’environ 10°.  The pump 20 is connected to the injector-mixer 10, directly or via subcooling means 22. The subcooling means may be configured to reduce the temperature of the liquefied gas taken by the pump, about 10 °.
La cuve 12 peut être du type « tout remplissage » ou du type « à remplissage restreint ». Dans les deux cas, lorsqu’elle est remplie de gaz liquéfié (et ne comprend pas qu’un talon de gaz liquéfié en fond de cuve), elle est remplie à au moins 70% de son volume. En pratique, elle est remplie à un volume de 95% ou plus, et de préférence de 98,5%.  The tank 12 may be of the "all filling" type or the "restricted filling" type. In both cases, when it is filled with liquefied gas (and does not include a liquefied gas heel at the bottom of the tank), it is filled to at least 70% of its volume. In practice, it is filled to a volume of 95% or more, and preferably 98.5%.
L’injecteur-mélangeur 10 est positionné et conçu pour injecter du gaz liquéfié prélevé (et éventuellement sous-refroidi) sous l’interface 18, de façon à ce que le flux de gaz liquéfié mélange le gaz liquéfié contenu dans la cuve 12.  The injector-mixer 10 is positioned and designed to inject liquefied gas taken (and possibly subcooled) under the interface 18, so that the flow of liquefied gas mixes the liquefied gas contained in the tank 12.
Avantageusement, l’injecteur-mélangeur 10 est configuré pour injecter un flux de gaz liquéfié dans une direction qui est inclinée vers le bas d’un angle b par rapport à un plan horizontal (figure 3). L’angle b est par exemple compris entre 5° et 85°, de préférence entre 15 et 75°, et plus préférentiellement entre 30 et 60°. Ceci permet de faciliter le mélange du gaz liquéfié dans la cuve, sur sensiblement toute la hauteur du gaz liquéfié et sur une distance la plus grande possible, comme cela est schématiquement représenté par les flèches à la figure 1. Advantageously, the injector-mixer 10 is configured to inject a stream of liquefied gas in a direction which is inclined downwards by an angle b with respect to a horizontal plane (FIG. 3). The angle b is for example between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °. This makes it possible to facilitate the mixing of the liquefied gas in the tank over substantially the entire height of the liquefied gas and over as large a distance as possible, as is schematically represented by the arrows in FIG.
Dans le cas d’une injection de gaz liquéfié sous-refroidi ou surchauffé, c’est-à-dire provenant d’un équipement de sous-refroidissement ou d’un recondenseur présenté plus haut, le(s) injecteur(s)-mélangeur(s) peu(ven)t avantageusement être fixé(s) sur la tour de pompage.  In the case of an injection of sub-cooled or superheated liquefied gas, that is to say from subcooling equipment or a recondenser presented above, the (s) injector (s) - Mixer (s) may (advantageously) be attached to the pumping tower.
La cuve 12 a une forme générale parallélépipédique et allongée, mais peut aussi être chanfreinée, comme cela est représenté aux figures 1 et 2. La cuve 12 comprend une extrémité longitudinale arrière 12a et une extrémité longitudinale avant 12b, les termes arrière et avant faisant référence à l’arrière et l’avant du navire de transport et à son sens de déplacement. La cuve comprend en outre des parois longitudinales latérales 12c.  The vessel 12 has a parallelepipedal and elongate overall shape, but can also be chamfered, as shown in FIGS. 1 and 2. The vessel 12 comprises a rear longitudinal end 12a and a longitudinal end before 12b, the rear and front terms referencing at the stern and the front of the transport vessel and at its direction of movement. The tank further comprises lateral longitudinal walls 12c.
Dans l’exemple représenté, la pompe 20 et l’injecteur-mélangeur 10 sont situés à l’extrémité arrière 12a de la cuve 12.  In the example shown, the pump 20 and the injector-mixer 10 are located at the rear end 12a of the tank 12.
L’injecteur-mélangeur 10 est configuré pour injecter un flux de gaz liquéfié vers l’avant de façon à favoriser un bon mélange du gaz liquéfié dans la cuve. Dans le cas où le gaz liquéfié injecté serait sous-refroidi, il serait plus froid et donc plus lourd que celui dans lequel il est injecté, ce qui justifie le positionnement en partie haute de la cuve légèrement sous la surface et faiblement orienté vers le bas et un angle b relativement faible pour mélanger au maximum l’avant de la cuve. Ceci permet de limiter la recirculation de gaz liquéfié sous-refroidi vers la pompe 20, et l’arrosage de la paroi de cuve opposée à l’injecteur-mélangeur 10. Par ailleurs, l’injection en haut de cuve favorise encore plus le mélange par diffusion par gravité du fait que le gaz liquéfié sous-refroidi a une densité légèrement plus importante que celui dans la cuve et donc il s’écoulera lentement vers le bas. Une injection juste en dessous du niveau liquide nominal lorsque la cuve est chargée sera donc recherchée, mais suffisamment sous la surface libre afin de ne pas aspirer de gaz du ciel gazeux, en particulier par effet venturi. La pompe 20 et l’injecteur-mélangeur 10 peuvent être situés sensiblement au droit d’un « dôme liquide » de la cuve, schématiquement représenté par les majuscules LD (acronyme de l’anglais Liquid Dôme). Dans ce cas, la pompe 20 et l’injecteur-mélangeur 10 peuvent être raccordées à des conduites verticales d’une « tour de pompage », connue sous l’appellation anglais « pump tower ». Ces conduites peuvent alors supporter l’injecteur 10. The injector-mixer 10 is configured to inject a stream of liquefied gas forward so as to promote a good mixture of the liquefied gas in the tank. In the case where the liquefied gas injected would be undercooled, it would be colder and therefore heavier than the one in which it is injected, which justifies the positioning in the upper part of the tank slightly below the surface and weakly downwards. and a relatively small angle b to mix the front of the tank as much as possible. This makes it possible to limit the recirculation of liquefied gas undercooled to the pump 20, and the watering of the tank wall opposite to the injector-mixer 10. Moreover, the injection at the top of the tank further favors mixing. by gravity diffusion because the subcooled liquefied gas has a slightly higher density than that in the tank and thus it will flow slowly downwards. An injection just below the nominal liquid level when the tank is loaded will be sought, but sufficiently below the free surface so as not to suck gas from the gas, especially by venturi effect. The pump 20 and the injector-mixer 10 may be located substantially in line with a "liquid dome" of the tank, schematically represented by the capital letters LD (acronym for the English Liquid Dome). In this case, the pump 20 and the injector-mixer 10 can be connected to vertical pipes of a "pump tower", known as "pump tower". These pipes can then support the injector 10.
En variante, l’injecteur-mélangeur 10 peut être fixé à un côté de la cuve 12. La figure 7 montre un exemple plus précis de forme générale d’une cuve 12 de stockage de gaz liquéfié. Cette cuve comprend une paroi longitudinale latérale 12c qui est verticale, et qui est reliée par des parois 12d, 12e en biais, respectivement au plafond de cuve 16 à au fond de cuve 14. Les dimensions des parois 12c, 12d et 12e sont variables, comme cela est schématiquement représenté aux figures 9 et 10. Dans ces dessins, la référence H désigne la hauteur de cuve évoquée plus haut, et mesurée entre le fond de cuve 14 et le plafond de cuve 16. H est par exemple supérieur ou égale à 15m, et peut être de 27m par exemple.  Alternatively, the injector-mixer 10 can be attached to one side of the tank 12. Figure 7 shows a more specific example of the general shape of a tank 12 for storing liquefied gas. This tank comprises a vertical longitudinal wall 12c which is vertical, and which is connected by walls 12d, 12e obliquely, respectively to the tank ceiling 16 at the bottom of the tank 14. The dimensions of the walls 12c, 12d and 12e are variable, as shown diagrammatically in FIGS. 9 and 10. In these drawings, reference H denotes the tank height evoked above, and measured between the bottom of the tank 14 and the tank ceiling 16. H is for example greater than or equal to 15m, and maybe 27m for example.
La cuve 12 est en général du type à membranes, c'est-à-dire que ses parois 12c, 12d et 12e ainsi que son fond 14 sont formées par une succession de couches comportant par exemple, de l’intérieur de la cuve vers l’extérieur, une membrane en tôle, un isolant, une membrane en tôle, un isolant puis la coque du navire. Dans les zones de liaison des parois 12c, 12d et 12e, telles que la zone identifiée par la flèche à la figure 7, la cuve est renforcée par des structures comportant du blocs de bois 30 et des renforts métalliques 32 en tôle qui est surépaissie par rapport à la tôle utilisée pour les membranes.  The tank 12 is generally of the membrane type, that is to say that its walls 12c, 12d and 12e and its bottom 14 are formed by a succession of layers comprising, for example, from the interior of the tank towards the outside, a sheet metal membrane, an insulator, a sheet metal membrane, an insulation and then the hull of the ship. In the connection areas of the walls 12c, 12d and 12e, such as the zone identified by the arrow in FIG. 7, the vessel is reinforced by structures comprising wood blocks 30 and metal reinforcements 32 made of sheet metal which is thickened by compared to the sheet used for membranes.
Les renforts 32 peuvent faire partie de la membrane de la cuve qui est au contact du gaz liquéfié contenu dans la cuve. La cuve peut comprendre une seule membrane et les renforts 32 font alors partie de cette membrane, ou bien la cuve comprend deux membranes, respectivement primaire et secondaire, entre lesquelles est disposée une couche isolante, et les renforts 32 font alors partie de la couche primaire et sont donc destinés à être au contact du gaz liquéfié. Le bloc de bois 30 peut lui être situé entre la membrane (primaire) de la cuve et la coque du navire. Reinforcements 32 may form part of the membrane of the tank which is in contact with the liquefied gas contained in the tank. The tank may comprise a single membrane and the reinforcements 32 then form part of this membrane, or the tank comprises two membranes, primary and secondary, respectively, between which an insulating layer is arranged, and the reinforcements 32 then form part of the primary layer. and are therefore intended to be in contact with the liquefied gas. The block of wood 30 may be located between the membrane (primary) of the tank and the hull of the ship.
L’injecteur-mélangeur 10 du dispositif peut être fixé à la cuve 12 dans une telle zone de liaison, telle que celle entre la paroi latérale 12c et la paroi de biais 12d, comme cela est schématiquement représenté aux figures 9 et 10.  The injector-mixer 10 of the device can be fixed to the tank 12 in such a connecting zone, such as that between the side wall 12c and the bias wall 12d, as is schematically represented in FIGS. 9 and 10.
Comme évoqué dans ce qui précède en relation avec les figures 1 à 3, l’injecteur-mélangeur 10 est positionné de façon à ce qu’il puisse entraîner un mélange d’un volume optimal de gaz liquéfié dans la cuve. La puissance de l’injecteur-mélangeur, c'est-à-dire le débit de flux liquide qu’il peut délivrer, dépend notamment de la puissance de la pompe 20. Avantageusement, cette pompe est celle équipant déjà la cuve et en particulier la tour de pompage précitée et a donc une puissance limitée, par exemple inférieure ou égale à 100m3/h, et par exemple inférieure ou égale à 60m3/h. As mentioned above in connection with FIGS. 1 to 3, the injector-mixer 10 is positioned so that it can cause a mixture of an optimum volume of liquefied gas in the tank. The power of the injector-mixer, that is to say the flow of liquid flow that it can deliver, depends in particular on the power of the pump 20. Advantageously, this pump is the one already equipping the tank and in particular the aforementioned pumping tower and therefore has a limited power, for example less than or equal to 100m 3 / h, and for example less than or equal to 60m 3 / h.
La pompe pourrait être du type à vitesse et donc à débit variable. Ceci permet notamment d’adapter la puissance de la pompe et donc le débit du flux de liquide injecté par l’injecteur-mélangeur au volume de gaz liquéfié dans la cuve et donc au niveau de remplissage de la cuve.  The pump could be of the speed type and therefore of variable flow rate. This allows in particular to adapt the power of the pump and therefore the flow rate of the liquid flow injected by the injector-mixer to the volume of liquefied gas in the tank and therefore to the filling level of the tank.
Pour remédier à ceci et permettre un mélange du volume total de gaz liquéfié dans la cuve, il est envisageable d’équiper la cuve de plusieurs injecteurs-mélangeurs 10.  To remedy this and allow a mixture of the total volume of liquefied gas in the tank, it is possible to equip the tank with several injector-mixers 10.
Dans tous les concepts illustrés par les figures 9 à 20, c’est-à-dire dans lesquels des rampes d’injecteurs - mélangeurs sont localisés en haut de cuve, sous la surface liquide, les injecteurs - mélangeurs sont avantageusement positionnés proches des parois verticales de la cuve, car l’un des objectifs est d’empêcher la remontée du GNL réchauffé par les parois verticales. En effet, le GNL dans la cuve est réchauffé à proximité des parois verticales. Devenant alors plus chaud que le GNL environnant, il devient plus léger et s’élève donc en longeant les parois verticales. Comme représenté dans la figure 13 qui est une vue de dessus d’une cuve, l’espace annulaire intérieur à la cuve, en contact avec les parois verticales est le lieu des remontées du GNL réchauffé. Sans dispositif de mélange, le GNL réchauffé atteint la surface et forme une strate liquide plus chaude à la surface, qui s’évapore préférentiellement, et ce malgré que le GNL en profondeur soit plus froid que le GNL de surface. Cette évaporation augmente la pression dans la cuve. Le positionnement des rampes d’injecteur(s) - mélangeur(s) dans le liquide en partie haute permet donc d’empêcher la remonté du liquide réchauffé et la formation de la strate liquide chaude en surface. In all the concepts illustrated in FIGS. 9 to 20, that is to say in which injector-mixer ramps are located at the top of the tank, under the liquid surface, the injector-mixers are advantageously positioned close to the walls. vertical of the tank, because one of the objectives is to prevent the rise of LNG warmed by the vertical walls. Indeed, the LNG in the tank is warmed near the vertical walls. Becoming hotter than the surrounding LNG, it becomes lighter and rises along the vertical walls. As shown in Figure 13 which is a top view of a tank, the annular space inside the tank, in contact with the vertical walls is the place of the lifts of heated LNG. Without a mixing device, the heated LNG reaches the surface and forms a warmer liquid layer on the surface, which evaporates preferentially, and this despite deep LNG being colder than surface LNG. This evaporation increases the pressure in the tank. The positioning of the injector (s) - mixer (s) in the liquid in the upper part thus prevents the rise of the heated liquid and the formation of the hot liquid layer on the surface.
La figure 13 représente un exemple de cuve 12 équipée de plusieurs injecteurs-mélangeurs 10 qui sont répartis en deux rangées horizontales respectivement sur les deux côtés longitudinaux de la cuve. Cette cuve est vue du dessus, la référence LD désignant le dôme liquide et la référence GD désignant le dôme gaz de la cuve. Le trait T1 représente la zone de liaison entre la paroi de biais 12d et le plafond de cuve 16, et le trait T2 représente la zone de liaison entre cette paroi de biais 12 et la paroi latérale 12c. Des injecteurs-mélangeurs 10 sont régulièrement répartis sur cette zone, le long de la cuve.  FIG. 13 represents an example of tank 12 equipped with several injector-mixers 10 which are divided into two horizontal rows respectively on the two longitudinal sides of the tank. This tank is seen from above, the reference LD designating the liquid dome and the reference GD designating the gas dome of the tank. The line T1 represents the connection zone between the bias wall 12d and the tank ceiling 16, and the line T2 represents the connection zone between this bias wall 12 and the side wall 12c. Injectors-mixers 10 are evenly distributed over this area, along the tank.
Les injecteurs-mélangeurs 10 d’une cuve ou d’une rangée peuvent avoir des orientations similaires ou différentes. Dans l’exemple de réalisation de la figure 13, les deux injecteurs-mélangeurs 10 situés aux extrémités longitudinales de la cuve sur chaque rangée, sont orientés vers le fond de cuve, d’un angle bhiίh, par exemple compris entre 0 et 45° (figure 12), de préférence entre 0° et 30°, et plus préférentiellement entre 5° et 15°. Cet angle permet de mélanger le plus de gaz liquéfié proche de la paroi transversale verticale car c’est proche des surfaces verticales que le gaz liquéfié se réchauffe puis s’élève vers la surface pour former la strate liquide chaude dont on souhaite éviter la formation. Les autres injecteurs-mélangeurs situés entre ceux situés aux extrémités longitudinales de la cuve de chaque rangée, sont orientés vers le fond de cuve, d’un angle max, qui est supérieur à bhiίh, et par exemple compris entre 45 et 90°, de préférence entre 70° et 90°, et plus préférentiellement entre 80° et 85° (figure 11 ).  Injector-mixers 10 of a tank or row may have similar or different orientations. In the embodiment of FIG. 13, the two injector-mixers 10 located at the longitudinal ends of the tank on each row, are oriented towards the bottom of the tank, of a bhiίh angle, for example between 0 and 45 ° (Figure 12), preferably between 0 ° and 30 °, and more preferably between 5 ° and 15 °. This angle makes it possible to mix the most liquefied gas close to the vertical transverse wall because it is close to the vertical surfaces that the liquefied gas heats up and rises towards the surface to form the hot liquid layer which one wishes to avoid formation. The other injector-mixers located between those located at the longitudinal ends of the tank of each row, are oriented towards the bottom of the tank, an angle max, which is greater than bhiίh, and for example between 45 and 90 °, of preferably between 70 ° and 90 °, and more preferably between 80 ° and 85 ° (Figure 11).
Comme on le voit dans les figures 11 et 12, il est préférable de contrôler l’angle b de sorte à mélanger le minimum de gaz liquéfié dans la cuve, et le maximum de gaz liquéfié en contact avec les parois verticales. Si l’angle est trop faible et que les injecteurs-mélangeurs injectent du gaz liquéfié directement vers le centre de la cuve, le risque est de mélanger un volume central important de gaz liquéfié de la cuve, schématiquement désigné par la référence V. Or, mélanger un grand volume de gaz liquéfié nécessite une puissance de pompage importante, ce qui aurait pour effet non voulu de réchauffé le gaz liquéfié et donc d’augmenter plus rapidement la pression de la cuve. As seen in Figures 11 and 12, it is preferable to control the angle b so as to mix the minimum amount of liquefied gas in the tank, and the maximum liquefied gas in contact with the vertical walls. If the angle is too small and the injector-mixers inject liquefied gas directly towards the center of the tank, the risk is to mix a large central volume of liquified gas tank, schematically designated by the reference V. Or, mix a large volume of liquefied gas requires significant pumping power, which would have unwanted effect of warming the liquefied gas and therefore to increase the pressure of the tank more quickly.
Dans le cas de la figure 11 , la strate liquide de surface est aspirée et refoulée en profondeur afin de la mélanger avec la cargaison. L’inclinaison des injecteurs-mélangeurs 10 vers le bas permet d’aspirer cette strate liquide de surface et de mélanger un faible volume. Les injecteurs-mélangeurs situés à l’avant et à l’arrière de la cuve sont orientés vers le centre de la cuve afin d’éviter que la remontée de GNL réchauffé par les parois verticales avant et arrière.  In the case of Figure 11, the surface liquid layer is sucked and discharged in depth to mix with the cargo. The inclination of the injector-mixers 10 downwards makes it possible to suck up this liquid surface layer and to mix a small volume. The injector-mixers located at the front and the rear of the tank are oriented towards the center of the tank to prevent the rise of LNG heated by the vertical walls front and rear.
La figure 14 illustre un cas où les injecteurs-mélangeurs sont orientés vers le haut de cuve et ne permettent pas de mélanger un volume inférieur de gaz liquéfié contenu dans la cuve. La strate liquide est efficacement brisée du fait de la proximité des injecteurs-mélangeurs avec la surface ce qui permet avantageusement de réduire la puissance nécessaire au renouvellement de cette strate liquide de surface mais la faible puissance de pompage risque tout de même de réchauffer le GNL qui reste dans la partie supérieure de la cuve. La position des injecteurs-mélangeurs est avantageusement rendue possible du fait de la présence de l’angle renforcé (zone de liaison décrite précédemment) entre la paroi verticale et la paroi oblique supérieure. Les injecteurs-mélangeurs sont orientés vers le haut de cuve, d’un angle max, qui est supérieur à bhiίh, et par exemple compris entre 0 et 60°, de préférence 0° et 30°, et plus préférentiellement 15° et 30° (figure 14).  FIG. 14 illustrates a case where the injector-mixers are oriented towards the top of the tank and do not make it possible to mix a lower volume of liquefied gas contained in the tank. The liquid stratum is effectively broken because of the proximity of the injector-mixers with the surface, which advantageously makes it possible to reduce the power necessary for the renewal of this liquid surface layer, but the low pumping power may still warm the LNG which remains in the upper part of the tank. The position of the injector-mixers is advantageously made possible due to the presence of the reinforced angle (connection zone described above) between the vertical wall and the upper oblique wall. The injector-mixers are oriented towards the top of the tank, of an angle max, which is greater than bhiίh, and for example between 0 and 60 °, preferably 0 ° and 30 °, and more preferably 15 ° and 30 ° (Figure 14).
Les figures 15 et 16 illustrent d’autres cas où l’injecteur-mélangeur d’une première rangée latérale, et l’injecteur-mélangeur de la seconde rangée latérale et situé en regard de l’injecteur-mélangeur de la première rangée, n’ont pas les mêmes orientations. Dans le cas de la figure 15, la strate liquide est efficacement brisée du fait de la proximité des injecteurs-mélangeurs avec la surface ce qui permet avantageusement de réduire la puissance nécessaire au renouvellement de cette strate liquide de surface mais la faible puissance de pompage risque tout de même de réchauffer le GNL qui reste dans la partie supérieure de la cuve. Une première rampe d’injecteurs-mélangeurs orientée vers le haut refoule du gaz liquéfié vers la deuxième rampe d’injecteurs- mélangeurs opposée latéralement et orienté horizontalement qui la refoule vers la première rampe d’injecteurs-mélangeurs. Les premiers injecteurs- mélangeurs sont orientés vers le haut de cuve, d’un angle max, qui est supérieur à bhiίh, et par exemple compris entre 0 et 60°, de préférence entre 15° et 60°, et plus préférentiellement entre 30° et 45° (figure 15). Les deuxièmes injecteurs-mélangeurs sont orientés vers le fond de cuve, d’un angle max, qui est supérieur à bhiίh, et par exemple compris entre 0 et 30°, et de préférence entre 0° et 15° (figure 15). Le volume mélangé semble faible. Les deux rampes fonctionnant de concert favorise une plus faible puissance de mélange. Dans le cas de la figure 16, la particularité par rapport au cas de la figure 15 est l’orientation de la deuxième rampe d’injecteurs-mélangeurs, qui est avantageusement orientée vers le fond d’un angle b afin de refouler en profondeur et de mélanger la strate liquide de surface avec le GNL du fond plus froid b est compris entre bίt^c, qui est supérieur à bίtph, et est par exemple compris entre 90 et 30°, de préférence entre 90° et 60°, et plus préférentiellement entre 85° et 75° (figure 16). Le volume mélangé semble faible. Les deux rampes fonctionnant de concert favorise une plus faible puissance de mélange et donc un faible réchauffement lié au pompage. Figures 15 and 16 illustrate other cases where the injector-mixer of a first lateral row, and the injector-mixer of the second lateral row and located opposite the injector-mixer of the first row, n do not have the same orientations. In the case of FIG. 15, the liquid stratum is effectively broken due to the proximity of the injector-mixers to the surface, which advantageously makes it possible to reduce the power necessary for the renewal of this liquid surface layer, but the low power of pumping may still warm the LNG remaining in the upper part of the tank. A first upwardly directed injector-mixer manifold delivers liquefied gas to the second laterally oriented and horizontally oriented second injector-mixer manifold which delivers it to the first injector-mixer manifold. The first injector-mixers are oriented towards the top of the tank, of an angle max, which is greater than bhiίh, and for example between 0 and 60 °, preferably between 15 ° and 60 °, and more preferably between 30 ° and 45 ° (Figure 15). The second injector-mixers are oriented towards the bottom of the tank, of an angle max, which is greater than bhiίh, and for example between 0 and 30 °, and preferably between 0 ° and 15 ° (Figure 15). The mixed volume seems weak. The two ramps working together promotes a lower mix power. In the case of FIG. 16, the particularity with respect to the case of FIG. 15 is the orientation of the second nozzle-mixer ramp, which is advantageously oriented towards the bottom of an angle b in order to push back in depth and mixing the liquid surface layer with the LNG of the colder bottom b is between Bίt ^ c, which is greater than Bίtph, and is for example between 90 and 30 °, preferably between 90 ° and 60 °, and more preferably between 85 ° and 75 ° (Figure 16). The mixed volume seems weak. The two ramps working in concert promotes a lower mixing power and thus a low warming related to pumping.
Des injecteurs-mélangeurs 10 ayant des orientations différentes peuvent toutefois être associés entre eux pour que l’ensemble du volume de gaz liquéfié stocké dans une cuve soit efficacement mélangé et donc impacté par le gaz liquéfié injecté dans la cuve.  Injectors-mixers 10 having different orientations can however be associated with each other so that the entire volume of liquefied gas stored in a tank is effectively mixed and therefore impacted by the liquefied gas injected into the tank.
Les figures 17 à 20 illustrent plusieurs possibilités d’alimentation des injecteurs-mélangeurs. La figure 17 illustre le cas ou les rangées des deux côtés sont alimentés en parallèle. La figure 18 illustre le cas ou les rangées des deux côtés sont alimentés de manière indépendante. La figure 19 illustre le cas ou la cuve comprend une ou plusieurs rangée(s) dont les conduites d’alimentation 34 traversent une paroi de la cuve, et la figure 20 illustre le cas ou la cuve comprend une ou plusieurs rangée(s) dont les conduites d’alimentation 34 ne traversent pas de paroi de la cuve. Les conduites 34 sont alors logées, avec la pompe et les injecteurs-mélangeurs, dans la cuve, de façon à avoir un système entièrement autonome. C’est particulièrement intéressant car, dans le cas des navires propulsés au GNL, le code peut requérir d’isoler la cuve en cas d’avarie sur le navire ou une partie du navire et le système de mélange ne serait alors plus opérationnel si la cuve était isolée. FIGS. 17 to 20 illustrate several possibilities of feeding injectors-mixers. Figure 17 illustrates the case where the rows of the two sides are fed in parallel. Figure 18 illustrates the case where the rows of the two sides are independently powered. FIG. 19 illustrates the case where the tank comprises one or more rows, the supply lines of which pass through a wall of the tank, and FIG. 20 illustrates the case where the tank comprises one or more rows of which the pipes feed 34 do not cross wall of the tank. The lines 34 are then housed, with the pump and the injector-mixers, in the tank, so as to have a completely autonomous system. This is particularly interesting because, in the case of LNG-powered vessels, the code may require the tank to be isolated in the event of damage to the vessel or part of the vessel, and the mixing system would no longer be operational if the tank was isolated.
Les figures 4 à 6 illustrent un autre des aspects de l’invention dans lequel les moyens d’injection de gaz comprennent au moins un injecteur- mélangeur 10 qui est situé dans une zone inférieure de la cuve 12 s’étendant entre 0 et 25% de la hauteur de cuve mesurée depuis le fond de cuve 14. FIGS. 4 to 6 illustrate another aspect of the invention in which the gas injection means comprise at least one injector-mixer 10 which is located in a lower zone of the tank 12 extending between 0 and 25% the height of the tank measured from the bottom of the tank 14.
En plus de la cuve 12 et de l’injecteur-mélangeur 10, le dispositif de stockage de gaz liquéfié comporte des moyens de prélèvement de gaz, ici sous forme liquide. Les moyens de prélèvement comprennent ici une pompe 20 immergée dans le gaz liquéfié et située de préférence en fond de cuve.  In addition to the tank 12 and the injector-mixer 10, the liquefied gas storage device comprises gas sampling means, here in liquid form. The sampling means here comprise a pump 20 immersed in the liquefied gas and preferably located at the bottom of the tank.
Le gaz liquéfié peut être prélevé et injecté dans la même cuve, ou dans une cuve différente.  The liquefied gas can be taken and injected into the same tank, or into a different tank.
La pompe 20 est raccordée à l’injecteur-mélangeur 10, directement ou par l’intermédiaire de moyens de sous-refroidissement 22. Les moyens de sous-refroidissement sont par exemple du type précité. Les moyens de sous- refroidissement peuvent être configurés pour diminuer la température du gaz liquéfié prélevé par la pompe, d’environ 10°C.  The pump 20 is connected to the injector-mixer 10, directly or via subcooling means 22. The sub-cooling means are for example of the aforementioned type. The subcooling means may be configured to decrease the temperature of the liquefied gas taken by the pump by about 10 ° C.
La cuve 12 peut être du type « tout remplissage » ou du type « à remplissage restreint ». Dans les deux cas, elle peut être remplie avec un talon de gaz liquéfié en fond de cuve, représentant au plus 10% du volume interne total de la cuve. Dans le cas d’une cuve tout remplissage, cette cuve peut comprendre un volume quelconque de gaz liquéfié.  The tank 12 may be of the "all filling" type or the "restricted filling" type. In both cases, it can be filled with a heel of liquefied gas at the bottom of the tank, representing at most 10% of the total internal volume of the tank. In the case of a full-fill tank, this tank may comprise any volume of liquefied gas.
L’injecteur-mélangeur 10 est positionné et conçu pour injecter du gaz liquéfié prélevé (et éventuellement sous-refroidi) sous l’interface 18, de façon à ce que le flux de gaz liquéfié mélange le gaz liquéfié contenu dans la cuve 12.  The injector-mixer 10 is positioned and designed to inject liquefied gas taken (and possibly subcooled) under the interface 18, so that the flow of liquefied gas mixes the liquefied gas contained in the tank 12.
L’injection et le mélange de gaz liquéfié dans le talon d’une cuve permet de limiter les évaporations du talon et le conserver froid pour le refroidissement avant chargement, sans pour autant refroidir l’atmosphère de la cuve. Le fait de conserver un talon liquide froid permet de réduire l’excédent de gaz au début du chargement. Injection and mixing of liquefied gas in the heel of a tank allows to limit the evaporation of the heel and keep it cold for cooling before loading, without cooling the atmosphere of the tank. Keeping a cold liquid heel helps reduce excess gas at the beginning of loading.
L’injection et le mélange de gaz liquéfié dans un volume plus important d’une cuve permet de limiter le risque de stratification en température du gaz liquéfié dans la cuve. Il est préférable de s’assurer que la cinétique de mélange et l’orientation du flux de liquide permettent d’assurer un mélange suffisant dans le sens de la hauteur de la cuve. En effet, le ciel gazeux a naturellement tendance à stratifier en température lorsqu’il y a moins d’évaporation. C’est-à- dire que le gaz chaud s’accumule au niveau du plafond car il est plus léger, ce qui réduit très fortement le flux thermique venant de l’extérieur. Refroidir l’atmosphère de la cuve (via un retour par des rampes de pulvérisation) augmenterait donc le flux thermique et nécessiterait donc d’utiliser le sous- refroidissement à plus grande capacité pour compenser le flux thermique, ce qui représenterait une perte d’énergie et donc de gaz liquéfié. Si le ciel gazeux a stratifié en température, refroidir l’atmosphère de la cuve, via un retour par des rampes de pulvérisation, même si ce GNL est sous-refroidi, pourrait avoir comme effet d’augmenter la pression de cuve, car le GNL dispersé s’évaporerait en refroidissant l’isolant de la cuve qui s’est réchauffée. C’est une fois l’isolant refroidi que l’injection de GNL sous-refroidi permettrait de contrôler voire baisser la pression de cuve. L’injection et le mélange de gaz liquéfié dans le talon d’une cuve permettrait donc d’agir contrôler/baisser la pression de cuve instantanément même dans le cas où le ciel gazeux s’est réchauffé.  The injection and the mixing of liquefied gas in a larger volume of a tank limits the risk of temperature stratification of the liquefied gas in the tank. It is preferable to ensure that the kinetics of mixing and the orientation of the liquid flow make it possible to ensure sufficient mixing in the direction of the height of the tank. Indeed, the gaseous sky naturally tends to stratify in temperature when there is less evaporation. That is to say that the hot gas accumulates at the level of the ceiling because it is lighter, which greatly reduces the heat flow coming from the outside. Cooling the tank atmosphere (via a return via spray bars) would therefore increase heat flow and would therefore require the use of subcooling at higher capacity to compensate for heat flow, which would represent a loss of energy. and therefore liquefied gas. If the gaseous sky has stratified in temperature, cooling the atmosphere of the tank, via a return by spray bars, even if this LNG is undercooled, could have the effect of increasing the tank pressure, because the LNG dispersed would evaporate by cooling the insulator of the heated tank. It is once the insulation cooled that the LNG injection undercooled would control or lower the tank pressure. The injection and the mixture of liquefied gas in the heel of a tank would therefore act to control / lower the tank pressure instantly even in the case where the gas head has warmed.
Avantageusement, l’injecteur-mélangeur 10 est configuré pour injecter un flux de gaz liquéfié dans une direction qui est inclinée vers le haut d’un angle a par rapport à un plan horizontal (figure 6). L’angle a est par exemple compris entre 5° et 85°, de préférence entre 15 et 75°, et plus préférentiellement entre 30 et 60°.  Advantageously, the injector-mixer 10 is configured to inject a stream of liquefied gas in a direction which is inclined upwards by an angle α with respect to a horizontal plane (FIG. 6). The angle a is for example between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °.
Comme on le voit dans les figures 4, 6, 21 à 24, 30 et 31 qui illustrent des cuves où le dispositif d’injection est positionné en bas de cuve, il est préférable de contrôler l’angle a de sorte que le dispositif de mélange soit utilisation en cas ballast (figures 4, 23 et 24 et 30) ainsi qu’en cas laden (figures 21 , 22 et 30). As can be seen in FIGS. 4, 6, 21 to 24, 30 and 31 which illustrate tanks where the injection device is positioned at the bottom of the tank, it is preferable to control the angle a so that the device mix either use in ballast case (FIGS. 4, 23 and 24 and 30) as well as laden case (FIGS. 21, 22 and 30).
- Dans le cas ballast (cuve presque vide), cette configuration permet de brasser le liquide sur la majorité de la longueur de la cuve (grande distance via un angle suffisamment faible, c’est-à-dire proche de l’horizontale). Un angle trop important (c’est-à-dire proche de la verticale) pourrait disperser le liquide dans l’espace gazeux, ce qui refroidirait le gaz et donc augmenterait les transferts thermiques. Dans le cas d’utilisation de moyens de sous-refroidissement 22, un angle trop important générerait aussi une accumulation du liquide injecté proche de l’injecteur et des moyens de prélèvement et rendrait possible un re prélèvement du liquide injecté vers les moyens de sous-refroidissement ; le risque est de geler le liquide sous-refroidi.  - In the case ballast (almost empty tank), this configuration makes it possible to stir the liquid on the majority of the length of the tank (large distance via a sufficiently weak angle, that is to say close to the horizontal). An excessive angle (that is to say close to the vertical) could disperse the liquid in the gas space, which would cool the gas and thus increase heat transfer. In the case of using subcooling means 22, an excessive angle would also generate an accumulation of the injected liquid close to the injector and the sampling means and make it possible to re-take the liquid injected to the sub-cooling means. cooling; the risk is to freeze the subcooled liquid.
- Dans le cas laden (cuve presque pleine), un angle suffisamment important (c’est-à-dire proche de la verticale), permet de brasser le liquide sur la majorité de la hauteur de la cuve, de telle sorte que la température du liquide soit homogène sur toute la hauteur de liquide, et ainsi éviter la formation d’une strate liquide chaude à la surface. Un angle trop faible (c’est-à-dire proche de l’horizontale), ne permettrait pas d’atteindre la surface liquide où se forme la strate liquide chaude. Dans le cas d’utilisation de moyens de sous- refroidissement, un angle trop faible générerait une accumulation du liquide injecté au fond de la cuve et proche des moyens de prélèvement et rendrait possible un re-prélèvement du liquide injecté vers les moyens de sous- refroidissement ; le risque est de geler le liquide sous-refroidi. Le risque est aussi de dépressuriser brutalement la cuve en cas d’homogénéisation du liquide sous-refroidi qui se serait accumulé en fond de cuve, avec une ouverture possible des soupapes de sécurité si la pression chute en dessous de l’atmosphère.  - In the laden case (almost full tank), a sufficiently large angle (that is to say close to the vertical), allows to stir the liquid on the majority of the height of the tank, so that the temperature liquid is homogeneous over the entire height of liquid, and thus avoid the formation of a hot liquid layer on the surface. An angle too low (that is to say close to the horizontal), would not reach the liquid surface where the hot liquid layer is formed. In the case of using subcooling means, a too small angle would generate an accumulation of the liquid injected at the bottom of the tank and close to the sampling means and make possible a re-sampling of the injected liquid to the means of sub-cooling. cooling; the risk is to freeze the subcooled liquid. The risk is also to suddenly depressurize the tank in the event of homogenization of the subcooled liquid that would have accumulated at the bottom of the tank, with possible opening of the safety valves if the pressure drops below the atmosphere.
Toujours dans le cas des figures 4, 6, 21 à 24, 30 et 31 , le débit injecté pourra être avantageusement contrôlé en fonction de la hauteur de liquide dans la cuve. Dans une cuve presque vide, le débit pourra être réduit de telle sorte de limiter la puissance consommée des moyens de prélèvement et de ne pas disperser le liquide dans l’espace gazeux (ce qui refroidirait le gaz et donc augmenterait les transferts thermiques). Le débit pourra être augmenté de telle sorte de brasser le liquide sur la majorité de la hauteur de la cuve, afin d’atteindre la surface et ainsi d’éviter la formation d’une strate liquide chaude à la surface. Ce contrôle de débit pourra être réalisé de plusieurs sortes, par exemple par un variateur de vitesse du moyen de prélèvement ou par un jeu de vannes de contrôle. Still in the case of Figures 4, 6, 21 to 24, 30 and 31, the injected flow can be advantageously controlled depending on the height of the liquid in the tank. In a nearly empty tank, the flow rate can be reduced so as to limit the power consumed by the sampling means and not to disperse the liquid in the gas space (which would cool the gas and therefore increase heat transfer). The flow rate can be increased so as to stir the liquid over most of the height of the tank, in order to reach the surface and thus avoid the formation of a hot liquid layer on the surface. This flow control can be realized of several kinds, for example by a speed variator of the sampling means or by a set of control valves.
Ceci permet de faciliter le mélange du gaz liquéfié dans la cuve, sur sensiblement toute la hauteur du gaz liquéfié et sur une distance la plus grande possible, comme cela est schématiquement représenté par les flèches à la figure 4.  This makes it possible to facilitate the mixing of the liquefied gas in the tank over substantially the entire height of the liquefied gas and over as large a distance as possible, as is schematically represented by the arrows in FIG.
La cuve 12 a une forme générale parallélépipédique et allongée, et peut être chanfreinée comme cela est visible aux figures 4 et 5. La cuve 12 comprend une extrémité longitudinale arrière 12a et une extrémité longitudinale avant 12b.  The vessel 12 has a generally parallelepipedal and elongated shape, and can be chamfered as can be seen in FIGS. 4 and 5. The vessel 12 comprises a rear longitudinal end 12a and a longitudinal end 12b before.
Dans l’exemple représenté, la pompe 20 et l’injecteur-mélangeur 10 sont situés à l’extrémité arrière 12a de la cuve 12. Ils peuvent être situés sensiblement au droit du dôme liquide de la cuve. Dans ce cas, la pompe 20 et l’injecteur-mélangeur 10 peuvent être raccordées à des conduites verticales de la tour de pompage. Ces conduites peuvent alors supporter l’injecteur 10.  In the example shown, the pump 20 and the injector-mixer 10 are located at the rear end 12a of the tank 12. They can be located substantially to the right of the liquid dome of the tank. In this case, the pump 20 and the injector-mixer 10 can be connected to vertical pipes of the pumping tower. These pipes can then support the injector 10.
Comme évoqué dans ce qui précède, l’injecteur-mélangeur 10 est positionné de façon à ce qu’il puisse entraîner un mélange d’un volume optimal de gaz liquéfié dans la cuve. La puissance de l’injecteur-mélangeur, c'est-à-dire le débit de flux liquide qu’il peut délivrer, dépend notamment de la puissance de la pompe 20. Avantageusement, cette pompe est celle équipant déjà la cuve et en particulier la tour de pompage et a donc une puissance limitée, par exemple inférieure ou égale à 100m3/h, et par exemple inférieure ou égale à 60m3/h. As mentioned above, the injector-mixer 10 is positioned so that it can cause a mixture of an optimum volume of liquefied gas in the tank. The power of the injector-mixer, that is to say the flow of liquid flow that it can deliver, depends in particular on the power of the pump 20. Advantageously, this pump is the one already equipping the tank and in particular the pumping tower and therefore has a limited power, for example less than or equal to 100m 3 / h, and for example less than or equal to 60m 3 / h.
La pompe pourrait être du type à vitesse et donc à débit variable. Ceci permet notamment d’adapter la puissance de la pompe et donc le débit du flux de liquide injecté par l’injecteur-mélangeur au volume de gaz liquéfié dans la cuve et donc au niveau de remplissage de la cuve.  The pump could be of the speed type and therefore of variable flow rate. This allows in particular to adapt the power of the pump and therefore the flow rate of the liquid flow injected by the injector-mixer to the volume of liquefied gas in the tank and therefore to the filling level of the tank.
Pour remédier à ceci et permettre un mélange du volume total de gaz liquéfié dans la cuve, il est envisageable d’équiper la cuve de plusieurs injecteurs-mélangeurs 10, comme illustré à la figure 13 et décrit dans ce qui précède. To remedy this and allow a mixture of the total volume of liquefied gas in the tank, it is conceivable to equip the tank with several injectors-mixers 10, as illustrated in Figure 13 and described above.
Comme on le voit dans les figures 21 à 24 qui illustrent des cuves tout remplissage ou à remplissage restreint, il est préférable de contrôler l’angle a de sorte à mélanger le maximum de gaz liquéfié dans la cuve. Si l’angle a est trop faible et que les injecteurs-mélangeurs injectent du gaz liquéfié directement vers la paroi de fond, le risque est de ne pas mélanger tout le gaz liquéfié de la cuve. Des injecteurs-mélangeurs orientés vers le bas peuvent être associés dans une même cuve à des injecteurs-mélangeurs orientés vers le haut (figures 11 -13 et 24).  As can be seen in FIGS. 21 to 24 which illustrate all filling or restricted filling vessels, it is preferable to control the angle α so as to mix the maximum amount of liquefied gas in the vessel. If the angle a is too low and the injector-mixers inject liquefied gas directly to the bottom wall, the risk is not to mix all the liquefied gas in the tank. Downwardly directed injector-mixers may be combined in the same vessel with upwardly directed injector-mixers (Figures 11 -13 and 24).
Des injecteurs-mélangeurs ayant des orientations différentes peuvent ainsi être associés entre eux pour que l’ensemble du volume de gaz liquéfié stocké dans une cuve soit efficacement mélangé et donc impacté par le gaz liquéfié injecté dans la cuve.  Injectors-mixers with different orientations can thus be associated with each other so that the entire volume of liquefied gas stored in a tank is efficiently mixed and thus impacted by the liquefied gas injected into the tank.
Les orientations et le nombre des injecteurs-mélangeurs 10 sont donc choisis pour favoriser un bon mélange du gaz liquéfié dans la cuve, limiter la recirculation de gaz liquéfié sous-refroidi vers la pompe, et légèrement vers le haut pour limiter l’accumulation du gaz sous-refroidi qui est plus lourd (stratification en température du liquide si la cuve est remplie). L’injection au plus proche du fond de la cuve permet au gaz liquéfié injecté de rester dans le liquide à faible remplissage, de limiter au maximum le refroidissement du ciel gazeux (au pire, l’injection provoquera une déformation de la surface libre du gaz liquéfié à l’interface), et de ne pas aspirer de gaz par effet venturi par exemple.  The orientations and the number of the injector-mixers 10 are therefore chosen to promote a good mixture of the liquefied gas in the tank, limit the recirculation of liquefied gas undercooled to the pump, and slightly upwards to limit the accumulation of gas subcooled which is heavier (stratification in temperature of the liquid if the tank is filled). The injection closer to the bottom of the tank allows the liquefied gas injected to remain in the liquid with low filling, to minimize the cooling of the sky gas (at worst, the injection will cause a deformation of the free surface of the gas liquefied at the interface), and not to suck gas by venturi effect for example.
Les dispositifs des figures 21 à 24 montrent que les moyens de prélèvement de liquide (pompe 20) peuvent être reliés aux injecteurs- mélangeurs 10 par des conduites 34, et l’ensemble (y compris les conduites 34) est situé à l’intérieur de la cuve, ce qui évite d’avoir des traversées de parois susceptibles de générer des problèmes d’étanchéité.  The devices of FIGS. 21 to 24 show that the liquid collection means (pump 20) can be connected to the injector-mixers 10 via lines 34, and the assembly (including the lines 34) is situated inside the the tank, which avoids having wall penetrations likely to cause sealing problems.
Les conduites s’étendent au moins en partie sensiblement parallèlement et à proximité de la paroi de fond de la cuve, et de préférence jusqu’à au moins une paroi latérale de cette cuve. Dans le cas illustré dans les dessins où la pompe est située au centre et au fond de la cuve, les conduites peuvent s’étendre dans des directions opposées le long de la paroi de fond et jusqu’aux parois latérales de la cuve. Les conduites peuvent être configurées pour épouser la forme spécifique du fond de cuve et en particulier celle des chanfreins de liaison entre les parois de fond et latérales de la cuve. The pipes extend at least partly substantially parallel and close to the bottom wall of the tank, and preferably to at least one side wall of the tank. In the case illustrated in the drawings where the pump is located in the center and bottom of the tank, the pipes can extend in opposite directions along the bottom wall and to the side walls of the tank. The pipes can be configured to match the specific shape of the bottom of the tank and in particular that of the connecting bevels between the bottom and side walls of the tank.
Dans la variante de réalisation de la figure 25, une rampe d’injecteur(s)- mélangeur(s) en partie supérieure de cuve est combinée avec une autre rampe en partie inférieure afin qu’elles puissent fonctionner de concert. Celle en partie haute refoule le liquide de surface afin d’empêcher la formation d’une strate liquide chaude en surface vers les injecteurs positionnés en fond de cuve. Le liquide aspiré est celui en contact avec la paroi verticale pour le renvoyer vers la première rampe d’injecteurs. Cette circulation forcée du liquide aux abords des parois verticales et de la surface permet d’empêcher la formation d’une strate liquide (car la strate liquide de surface est constituée de GNL réchauffé à travers les parois verticales).  In the embodiment of Figure 25, an injector (s) - mixer (s) at the top of the tank is combined with another ramp in the lower part so that they can work together. That in the upper part displaces the surface liquid in order to prevent the formation of a hot liquid layer on the surface towards the injectors positioned at the bottom of the tank. The aspirated liquid is the one in contact with the vertical wall to return it to the first inlet manifold. This forced circulation of the liquid around the vertical walls and the surface makes it possible to prevent the formation of a liquid layer (because the liquid surface layer consists of heated LNG through the vertical walls).
Dans la variante de réalisation de la figure 26, une rampe d’injecteur(s)- mélangeur(s) en partie supérieure de cuve est combinée avec une autre rampe en partie inférieure afin qu’elles puissent fonctionner de concert. Celle en partie haute refoule le liquide de surface vers le fond afin d’empêcher la formation d’une strate liquide chaude en surface vers les injecteurs positionnés en fond de cuve. Cette circulation forcée du liquide aux abords des parois verticales et de la surface permet d’empêcher la formation d’une strate liquide (car la strate liquide de surface est constituée de GNL réchauffé à travers les parois verticales). En effet, l’angle des éjecteurs permet de renouveler efficacement le liquide en contact avec les parois verticales.  In the embodiment of Figure 26, an injector (s) - mixer (s) in the upper part of the tank is combined with another ramp in the lower part so that they can work together. That in the upper part forces the surface liquid towards the bottom to prevent the formation of a hot liquid layer on the surface towards the injectors positioned at the bottom of the tank. This forced circulation of the liquid around the vertical walls and the surface makes it possible to prevent the formation of a liquid layer (because the liquid surface layer consists of heated LNG through the vertical walls). Indeed, the angle of the ejectors makes it possible to effectively renew the liquid in contact with the vertical walls.
Comme évoqué dans ce qui précède, les deux aspects de l’invention peuvent être combinés si bien qu’une même cuve peut être équipée de plusieurs injecteurs-mélangeurs donc certains sont orientés vers le haut et d’autres vers le bas. Les injecteurs-mélangeurs peuvent en outre être orientés plus vers la droite ou plus vers la gauche, c’est-à-dire plus vers l’avant ou plus vers l’arrière du navire dans le cas où les injecteurs-mélangeurs sont situés sur les côtés longitudinaux du navire. Plusieurs configurations de positionnements et d’orientations des injecteurs-mélangeurs d’une cuve sont ainsi envisageables. As mentioned above, the two aspects of the invention can be combined so that one tank can be equipped with several injector-mixers so some are oriented upwards and others down. The injector-mixers may also be oriented more to the right or more to the left, that is to say more towards the front or more towards the rear of the ship in the case where the injector-mixers are located on the longitudinal sides of the ship. Several configurations of positions and orientations of the injectors-mixers of a tank are thus conceivable.
Les figures 1 , 11 -12 et 14 à 26 illustrent un autre avantage de l’invention.Figures 1, 11-12 and 14-26 illustrate another advantage of the invention.
Les injecteurs-mélangeurs 10, et éventuellement les pompes 20, sont positionnés les uns par rapport aux autres et configurés de façon à générer à la fois des effets d’aspiration dans la cuve et des effets de refoulement dans la cuve. Ces effets d’aspiration et de refoulement provoquent un cycle de brassage prédéterminé du gaz liquéfié dans la cuve, qui est illustré par les flèches formant des boucles fermées. The injector-mixers 10, and possibly the pumps 20, are positioned relative to each other and configured so as to generate both suction effects in the tank and discharge effects in the tank. These suction and discharge effects cause a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the vessel, which is illustrated by the arrows forming closed loops.
Les injecteurs-mélangeurs 10 peuvent à eux seuls générer un effet de refoulement par injection de gaz liquéfié et un effet d’aspiration du fait de la dépression créée dans la zone d’injection. On comprendra par ailleurs que les pompes 20 peuvent générer un effet d’aspiration.  The injector-mixers 10 can alone generate a discharge effect by liquefied gas injection and suction effect due to the depression created in the injection zone. It will further be understood that the pumps 20 can generate a suction effect.
Le cycle de brassage est avantageusement conçu de façon à ce que du gaz liquéfié circule sensiblement parallèlement à l’interface liquide-gaz dans la cuve, et à proximité de cette interface. Ceci permet de limiter le risque de formation d’une strate liquide chaude à l’interface, et donc d’évaporation du gaz liquéfié.  The brewing cycle is advantageously designed so that liquefied gas circulates substantially parallel to the liquid-gas interface in the tank, and close to this interface. This makes it possible to limit the risk of formation of a hot liquid layer at the interface, and thus of evaporation of the liquefied gas.
Les déplacements naturels convectifs de gaz liquéfié, dus aux variations de température du gaz liquéfié dans la cuve, complètent ce cycle de brassage. C’est par exemple le cas du gaz liquéfié très froid qui est plus lourd que le gaz liquéfié plus chaud, ce dernier ayant tendance à remonter vers l’interface liquide-gaz dans la cuve. Ce gaz liquéfié peut remonter par exemple le long des parois latérales de la cuve, en particulier lorsqu’un cycle de brasage a lieu au centre de la cuve.  Convective natural displacements of liquefied gas, due to temperature variations of the liquefied gas in the tank, complete this brewing cycle. This is for example the case of very cold liquefied gas which is heavier than the liquefied gas hotter, the latter having a tendency to go up towards the liquid-gas interface in the tank. This liquefied gas can rise for example along the side walls of the tank, particularly when a brazing cycle takes place in the center of the tank.
Dans les figures 11 et 12, l’injection vers le bas et au niveau des parois latérales de la cuve provoquent directement le refoulement de gaz liquéfié vers le bas le long de ces parois, et indirectement (par effet induit) l’aspiration de gaz liquéfié depuis le centre de la cuve vers les parois et en particulier vers les injecteurs-mélangeurs. Les effets constatés sont opposés dans la figure 14. L’injection vers le haut et au niveau des parois latérales de la cuve provoquent directement le refoulement de gaz liquéfié vers le haut, et indirectement l’aspiration de gaz liquéfié depuis le centre de la cuve vers les parois et en particulier vers les injecteurs-mélangeurs. In FIGS. 11 and 12, the injection at the bottom and at the level of the side walls of the tank directly cause the upflow of liquefied gas downwards along these walls, and indirectly (by induced effect) the suction of gas liquefied from the center of the tank to the walls and in particular to the injectors-mixers. The effects noted are opposite in Figure 14. The injection upwards and at the side walls of the tank directly cause the upflow of liquefied gas upwards, and indirectly the suction of liquefied gas from the center of the tank towards the walls and in particular towards the injectors-mixers.
Dans le cas des figures 15 et 16, les injecteurs-mélangeurs situés sur un des côtés de la cuve, à gauche sur les dessins, sont orientés vers le haut et refoulent du gaz liquéfié vers les injecteurs-mélangeurs situés du côté opposé, qui sont eux orientés vers le bas et refoulent du gaz liquéfié vers les autres injecteurs-mélangeurs. Le refoulement de gaz liquéfié en sortie des injecteurs- mélangeurs crée des dépressions au niveau des injecteurs-mélangeurs qui attirent le gaz liquéfié refoulé par les autres injecteurs-mélangeurs, d’où la notion de boucle fermée et donc de cycle de brassage.  In the case of FIGS. 15 and 16, the injector-mixers located on one side of the tank, on the left in the drawings, are oriented upwards and deliver liquefied gas to the injectors-mixers situated on the opposite side, which are they face downwards and deliver liquefied gas to the other injectors-mixers. The delivery of liquefied gas at the outlet of the injector-mixers creates depressions at the injector-mixers which attract the liquefied gas discharged by the other injectors-mixers, hence the notion of closed loop and thus of brewing cycle.
Comme cela est visible aux figures 21 à 26, les cycles de brassage induits par les injecteurs-mélangeurs situés sur l’un des côtés de la cuve peuvent être symétriques ou différents de ceux générés par les injecteurs- mélangeurs situés sur l’autre côté de la cuve. Dans ces figures où la pompe 20 est immergée, elle génère elle-même un effet d’aspiration dans la cuve qui participe activement à la création du cycle de brassage. La pompe peut être située au centre de la cuve et générer un effet d’aspiration qui, combiné aux effets de refoulement des injecteurs-mélangeurs situés sur les côtés de la cuve, peut induire un cycle de brassage unique dans la cuve (figures 22 et 24-26) ou des cycles de brassage distincts sur les deux côtés de la cuve (figures 21 et 23).  As can be seen in FIGS. 21 to 26, the stirring cycles induced by the injector-mixers situated on one side of the tank may be symmetrical or different from those generated by the injector-mixers located on the other side of the tank. tank. In these figures where the pump 20 is immersed, it itself generates a suction effect in the tank which actively participates in the creation of the brewing cycle. The pump can be located in the center of the tank and generate a suction effect which, combined with the discharge effects of the injector-mixers located on the sides of the tank, can induce a unique brewing cycle in the tank (FIGS. 24-26) or separate brewing cycles on both sides of the tank (Figures 21 and 23).
Les figures 27 et 28 montrent un exemple particulier d’injecteur- mélangeur 10. Cet injecteur-mélangeur 10 comprend une conduite principale 40 de passage d’un jet principal 42 de liquide, et une conduite secondaire 44 coaxiale à la conduite principale 40 pour le passage forcé d’un jet secondaire 46 de liquide par effet venturi en sortie de la conduite principale 40. Les jets 42, 46 se mélangent alors dans la conduite secondaire 44 et ces jets vont ensuite se mélanger avec le gaz liquéfié 48 dans lequel ils sont injectés, en sortie de la conduite secondaire 44. Un exemple de rapport entre les débits des différents jets est : FIGS. 27 and 28 show a particular example of injector-mixer 10. This injector-mixer 10 comprises a main pipe 40 for the passage of a main jet 42 of liquid, and a secondary pipe 44 coaxial with the main pipe 40 for the forced passage of a secondary jet 46 of liquid by venturi effect at the outlet of the main pipe 40. The jets 42, 46 are then mixed in the secondary pipe 44 and these jets will then mix with the liquefied gas 48 in which they are injected at the outlet of the secondary pipe 44. An example of the relationship between the flows of the different jets is:
o jet principal 42 = 1 part, par exemple 25m3/h, o main jet 42 = 1 part, for example 25m 3 / h,
o jet secondaire 46 = 3 parts, par exemple 75m3/h, o secondary jet 46 = 3 parts, for example 75m 3 / h,
o mélange des jets 42 et 46 = 4 parts, par exemple 100m3/h, o mixing of the jets 42 and 46 = 4 parts, for example 100m 3 / h,
o débit d’entraînement du gaz liquéfié 48 = 12 à 80 parts. o Drive flow of the liquefied gas 48 = 12 to 80 parts.
Cet exemple montre l’efficacité d’un injecteur-mélangeur à effet venturi, qui permet une dilution par quatre du débit de liquide sous-refroidi (sans considérer le débit induit). Il permet en outre déjà un mélange du gaz liquéfié sous-refroidi et limite le risque d’accumulation (stratification) en partie basse de la cuve, et l’effet d’entraînement plus important avec un fluide moins dense et moins visqueux que l’eau.  This example shows the efficiency of a venturi injector-mixer, which allows a dilution by four of the subcooled liquid flow (without considering the induced flow). It also allows a mixture of the liquefied gas undercooled and limits the risk of accumulation (stratification) in the lower part of the tank, and the greater drag effect with a less dense fluid and less viscous than the water.
L’utilisation d’une pompe à débit variable ou d’une pompe plus puissante, comme évoqué dans ce qui précède, permettrait d’augmenter le débit du jet principal mais aussi la vitesse de déchargement et donc la portée du jet. Néanmoins, il serait contre-productif d’augmenter excessivement ce débit car une pompe plus puissante générerait plus de chaleur ce qui augmenterait les évaporations dans la cuve (or par exemple, le but du sous-refroidisseur est de refroidir). Chaque bar de perte de charge entre le jet principal et le jet secondaire peut par exemple augmenter la portée du jet d’environ cinq mètres.  The use of a variable flow pump or a more powerful pump, as mentioned above, would increase the flow of the main jet but also the unloading speed and therefore the range of the jet. Nevertheless, it would be counterproductive to excessively increase this flow because a more powerful pump would generate more heat which would increase evaporations in the tank (for example, the purpose of the subcooler is to cool). Each pressure drop bar between the main jet and the secondary jet can for example increase the range of the jet by about five meters.
La figure 29 illustre et résume plusieurs exemples d’application des différents aspects de l’invention. Figure 29 illustrates and summarizes several examples of application of the various aspects of the invention.
A- La partie droite du dessin illustre les cas pour lesquels il n’y a pas de moyens de refroidissement et/ou de recondensation entre les moyens de prélèvement (pompe) et les moyens d’injection (injecteur-mélangeur) :  A-The right part of the drawing illustrates the cases for which there are no means of cooling and / or recondensation between the sampling means (pump) and the injection means (injector-mixer):
A-1 - Lorsque la cuve est du type à remplissage restreint (type LNGC) : A-1 - When the tank is of the type with restricted filling (type LNGC):
Ce concept est particulièrement pertinent pour les stockages des méthaniers car les remplissages intermédiaires ne sont pas autorisés (10% à 70% non autorisé). Qui plus est, le phénomène de formation de la strate liquide chaude à faible remplissage (talon) est peu probable, donc un système de mélange sur talon est moins efficace. L’invention consiste donc en une ou plusieurs rampes d’injecteurs- mélangeurs localisées dans le liquide au plus proche de l’interface liquide-gaz. This concept is particularly relevant for the storage of LNG carriers because intermediate filling is not allowed (10% to 70% not allowed). Moreover, the phenomenon of formation of the hot liquid layer with low filling (heel) is unlikely, so a system of mixing on heel is less effective. The invention therefore consists of one or more injector-mixer ramps located in the liquid closest to the liquid-gas interface.
Les injecteurs-mélangeurs sont en haut de cuve, dans le liquide, proches de l’interface car l’objectif est de renouveler la strate liquide chaude à l’interface. Ce positionnement est donc le plus efficace pour atteindre la surface étant donné une hauteur de cuve importante (jusqu’à 27m sur les méthaniers).  The injectors-mixers are at the top of the tank, in the liquid, close to the interface because the objective is to renew the hot liquid layer at the interface. This positioning is therefore the most effective to reach the surface given a high tank height (up to 27m on LNG carriers).
Considérant la strate liquide chaude en surface et les flux thermiques provenant des parois verticales, une distribution et une orientation des injecteurs-mélangeurs peut permettre de ne pas mélanger le cœur du liquide et donc réduire la puissance de mélange (car ne participant pas à la formation de la strate liquide chaude), comme dans ce qui précède.  Considering the hot liquid layer on the surface and the thermal flux coming from the vertical walls, a distribution and orientation of the injectors-mixers can make it possible not to mix the core of the liquid and thus to reduce the power of mixing (because not participating in the formation warm liquid layer), as in the above.
Etant donné ce positionnement des injecteurs-mélangeurs (proche de la surface), la pompe peut être du type à débit variable afin de réduire la puissance et donc l’apport thermique généré par le mélange (et donc d’augmenter le temps de montée en pression).  Given this positioning of the injectors-mixers (close to the surface), the pump can be of variable flow type in order to reduce the power and therefore the heat input generated by the mixture (and therefore to increase the rise time by pressure).
A-2- Lorsque la cuve est du type tout remplissage (type LFS, FSRU, G BS, RT, LBV) : A-2- When the tank is of type all filling (type LFS, FSRU, G BS, RT, LBV):
Le dispositif comprend des injecteurs-mélangeurs positionnés en fond de cuve et orientés vers le haut. La pompe est idéalement contrôlée de façon à ce que le débit et la pression d’alimentation des injecteurs-mélangeurs soient adaptés au fur et à mesure que la surface se rapproche des mélangeurs (c’est- à-dire que le niveau de GNL baisse dans la cuve). Cela permet de limiter le refroidissement du ciel gazeux et d’éviter d’arroser le gaz à cause d’un jet trop puissant. Qui plus est, si la pompe est contrôlée de manière variable, ce contrôle permet d’augmenter le temps de montée en pression et de réduire le réchauffement de la pompe.  The device comprises injectors-mixers positioned at the bottom of the tank and oriented upwards. The pump is ideally controlled so that the injector-mixer flow and supply pressure are adjusted as the surface approaches the mixers (ie, the LNG level drops in the tank). This makes it possible to limit the cooling of the gaseous sky and to avoid watering the gas because of a jet that is too powerful. What's more, if the pump is variably controlled, this control can increase the pressure rise time and reduce the heating of the pump.
Particulièrement pour les navires à passagers, le dispositif peut être « autonome » sans aucune sortie de conduites à l’extérieur de la cuve. En effet, en cas d’avarie (exemple des contraintes SOLAS SRTP = Safe Return To Port et du code IGF), la cuve doit être automatiquement isolée (toutes les vannes au niveau des traversées sont donc automatiquement fermées). Le temps de montée en pression doit de préférence être suffisamment long pour permettre un retour du navire et de ses passagers au port sans dégazage du réservoir (contrainte SRTP) ou être supérieur à 15 jours (contrainte du code IGF). Especially for passenger ships, the device can be "autonomous" without any outlets of pipes outside the tank. Indeed, in the event of damage (example of SOLAS constraints SRTP = Safe Return To Port and the IGF code), the tank must be automatically isolated (all the valves at the level of the crossings are thus automatically closed). Time to pressure build-up should preferably be long enough to allow a return of the ship and its passengers to port without degassing of the tank (SRTP constraint) or be greater than 15 days (constraint of the IGF code).
B- La partie gauche sur le dessin illustre les cas pour lesquels il y a des moyens de refroidissement et/ou de recondensation entre les moyens de prélèvement (pompe) et les moyens d’injection (injecteur-mélangeur) : B-The left part in the drawing illustrates the cases for which there are cooling and / or recondensation means between the sampling means (pump) and the injection means (injector-mixer):
Dans chacun des concepts ci-dessous, le principe clé recherché est de pouvoir réinjecter la puissance froide (transportée par le GNL sous-refroidi) dans le liquide et pas dans le ciel gazeux.  In each of the concepts below, the key principle sought is to be able to reinject the cold power (transported by the sub-cooled LNG) into the liquid and not into the gaseous sky.
En effet, réinjecter la majorité de la puissance froide dans le ciel gazeux aura pour effet d’abord une chute de la pression significative due au refroidissement du ciel gazeux, puis le refroidissement du massif isolant de la cuve entraînera une évaporation du GNL dispersé ce qui augmentera la pression de manière significative pendant la durée du refroidissement. Enfin, le refroidissement du ciel gazeux forcera le flux de chaleur rentrant en partie haute de cuve et donc une partie significative du GNL réinjecté dans le ciel gazeux sera alors inutilement vaporisé, ce qui limiterait la puissance froide fournie au liquide. D’autant que celle-ci sera distribuée qu’à la surface libre du liquide, ce qui ferait que la cinétique de diffusion serait lente.  In fact, reinjecting the majority of the cold power into the gaseous sky will first result in a drop in the significant pressure due to the cooling of the gaseous sky, then the cooling of the insulating mass of the tank will cause evaporation of the dispersed LNG which will increase the pressure significantly during the cooling period. Finally, the cooling of the gaseous sky will force the heat flow entering the upper part of the tank and therefore a significant portion of the LNG reinjected into the gaseous sky will then be unnecessarily vaporized, which would limit the cold power supplied to the liquid. Especially since it will be distributed only on the free surface of the liquid, which would make diffusion kinetics slow.
Au contraire, l’invention propose de réinjecter la puissance froide directement dans le liquide sous la surface libre afin de réduire l’influence sur température et la pression du ciel gazeux. De plus, injecter sous la surface libre permettra de créer un effet de mélange et de brassage en jouant sur la cinétique du liquide à la sortie de la ligne de retour, son orientation, son élévation etc.  On the contrary, the invention proposes to reinject the cold power directly into the liquid under the free surface in order to reduce the influence on temperature and the pressure of the gaseous sky. In addition, injecting under the free surface will create a mixing effect and stir by playing on the kinetics of the liquid at the exit of the return line, its orientation, its elevation etc.
Pour ces cas, il n’est pas forcément nécessaire de distribuer les injecteurs-mélangeurs de manière homogène dans la cuve car on cherche simplement à diluer le liquide injecté avec le liquide déjà présent (et non à atteindre l’interface liquide-gaz).  For these cases, it is not necessarily necessary to distribute the injector-mixers homogeneously in the tank because one simply seeks to dilute the injected liquid with the liquid already present (and not to reach the liquid-gas interface).
B-1 - Lorsque la cuve est remplie : La cuve est chargée (après chargement et avant déchargement). L’injection et le mélange en haut de cuve favorisent un bon mélange du GNL sous-refroidi avec le GNL stocké. En effet, le GNL injecté est plus froid donc plus lourd que celui environnant, ce qui justifie le positionnement en partie haute de la cuve légèrement sous la surface et faiblement orienté vers le bas avec un angle a relativement faible pour mélanger au maximum l’avant de la cuve. En variante ou caractéristique additionnelle, l’injection de GNL pourrait avoir lieu par le biais des rampes de pulvérisation, donc dans le ciel gazeux. B-1 - When the tank is full: The tank is loaded (after loading and before unloading). Injection and mixing at the top of the tank promotes a good mix of the sub-cooled LNG with stored LNG. In fact, the injected LNG is colder and therefore heavier than the surrounding one, which justifies the positioning in the upper part of the tank slightly below the surface and slightly downwards with a relatively low angle α to mix the front as much as possible. of the tank. Alternatively or additional feature, the injection of LNG could take place through the spray booms, so in the sky gas.
B-2- Lorsque la cuve est vide ou partiellement remplie : B-2- When the tank is empty or partially filled:
Lorsque la cuve est vide (voyage ballast avant chargement) ou à un niveau de remplissage intermédiaire. L’injection et le mélange permettent de couper les évaporations du talon, de le conserver froid pour le refroidissement avant chargement sans pour autant refroidir l’atmosphère de la cuve.  When the tank is empty (travel ballast before loading) or at an intermediate filling level. The injection and the mixture allow to cut the evaporation of the heel, to keep it cold for the cooling before loading without cooling the atmosphere of the tank.
Lorsque la cuve est partiellement chargée (après chargement et avant déchargement), il y a un risque de stratification en température du GNL froid. Il faudra s’assurer que la cinétique de mélange et l’orientation du flux de liquide permettent d’assurer un mélange suffisant dans le sens de la hauteur de la cuve  When the tank is partially loaded (after loading and before unloading), there is a risk of temperature stratification of cold LNG. It will be necessary to ensure that the kinetics of mixing and the orientation of the liquid flow make it possible to ensure sufficient mixing in the direction of the height of the tank.
Le ciel gazeux a naturellement tendance à stratifier en température moins il y a d’évaporation. C’est-à-dire que le gaz chaud s’accumule au niveau du plafond de cuve car il est plus léger, ce qui réduit très fortement le flux thermique venant de l’extérieur. Refroidir l’atmosphère de la cuve (via les rampes de pulvérisation) augmenterait donc le flux thermique et nécessiterait donc d’utiliser les moyens de sous-refroidissement à plus grande capacité pour compenser le flux, ce qui générerait des pertes d’énergie et donc de GNL. Le simple déversement du GNL en fond de cuve, sans mélange, risque d’entraîner une aspiration du GNL sous-refroidi, ce qui nécessiterait l’arrêt des moyens de sous-refroidissement. Le refroidissement du talon liquide froid permet de réduire l’excédent de gaz au début du chargement. Lorsque la cuve est presque vide et en combinaison avec des moyens 22 de sous-refroidissement, il est préférable d’injecter le liquide en fond de cuve directement dans le talon pour les raisons évoquées précédemment. Néanmoins, ce système d’injection en fond de cuve peut aussi être utilisé lorsque la cuve est pleine (ou presque) dans le cas où l’angle a des injecteurs est judicieusement choisi. Comme on le voit dans les figures 4, 6, 21 à 24, 30 et 31 qui illustrent des cuves où les moyens d’injection sont positionnés en bas de cuve, il est préférable de contrôler l’angle de sorte que ces moyens d’injection et donc de mélange soient utilisables en cas ballast (figures 4, 23 et 24, et 30) ainsi qu’en cas laden (figures 21 et 22 et 31 ). The gaseous sky has a natural tendency to stratify in temperature, the less evaporation occurs. That is to say that the hot gas accumulates at the level of the tank ceiling because it is lighter, which greatly reduces the heat flow coming from the outside. Cooling the atmosphere of the tank (via the spray bars) would therefore increase the heat flow and would therefore require the use of subcooling means with greater capacity to compensate for the flow, which would generate energy losses and therefore of LNG. The simple dumping of LNG at the bottom of the tank, without mixing, may cause aspiration of the sub-cooled LNG, which would require the shutdown of the sub-cooling means. Cooling the cold liquid heel helps reduce excess gas at the start of loading. When the tank is almost empty and in combination with sub-cooling means 22, it is preferable to inject the liquid at the bottom of the tank directly into the bead for the reasons mentioned above. Nevertheless, this injection system bottom tank can also be used when the tank is full (or almost) in the case where the angle has injectors is judiciously chosen. As can be seen in FIGS. 4, 6, 21 to 24, 30 and 31 which illustrate tanks where the injection means are positioned at the bottom of the tank, it is preferable to control the angle so that these means of injection and therefore mixing are used in ballast case (Figures 4, 23 and 24, and 30) and laden case (Figures 21 and 22 and 31).
- Dans le cas ballast (cuve presque vide), cette configuration permet de brasser le liquide sur la majorité de la longueur de la cuve (grande distance via un angle suffisamment faible, c’est-à-dire proche de l’horizontale). Un angle trop important (c’est-à-dire proche de la verticale) pourrait disperser le liquide dans l’espace gazeux ce qui refroidirait le gaz et donc augmenterait les transferts thermiques. Dans le cas d’utilisation de moyens de sous-refroidissement 22, un angle trop important générerait aussi une accumulation du liquide injecté proche de l’injecteur et des moyens de prélèvement et rendrait possible un re prélèvement du liquide injecté vers les moyens de sous-refroidissement ; le risque est de geler le liquide sous-refroidi.  - In the case ballast (almost empty tank), this configuration makes it possible to stir the liquid on the majority of the length of the tank (large distance via a sufficiently weak angle, that is to say close to the horizontal). A too large angle (that is to say close to the vertical) could disperse the liquid in the gas space which would cool the gas and thus increase the heat transfer. In the case of using subcooling means 22, an excessive angle would also generate an accumulation of the injected liquid close to the injector and the sampling means and make it possible to re-take the liquid injected to the sub-cooling means. cooling; the risk is to freeze the subcooled liquid.
- Dans le cas laden (cuve presque pleine), un angle suffisamment important (c’est-à-dire proche de la verticale), permet de brasser le liquide sur la majorité de la hauteur de la cuve, de telle sorte que la température du liquide soit homogène sur toute la hauteur de liquide, et ainsi éviter la formation d’une strate liquide chaude à la surface. Un angle trop faible (c’est-à-dire proche de l’horizontale), ne permettrait pas d’atteindre la surface liquide où se forme la strate liquide chaude. Dans le cas d’utilisation d’un moyen de sous- refroidissement, un angle trop faible générerait une accumulation du liquide injecté au fond de la cuve et proche des moyens de prélèvement et rendrait possible un re-prélèvement du liquide injecté vers les moyens de sous- refroidissement ; le risque est de geler le liquide sous-refroidi. Le risque est aussi de dépressuriser brutalement la cuve en cas d’homogénéisation du liquide sous-refroidi qui se serait accumulé en fond de cuve, avec une ouverture possible des soupapes de sécurité si la pression chute en dessous de l’atmosphère. - In the laden case (almost full tank), a sufficiently large angle (that is to say close to the vertical), allows to stir the liquid on the majority of the height of the tank, so that the temperature liquid is homogeneous over the entire height of liquid, and thus avoid the formation of a hot liquid layer on the surface. An angle too low (that is to say close to the horizontal), would not reach the liquid surface where the hot liquid layer is formed. In the case of using a subcooling means, a too small angle would generate an accumulation of the liquid injected at the bottom of the tank and close to the sampling means and make it possible to re-sample the liquid injected to the means of subcooling; the risk is to freeze the subcooled liquid. The risk is also to suddenly depressurise the tank in case of homogenization of the subcooled liquid that would have accumulated at the bottom of the tank, with possible opening of the safety valves if the pressure drops below the atmosphere.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de stockage de gaz liquéfié, en particulier pour un navire de transport maritime de gaz liquéfié ou pour une installation terrestre, comportant : A liquefied gas storage device, in particular for a liquefied gas marine transport vessel or for an onshore installation, comprising:
- au moins une cuve (12) de stockage de gaz liquéfié, qui comprend un fond de cuve (14) et un plafond de cuve (16) qui définissent entre eux une hauteur de cuve (H),  at least one tank (12) for storing liquefied gas, which comprises a bottom of tank (14) and a tank ceiling (16) which define between them a tank height (H),
- des moyens (20) de prélèvement de gaz, sous forme liquide et/ou gazeuse, dans ladite cuve, et  means (20) for sampling gas, in liquid and / or gaseous form, in said vessel, and
- des moyens (10) d’injection de gaz sous forme liquide dans ladite cuve, qui sont reliés auxdits moyens de prélèvement de gaz,  means (10) for injecting gas in liquid form into said tank, which are connected to said gas sampling means,
caractérisé en ce que lesdits moyens d’injection de gaz comprennent au moins un injecteur-mélangeur (10) qui est situé dans une zone inférieure de ladite cuve s’étendant entre 0 et 25% de la hauteur de cuve mesurée depuis ledit fond de cuve, et qui est destiné à être immergé dans ledit gaz liquéfié contenu dans la cuve. characterized in that said gas injection means comprises at least one injector-mixer (10) which is located in a lower zone of said tank extending between 0 and 25% of the tank height measured from said bottom of tank , and which is intended to be immersed in said liquefied gas contained in the tank.
2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un injecteur-mélangeur (10) est configuré pour injecter un flux de gaz liquide dans une direction qui est inclinée vers le haut d’un angle a par rapport à un plan horizontal.  2. Device according to the preceding claim, wherein said at least one injector-mixer (10) is configured to inject a stream of liquid gas in a direction which is inclined upwards by an angle α relative to a horizontal plane.
3. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ledit angle a est compris entre 5° et 85°, de préférence entre 15 et 75°, et plus préférentiellement entre 30 et 60°.  3. Device according to the preceding claim, wherein said angle a is between 5 ° and 85 °, preferably between 15 and 75 °, and more preferably between 30 and 60 °.
4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un injecteur-mélangeur (10) est situé au plus près d’une paroi longitudinale latérale (12c) de ladite cuve.  4. Device according to one of the preceding claims, wherein said at least one injector-mixer (10) is located closer to a longitudinal side wall (12c) of said vessel.
5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens d’injection comprennent au moins une rangée horizontale d’injecteurs- mélangeurs (10) qui sont configurés pour injecter des flux de gaz liquide dans des directions parallèles ou différentes. 5. Device according to one of the preceding claims, wherein said injection means comprise at least one horizontal row of injector-mixers (10) which are configured to inject liquid gas streams in parallel or different directions.
6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens d’injection comprennent au moins deux rangées horizontales d’injecteurs-mélangeurs (10) disposées respectivement sur et/ou le long de deux parois longitudinales latérales (12c) de ladite cuve. 6. Device according to one of the preceding claims, wherein said injection means comprise at least two horizontal rows of injector-mixers (10) respectively disposed on and / or along two longitudinal side walls (12c) of said tank.
7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens (10) d’injection de gaz sont reliés par des moyens de reliquéfaction (22) à des moyens de prélèvement de gaz d’ébullition dans ladite cuve ou dans une autre cuve.  7. Device according to one of the preceding claims, wherein said means (10) for injecting gas are connected by reliquefaction means (22) to boiling gas sampling means in said tank or in another tank.
8. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel lesdits moyens de reliquéfaction (22) sont configurés pour recondenser du gaz d’évaporation prélevé dans ladite cuve ou dans une autre cuve puis préssurisé, par échange de chaleur avec du gaz liquéfié prélevé dans ladite cuve ou dans une autre cuve.  8. Device according to the preceding claim, wherein said reliquefaction means (22) are configured to recondenser evaporation gas taken from said tank or another tank and then pressurized, by heat exchange with liquefied gas taken from said tank or in another tank.
9. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits moyens (10) d’injection de gaz sont reliés par des moyens de sous- refroidissement (22) à des moyens (20) de prélèvement de gaz liquide dans ladite cuve ou dans une autre cuve de stockage de gaz liquéfié.  9. Device according to one of claims 1 to 4, wherein said means (10) for injecting gas are connected by subcooling means (22) to means (20) for sampling liquid gas in said tank or in another liquefied gas storage tank.
10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de prélèvement (20) sont configurés pour prélever du gaz liquide dans ladite zone inférieure.  10. Device according to one of the preceding claims, wherein said sampling means (20) are configured to withdraw liquid gas in said lower zone.
11. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de prélèvement comprennent au moins une pompe (20) située dans ladite cuve (12) ou dans une autre cuve et destinée à être immergée dans ledit gaz liquéfié.  11. Device according to one of the preceding claims, wherein said sampling means comprise at least one pump (20) located in said tank (12) or in another tank and intended to be immersed in said liquefied gas.
12. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ladite pompe (20) est configurée pour avoir un débit variable.  12. Device according to the preceding claim, wherein said pump (20) is configured to have a variable flow rate.
13. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite cuve (12) est du type « tout remplissage » et est configurée pour être remplie à n’importe quel niveau.  13. Device according to one of the preceding claims, wherein said vessel (12) is of the type "all filling" and is configured to be filled at any level.
14. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de prélèvement (20) et lesdits moyens d’injection (10) sont situés dans ladite cuve (12) et raccordés les uns aux autres par des conduites (34) situées entièrement dans la cuve. 14. Device according to one of the preceding claims, wherein said sampling means (20) and said injection means (10) are located in said tank (12) and connected to each other by lines (34) located entirely in the tank.
15. Dispositif selon la revendication précédentes, dans lequel lesdits moyens de prélèvement (20) et lesdits moyens d’injection (10) sont situés au droit d’un dôme liquide (LD) de ladite cuve (12), et équipent de préférence une tour de pompage accessible par ce dôme liquide.  15. Device according to the preceding claim, wherein said sampling means (20) and said injection means (10) are located at the right of a liquid dome (LD) of said tank (12), and preferably equip a pumping tower accessible by this liquid dome.
16. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un injecteur-mélangeur (10) est raccordé à une colonne de liquide de ladite tour de pompage, et est supporté par cette colonne.  16. Device according to the preceding claim, wherein said at least one injector-mixer (10) is connected to a liquid column of said pumping tower, and is supported by this column.
17. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit injecteur-mélangeur (10) comprend une conduite principale (40) de passage d’un jet principal (42) de liquide, et une conduite secondaire (44) de passage forcé d’un jet secondaire (46) de liquide par effet venturi.  17. Device according to one of the preceding claims, wherein said injector-mixer (10) comprises a main pipe (40) for passage of a main jet (42) of liquid, and a secondary pipe (44) of forced passage a secondary jet (46) of liquid by venturi effect.
18. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens d’injection (10), voire également lesdits moyens de prélèvement (20), sont positionnés les uns par rapport aux autres et configurés de façon à ce qu’ils génèrent des effets de refoulement et d’aspiration dans la cuve, ces effets générant un cycle de brassage prédéterminé du gaz liquéfié dans la cuve.  18. Device according to one of the preceding claims, wherein said injection means (10), or even said sampling means (20), are positioned relative to each other and configured so that they generate the effects of discharge and suction in the tank, these effects generating a predetermined brewing cycle of the liquefied gas in the tank.
19. Navire de transport maritime de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif selon l’une des revendications précédentes, ce dispositif étant dépourvu de moyens de sous-refroidissement et de reliquéfaction entre lesdits moyens de prélèvement et d’injection, ladite cuve étant du type « tout remplissage » et étant configurée pour être remplie à n’importe quel niveau. 19. Liquefied gas maritime transport vessel, comprising at least one device according to one of the preceding claims, this device being devoid of sub-cooling and reliquefaction means between said sampling and injection means, said vessel being type "any filling" and being configured to be filled at any level.
20. Navire de transport maritime de gaz liquéfié, comportant au moins un dispositif selon l’une des revendications 1 à 18, ce dispositif comportant des moyens de sous-refroidissement et/ou de reliquéfaction entre lesdits moyens de prélèvement et d’injection, ladite cuve étant du type « tout remplissage » et/ou « à remplissage restreint ». 20. Liquefied gas marine transport vessel, comprising at least one device according to one of claims 1 to 18, this device comprising sub-cooling means and / or reliquefaction between said sampling and injection means, said the tank being of the "all filling" and / or "restricted filling" type.
21. Procédé d’injection de gaz sous forme liquide dans une cuve d’un navire selon la revendication 19 ou 20.  21. A method of injecting gas in liquid form into a tank of a vessel according to claim 19 or 20.
22. Procédé selon la revendication 21 , dans lequel l’injection a lieu lorsque la cuve « à remplissage restreint » est remplie à un volume de 10% et moins. 22. The method of claim 21, wherein the injection takes place when the "restricted filling" vat is filled to a volume of 10% and less.
23. Procédé selon la revendication 21 , dans lequel l’injection a lieu lorsque la cuve « tout remplissage » a un niveau quelconque de remplissage, l’angle d’injection étant identique quel que soit ce niveau et le débit d’injection étant contrôlé en fonction de ce niveau. 23. The method of claim 21, wherein the injection takes place when the tank "any filling" has any level of filling, the injection angle being identical regardless of this level and the injection rate being controlled. according to this level.
24. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel plus le volume de liquide dans la cuve est important et plus le débit d’injection est important.24. The method as claimed in the preceding claim, in which the larger the volume of liquid in the tank, the greater the injection flow rate.
25. Procédé selon l’une des revendications 21 à 24, dans lequel le gaz liquéfié injecté a une température inférieure à celle du gaz liquéfié contenu dans ladite cuve. 25. Method according to one of claims 21 to 24, wherein the liquefied gas injected has a lower temperature than the liquefied gas contained in said tank.
26. Procédé selon l’une des revendications 21 à 25, dans lequel lesdits moyens d’injection (10), voire également lesdits moyens de prélèvement (20), sont contrôlés de façon à ce qu’ils génèrent des effets de refoulement et d’aspiration dans la cuve, ces effets générant un cycle de brassage prédéterminé du gaz liquéfié dans la cuve. 26. A method according to one of claims 21 to 25, wherein said injection means (10), or even said sampling means (20), are controlled so that they generate the effects of repression and pressure. suction in the tank, these effects generating a predetermined brewing cycle of liquefied gas in the tank.
27. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le cycle de brassage est conçu de façon à ce que du gaz liquéfié circule sensiblement parallèlement à l’interface liquide-gaz (18) dans la cuve, et à proximité de cette interface. 27. Method according to the preceding claim, wherein the brewing cycle is designed so that liquefied gas circulates substantially parallel to the liquid-gas interface (18) in the tank, and in the vicinity of this interface.
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