WO2021224071A1 - Cuve étanche et thermiquement isolante comprenant des éléments de remplissage anti-convectif - Google Patents

Cuve étanche et thermiquement isolante comprenant des éléments de remplissage anti-convectif Download PDF

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tank
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vessel
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PCT/EP2021/061023
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Bruno Deletre
Marguerite D'OLCE
Olivier Perrot
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Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • the invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks, with membranes, for the storage and / or transport of fluid, such as a liquefied gas.
  • Sealed and thermally insulating membrane tanks are used in particular for the storage of liquefied natural gas (LNG), which is stored, at atmospheric pressure, at approximately -162 ° C. These tanks can be installed on land or on a floating structure. In the case of a floating structure, the tank may be intended for the transport of liquefied natural gas or to receive liquefied natural gas serving as fuel for the propulsion of the floating structure.
  • LNG liquefied natural gas
  • sealed and thermally insulating tanks for storing liquefied natural gas, integrated into a supporting structure, such as the double hull of a ship intended for transporting liquefied natural gas.
  • a supporting structure such as the double hull of a ship intended for transporting liquefied natural gas.
  • such tanks comprise a multilayer structure having successively, in the direction of the thickness, from the outside to the inside of the tank, a secondary thermal insulation barrier retained in the supporting structure, a waterproofing membrane. secondary resting against the secondary thermal insulation barrier, a primary thermal insulation barrier resting against the secondary waterproofing membrane and a primary waterproofing membrane resting against the primary thermal insulation barrier and intended to be in contact with the liquefied natural gas contained in the tank.
  • the primary waterproofing membrane is made of corrugated metal plates.
  • the rectangular metal plate comprises a first series of parallel corrugations, called low, extending in a direction y from one edge to the other of the sheet and a second series of parallel corrugations, called high, s' extending in a direction x from one edge to the other of the metal sheet.
  • the x and y directions of the series of undulations are perpendicular.
  • the corrugations protrude from the side of an internal face of the metal sheet, intended to be brought into contact with the fluid contained in the tank.
  • the corrugated metal plates have flat portions between the corrugations.
  • corrugations of the primary waterproofing membrane thus form circulation channels for a gas present in the primary thermally insulating barrier.
  • one of the x or y directions is parallel to the direction of greatest slope for an inclined wall
  • the primary waterproofing membrane being at very low temperatures and the secondary waterproofing membrane or the supporting structure at higher temperatures, it was observed that a thermosyphon phenomenon was set up in the inclined walls forming a angle with a horizontal direction, for example of the vertical walls of the tank, with the circulation of a gas (or gas mixture) cooling, therefore descending with respect to the vertical direction, between the primary waterproofing membrane and the barrier thermally insulating primary (in the channels formed by the corrugations) and the circulation of a heating gas, therefore rising with respect to the vertical direction, between the secondary waterproofing membrane and the secondary thermally insulating barrier or between the thermally insulating barrier secondary and the load-bearing wall.
  • the circulation of the cooling gas and the circulation of the heating gas form a closed circuit at the ends of the vessel wall which promotes convective heat transfer through the vessel wall.
  • thermosyphon phenomenon formed at the level of the bottom wall of the tank between the different insulating panels.
  • thermosiphon effect does not allow the thermally insulating barrier to play its insulating role effectively and can thus damage the outer structure of the vessel by propagating extreme temperatures from the contents of the vessel to the vessel.
  • the invention aims to remedy this problem.
  • An idea underlying the invention is to provide a sealed and thermally insulating tank with a sealing membrane comprising corrugations in which the phenomena of convection or thermosyphon are reduced.
  • an idea at the basis of the invention is to provide a sealed and thermally insulating tank limiting the presence of continuous circulation channels in the thermal insulation barriers in order to limit the phenomena of natural convection in said insulation barriers. thermal.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas, in which the tank has a bottom wall, a ceiling wall and peripheral walls connecting the bottom wall to the wall. ceiling so as to form a polyhedral tank, the peripheral walls comprising a sealing membrane intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank and at least one thermal insulation barrier arranged between the sealing membrane and a load-bearing wall of a load-bearing structure, the thermal insulation barrier comprising a plurality of juxtaposed insulating panels, wherein the waterproofing membrane comprises corrugated metal plates juxtaposed with one another and comprising a first series of parallel corrugations, extending in an x direction and a second series of parallel corrugations extending in a y direction, the direction x being a direction of greater slope of the peripheral wall, the corrugations projecting towards the interior of the vessel and forming circulation channels for a gas present in the thermally insulating barrier, in which the peripheral walls comprise pressure drop
  • the gas flow located in the corrugation circulation channels which, while cooling, would be brought down in the peripheral walls is here blocked in its circulation by the pressure drop filling elements arranged in the part of obstruction of the filler element belt.
  • This gas flow is thus forced to pass through the interrupt part (s) in order to pass through the belt of filler elements.
  • the belt of filler elements thus achieves a singular pressure drop on this flow by sharply reducing the flow section of the flow over the entire wall, preventing the thermosyphon effect from establishing itself in the peripheral walls.
  • each filler of the obstructing portion may be located at one of the corrugations of the second series of corrugations, the other of the corrugations of the second series of corrugations, or between these two corrugations.
  • such a tank may include one or more of the following characteristics.
  • the filling elements are configured to generate a pressure drop reducing a gas flow passing through said circulation channel by at least 80%.
  • these pressure drop filling elements thus consist of plugs formed in the corrugations causing a pressure drop on a flow such that the pressure drop P is greater than or equal to 80% of: ( ⁇ (Tf) - ⁇ (Tc)) ⁇ g ⁇ h, with Tc and Tf the temperatures of the hot and cold branches of the thermosyphon, ⁇ the density of the flow, and h the largest dimension of the thermosyphon loop depending on the severity.
  • the temperature of the hot branch is measured at the very top of the loop under the insulating barrier while the temperature of the cold branch is measured at the very bottom of the mouth in a circulation channel. In this case, it is the extreme temperatures of the hot branch and of the cold branch which are measured, but it is of course possible to envisage a different measurement configuration for these two temperature measurements.
  • This pressure drop can be caused by a particular geometry of the filler element, and / or a particular material constituting the filler element, this material having a suitable coefficient of permeability.
  • the filling elements are made of a gas-tight material.
  • the filling elements of the obstructing part of the at least one belt of filling elements are aligned with each other in the y direction.
  • the y direction is perpendicular to the x direction.
  • the vessel comprises a plurality of belts of filler elements spaced from each other by a pitch substantially equal to a dimension of the insulation panels in the x direction.
  • the at least one interrupt portion of a filler belt is offset in the y direction with respect to the interrupt portions of the filler belts adjacent to said belt. filling elements, for example an offset greater than or equal to one third of the dimension of the peripheral wall in the y direction.
  • the at least one interrupting part is located near an edge of a said peripheral wall, the interrupting parts of two adjacent filling element belts being arranged on both sides. other of the peripheral wall.
  • the interrupting parts form a staggered network on the peripheral wall so as to force the gas flow to take a path comprising a plurality of elbows which allows the pressure drop to be increased.
  • the filler belts include a single interrupt portion, the interrupt portions of two adjacent filler belts being located on peripheral walls opposing each other.
  • the arrangement of the interruption parts makes it possible to force the flow to take a much longer path to descend along the peripheral wall and thus takes a path deviated in a horizontal plane at each passage of a belt of elements of filling.
  • said interrupting part is arranged in adjacent corrugations of the first series of corrugations located in line with a single insulating panel, said adjacent corrugations being devoid of filling elements.
  • said interrupting portion is located in one to nine adjacent corrugations of the first series of corrugations, said one to nine adjacent corrugations being devoid of fillers.
  • an insulating panel located under the corrugated metal plates can advantageously have a dimension making it possible to accommodate three to nine corrugations of the first series of corrugations depending on its orientation.
  • the interrupting part is formed only on one of the insulating panels in order to facilitate the construction of the vessel wall but also to limit the size of the interrupting part so that it plays its part. role of pressure drop.
  • the at least one interrupt part is located in a plurality of adjacent corrugations, preferably three to nine corrugations, the interrupt part comprising a staggered array of filler elements, the array staggered being configured to create a fluid communication path between the circulation channels below the filler belt and the circulation channels above the filler belt, said fluid communication path comprising a plurality of turns.
  • the filling elements are made of closed cell polymer foam.
  • the filling elements are made of polystyrene or polyethylene foam.
  • the filling elements have a density of between 10 and 50 kg / m 3 , preferably of between 20 and 30 kg / m 3 .
  • the filling elements have an elastic modulus at room temperature of between 1 MPa and 45 MPa, according to the ISO844 standard, preferably of between 1 MPa and 30 MPa.
  • the filling elements have an elastic limit of between 0.02 MPa and 1 MPa, according to the ISO844 standard.
  • the infill elements are located above, below or at a corrugation node in the direction of greatest slope, the corrugation node being formed by a crossing between a corrugation of the first set of ripples and one ripple of the second set of ripples.
  • the filling elements of the obstruction part of the same belt are thus substantially aligned in the x direction by being located between two corrugations of the second series of corrugations, including as possible positions of the filling elements the nodes of. corrugation formed by crossing said two corrugations of the second series of corrugations with the corrugation of the first series of corrugations.
  • the filling elements of the obstructing portion are located at a corrugation node.
  • the filling elements of the interrupt part are located between two corrugation nodes.
  • the filling element comprises a single section extending in the x direction, the section having an upper face facing the corrugation to be closed and a lower face facing the insulating panel, the lower face being flat so as to rest on the insulating panel, the upper face being convex and being configured to have a shape complementary to the corrugation to be closed.
  • the filling element comprises a first section extending in the y direction and two second sections extending in the x direction and located on either side of the first section so as to form an element.
  • X-shaped filling, the first section and the second section each having an upper face facing the corrugation to be closed and a lower face facing the insulating panel, the lower face being flat so as to rest on the insulating panel, the upper face being convex and being configured to be of a shape complementary to the corrugation to be closed.
  • the filling elements comprise on an upper face facing the corrugation to be closed off at least one bead extending in the y direction, the at least one bead being configured to be compressed during assembly so to form a seal.
  • the filling elements include a bead on each second section and two beads on either side of the first section.
  • the waterproofing membrane is a primary waterproofing membrane and the thermally insulating barrier is a primary thermally insulating barrier, said juxtaposed insulating panels being primary insulating panels, the tank walls further comprising, successively in a direction of thickness, a secondary thermal insulation barrier comprising a plurality of juxtaposed secondary insulation panels, the secondary insulation panels being retained against the load-bearing wall of the load-bearing structure, and a secondary waterproofing membrane carried by the barrier of secondary thermal insulation and disposed between the secondary thermal insulation barrier and the primary thermal insulation barrier such that the primary insulation panels are retained against the secondary waterproofing membrane.
  • the bottom wall comprises a sealing membrane intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank and at least one thermal insulation barrier arranged between the sealing membrane and a supporting wall of 'a supporting structure, the thermal insulation barrier comprising a plurality of juxtaposed insulating panels, wherein the waterproofing membrane of the bottom wall comprises corrugated metal plates juxtaposed to one another and comprising a first series of parallel corrugations, extending in a first direction and a second series of parallel corrugations extending in a second direction, the corrugations projecting towards the interior of the tank and forming circulation channels for a gas present in the thermally insulating barrier.
  • the bottom wall comprises pressure drop filling elements, which are arranged in the corrugations of the first series of corrugations or of the second series of corrugations in order to obstruct the circulation channel of said. corrugations, the filling elements being distributed over the entire bottom wall so as to form a staggered network of filling elements in the circulation channels of the bottom wall, and the filling elements being configured to ensure a loss of load reducing a gas flow passing through said circulation channel by at least 80%.
  • the first direction is perpendicular to the second direction.
  • the tank comprises pressure drop filling elements, which are arranged in the corrugations of the first series of corrugations or of the second series of corrugations in each of the tank angles formed by the intersection of the bottom wall and one of the peripheral walls in order to obstruct the circulation channel of said corrugations, the filling elements forming an edge belt, the edge belt being formed all around the bottom wall at the level of said angles .
  • the border belt makes it possible to limit the propagation of these natural convection phenomena to the bottom wall.
  • each of the corrugations of the first series of corrugations and of the second series of corrugations of the bottom wall is aligned with a corrugation of the first series of corrugations of a peripheral wall so as to form continuous circulation channels passing through the corners of the tank, the filling elements of the border belt being arranged in each of said continuous circulation channels.
  • the filling elements of the border belt are arranged at a first end and at a second end, opposite the first end, of each of the corrugations of the first series of corrugations and of the second series of corrugations. 'corrugations of the bottom wall, the first end and the second end being located near one of the vessel angles formed by the bottom wall and one of the peripheral walls.
  • the filling elements of the edge belt are arranged near a vessel corner formed by the bottom wall and one of the peripheral walls, alternating between one end of a corrugation of one series of corrugations of the bottom wall and one end of a corrugation of the first series of corrugations of a peripheral wall.
  • the invention provides a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas, in which the tank has a bottom wall, a ceiling wall and peripheral walls connecting the bottom wall to the wall. ceiling so as to form a polyhedral tank, the bottom wall comprising a waterproofing membrane intended to be in contact with the liquefied gas contained in the vessel and at least one thermal insulation barrier arranged between the waterproofing membrane and a load-bearing wall of a load-bearing structure, the thermal insulation barrier comprising a plurality of juxtaposed insulating panels, in which the waterproofing membrane comprises corrugated metal plates juxtaposed with one another and comprising a first series of parallel corrugations, extending in an x direction and a second series of parallel corrugations extending in an inclined y direction with respect to the y direction, the corrugations protruding towards the interior of the tank and forming circulation channels for a gas present in the thermally insulating barrier, wherein the bottom wall comprises pressure drop filling elements, which
  • Such a tank can be part of an onshore storage facility, for example to store LNG or be installed in a floating, coastal or deep water structure, in particular an LNG vessel, a floating storage and regasification unit (FSRU). , a floating production and remote storage unit (FPSO) and others.
  • FSRU floating storage and regasification unit
  • FPSO floating production and remote storage unit
  • Such a tank can also serve as a fuel tank in any type of vessel.
  • a ship for transporting a cold liquid product comprises a double hull and a above-mentioned tank arranged in the double hull.
  • the invention also provides a transfer system for a cold liquid product, the system comprising the aforementioned vessel, insulated pipes arranged so as to connect the tank installed in the hull of the vessel to a floating storage installation. or terrestrial and a pump for driving a flow of cold liquid product through the insulated pipes from or towards the floating or terrestrial storage installation towards or from the vessel of the vessel.
  • the invention also provides a method of loading or unloading such a vessel, in which a cold liquid product is conveyed through isolated pipes from or to a floating or land storage installation to or from the vessel. vessel tank.
  • a sealed and thermally insulating tank 71 for storing liquefied gas comprising a bottom wall 12, a ceiling wall 13 and a plurality of peripheral walls 1 connecting the bottom wall 12 to the bottom wall.
  • ceiling wall 13 the walls 1, 12, 13 being fixed to a supporting structure 2.
  • the peripheral walls are formed of vertical walls and possibly of inclined walls called chamfered walls.
  • the particular case of a vertical wall is illustrated in However, the invention is not limited to the particular case of a vertical wall but to all the peripheral walls 1.
  • vertical here means extending in the direction of the earth's gravity field.
  • horizontal here means extending in a direction perpendicular to the vertical direction.
  • the liquefied gas intended to be stored in the tank 1 can in particular be a liquefied natural gas (LNG), that is to say a gas mixture mainly comprising methane as well as one or more other hydrocarbons.
  • Liquefied gas can also be ethane or liquefied petroleum gas (LPG), that is to say a mixture of hydrocarbons obtained from the refining of petroleum comprising mainly propane and butane.
  • the peripheral wall 1 has a multilayer structure comprising successively, in the direction of the thickness from the outside to the inside of the tank 71, a thermally insulating barrier 3 retained against the supporting wall 2 and a sealing membrane 4 carried by the thermally insulating barrier 3.
  • the thermally insulating barrier 3 comprises a plurality of insulating panels 5 which are anchored to the supporting wall 2 by means of retainers or couplers (not shown).
  • the insulating panels 5 have a general parallelepipedal shape and are arranged in parallel rows.
  • the insulating blocks 5 can be made according to different structures.
  • An insulating panel 5 can be made in the form of a box comprising a bottom plate, a cover plate and supporting webs extending, in the thickness direction of the vessel wall, between the bottom plate and the cover plate and delimiting a plurality of compartments filled with an insulating lining, such as perlite, glass wool or rock wool.
  • an insulating lining such as perlite, glass wool or rock wool.
  • An insulating panel 5 can also be made of a bottom plate 7, a cover plate 6 and possibly an intermediate plate, for example made of plywood.
  • the insulating block 5 also comprises one or more layers of insulating polymer foam 8 sandwiched between the bottom plate 7, the cover plate 6 and the possible intermediate plate and glued to them.
  • the insulating polymer foam 8 can in particular be a polyurethane-based foam, optionally reinforced with fibers. Such a general structure is for example described in WO2017 / 006044.
  • the waterproofing membrane 4 is composed of corrugated metal plates 9. These corrugated metal plates are for example made of stainless steel, the thickness of which is approximately 1.2 mm and the size of 3 m by 1 m.
  • the rectangular metal plate comprises a first series of parallel corrugations 10 extending in a direction x from one edge to the other of the plate and a second series of parallel corrugations 11 extending in a direction y d 'one edge of the metal plate to the other.
  • the x and y directions of the series of waves 10, 11 are perpendicular.
  • the corrugations 10, 11 are, for example, projecting from the side of the internal face of the metal plate, intended to be brought into contact with the fluid contained in the tank.
  • the edges of the metal plate are here parallel to the corrugations.
  • the corrugated metal plates have flat portions between the corrugations 10, 11. The intersection between a corrugation of the first series of corrugations 10 and a corrugation of the second series of corrugations 11 forms a corrugation no
  • the tank wall 1 can thus consist of a single sealing membrane 4 and a single thermally insulating barrier 3.
  • the tank wall 1 can also include a so-called double membrane structure.
  • the thermally insulating barrier 3 described is a primary thermally insulating barrier and the waterproofing membrane 4 is a primary waterproofing membrane.
  • the tank wall 1 thus also comprises a secondary thermally insulating barrier fixed to the supporting structure and a secondary sealing membrane carried by the secondary thermally insulating barrier and serving as a support for the primary thermally insulating barrier.
  • the corrugations of the first series 10 and the second series 11 of the sealing membrane form circulation channels 14 for a gas present in the primary thermally insulating barrier.
  • the channels 14 formed by the corrugations of the first series of corrugations 10 directed in the x direction which is the direction of greatest slope for an inclined wall are conducive to the circulation of gas by the thermosiphon effect.
  • thermosiphon effect provision is made in the embodiments described below to position, in the corrugations of the first series of corrugations 10 of the peripheral walls 1, pressure drop filling elements 15 which are arranged. in these corrugations 10 in order to punctually obstruct the circulation channel 14 and thus cut off the flow of flow in this corrugation.
  • the pressure drop filling elements 15 are arranged so as to form a plurality of filling element belts 16.
  • Each filling element belt 16 is formed in a plane. parallel to the bottom wall 12 and extending all around the tank 71 as shown in Figures 2 and 3.
  • the filler belts 16 have an obstructing part 17 and an interrupting part 18.
  • each of the corrugations of the first series of corrugations 10 is punctually closed off by one of the filling elements 15.
  • This obstructing part 17 thus makes it possible to completely cut off the descent through the circulation channels 14 of a gas flow.
  • the interrupting part 18 the circulation of the gas present in the circulation channels 14 through the belt of filler elements 16 is possible in order to advantageously avoid the formation of a gas pocket in the thermally insulating barrier. 3 allowing the gas flow to circulate.
  • the design of the interrupt part 18 can be made according to different variants illustrated in Figures 4 to 6.
  • a belt of filler elements 16 does not include more than one interrupt part 18 per peripheral wall 1.
  • each belt of filling elements 16 comprises a single interrupting part 18 so as to allow the flow to pass over a single zone all around the tank 71 for each belt of elements 16.
  • the interrupting portions 18 of two adjacent filling element belts 16 are located on peripheral walls 1 opposed to each other to constrain the flow of gas passing through these portions of the filling element 16. interruption 18 to take the longest path to reach the next interruption part 18.
  • the second embodiment provides that a same belt of filling elements 16 comprises a plurality of obstructing parts 17 and a plurality of interrupting parts 18 all around the tank while respecting a only one interruption part per peripheral wall 1.
  • Each obstruction part 17 defines an obstruction zone delimited by two interruption parts 18.
  • the interruption parts 18 of two belts of adjacent filler elements 16 are arranged on either side of the peripheral wall 1, for example as illustrated in FIG. by placing them near opposite edges of the peripheral wall 1. The interrupting parts 18 are thus formed staggered on the same peripheral wall 1.
  • Figures 4 to 7 show a portion of a belt of filler elements 16 in particular at the junction between the obstructing part 17 and the interrupting part 18 according to several variant embodiments.
  • the filling elements 16 of an obstructing part 17 are located at a corrugation node 20.
  • the filling elements 16 of a part d could be located above or below a corrugation node 20 as long as these remain substantially aligned in the y direction on the same peripheral wall 1.
  • an insulating panel 5 located under the corrugated metal plates 9 has a dimension to accommodate three to nine corrugations of the first series of corrugations 10 depending on its orientation.
  • the insulating panels 5 are shown so that their largest dimension is directed in the y direction and thus accommodate nine corrugations of the first series of corrugations 10.
  • the interrupt part 18 is located in a single corrugation of the first series of corrugations 10 which is thus devoid of fillers 15.
  • the interrupt part 18 could be located in a maximum of nine corrugations of the first series of corrugations 10, these corrugations thus being devoid of filling elements 15 at the level of the filling element belt 16.
  • the interrupt part 18 is identical to the first variant.
  • the obstruction parts 17 located on either side of the interrupt part 18 are not aligned with respect to each other in the y direction as in the first variant but offset by a corrugation. in the x direction. This offset between two adjacent obstruction parts 17 could be at most nine corrugations of the second series of corrugations 11.
  • the interrupt part 18 is not formed by the absence of filling elements 15.
  • the interrupt part 18 is located in nine corrugations of the first series of 'corrugations 10, the interrupting part 18 comprising here a staggered network 19 of filling elements 15.
  • the staggered network 19 is made so as to create a fluidic communication path between the circulation channels 14 located below the belt of filler elements 16 and the circulation channels 14 located above the belt of filler elements 16.
  • the fluid communication path is thus formed of a plurality of bends through the staggered network 19.
  • the filling elements 15 of the interrupt part 18 are located between two corrugation nodes 20.
  • the insulating panels 5 are shown so that their largest dimension is directed in the x direction and thus accommodate three corrugations of the first series of corrugations 10.
  • the fourth variant illustrated in is thus similar to the third variant by adapting the staggered network 19 to an interrupting part 18 formed here of three corrugations of the first series of corrugations 10.
  • Figures 8 and 9 show two different designs of a filler 15 depending on whether it is positioned in a corrugation node 20 or in a portion of a corrugation of the first series of corrugations 10.
  • the filler 15 of the is thus adapted to be positioned in a portion of a corrugation of the first series of corrugations 10 out of a corrugation node 20.
  • This filling element 15 comprises a single section 21 extending in the x direction after placement. in the ripple.
  • the section 21 comprises an upper face 24 turned towards the corrugation to be closed and a lower face 25 turned towards the insulating panel 5.
  • the lower face 25 is planar so as to rest on the insulating panel 5.
  • the upper face 24 is convex and is configured to be of a shape complementary to the corrugation to be closed.
  • the section 21 comprises two beads 26 on either side of the latter forming a protuberance and serving as a seal while being compressed by the corrugation during assembly.
  • the filler 15 of the is thus adapted to be positioned in a corrugation node 20.
  • This filling element 15 comprises a first section 22 extending in the y direction after placement in the corrugation and two second sections 23 extending in the x direction and located on either side of the first section 22 so as to form an X-shaped filling element.
  • the first section 22 and the second sections 23 each have an upper face 24 facing the corrugation to be closed and a lower face 25 turned towards the insulating panel 5.
  • the lower face 25 is flat so as to rest on the insulating panel 5 and the upper face 24 is curved to be of a shape complementary to the corrugation to be closed.
  • the filling element 15 comprises a bead 26 on each second section 23 and two beads 26 on either side of the first section 22.
  • FIGS 11 and 12 schematically and partially show a chamfered tank 71 which has been unfolded so as to illustrate in its center the bottom wall 12 as well as the peripheral walls 1 connected to the bottom wall 12, namely in the case of 'a tank 71 provided with two vertical cofferdam walls and two lower chamfer walls inclined at 135 ° for example.
  • the tank may also be devoid of a chamfer so that the peripheral walls connected to the bottom wall 12 are two vertical cofferdam walls and two vertical side walls.
  • the tank 71 is equipped with an edge belt 27 composed of a plurality of filling elements 15 which is formed all around the bottom wall 12 near the corners of the tank formed by the 'intersection of the bottom wall 12 and one of the peripheral walls 1.
  • the filling elements 15 of the edge belt 27 are arranged in the corrugations of the first series of corrugations 10, 28 or of the second series of corrugations. corrugations 29 in each of the angles of in order to obstruct the circulation channel of said corrugations.
  • the border belt 27 makes it possible to limit the propagation of these natural convection phenomena to the base wall 12. In fact, the border belt 27 will allow to separate the flows present in the peripheral walls 1 from the flows present in the bottom wall 12.
  • the edge belt 27 is advantageously used in addition to the belts of filling elements 16 located all around the tank 71.
  • each of the corrugations of the first series of corrugations 28 and of the second series of corrugations 29 of the bottom wall 12 is aligned with a corrugation of the first series of corrugations 10 of a peripheral wall 12 so as to form continuous circulation channels in the corners of the tank.
  • the filling elements 15 of the edge belt 27 are thus formed in each of said continuous circulation channels.
  • the fillers 15 of the edge belt 27 are formed at both ends of each of the corrugations of the first series of corrugations 28 and of the second series of corrugations 29 of the bottom wall 12.
  • the ends of the corrugations of the bottom wall 12 are in fact located near one of the vessel angles formed by the bottom wall and one of the walls peripherals and are connected to one end of a corrugation of a peripheral wall 1 using a connecting plate (not shown) bent at an angle equal to the vessel angle and having a corrugation aligned with the corrugation of the bottom wall 12 and the corrugation of the peripheral wall 1.
  • the filling elements 15 of the edge belt 27 may also be located in the corrugation of the connecting plate. t.
  • the fillers 15 of the edging belt 27 are formed near a tub corner alternating between one end of a corrugation of one of the series of corrugations 28, 29 of the bottom wall 12 and one end of a corrugation of the first series of corrugations 10 of a peripheral wall 1.
  • the alternation illustrated here is carried out so as to have a filling element 15 on the bottom wall 12 then a filling element 12 on a peripheral wall 1. In other embodiments not shown, this alternation can be carried out differently, for example two on one wall then two on one other walls.
  • a cutaway view of an LNG carrier 70 shows a sealed and insulated tank 71 of generally prismatic shape mounted in the double hull 72 of the ship.
  • the wall of the vessel 71 comprises a primary watertight barrier intended to be in contact with the LNG contained in the vessel, a secondary watertight barrier arranged between the primary watertight barrier and the double hull 72 of the ship, and two insulating barriers arranged respectively between the vessel. primary watertight barrier and the secondary watertight barrier and between the secondary watertight barrier and the double shell 72.
  • loading / unloading pipes 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of suitable connectors, to a maritime or port terminal for transferring a cargo of LNG from or to the tank 71.
  • the shows an example of a maritime terminal comprising a loading and unloading station 75, an underwater pipe 76 and an onshore installation 77.
  • the loading and unloading station 75 is a fixed off-shore installation comprising a movable arm 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can be connected to the loading / unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 can be orientated and adapts to all sizes of LNG carriers.
  • a connecting pipe (not shown) extends inside the tower 78.
  • the loading and unloading station 75 allows the loading and unloading of the LNG carrier 70 from or to the onshore installation 77.
  • the latter comprises liquefied gas storage tanks 80 and connecting pipes 81 connected by the underwater pipe 76 to the loading or unloading station 75.
  • the underwater pipe 76 allows the transfer of the liquefied gas between the loading or unloading station 75 and the shore installation 77 over a great distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the LNG carrier 70 at a great distance from the coast during loading and unloading operations.
  • pumps on board the ship 70 and / or pumps fitted to the shore installation 77 and / or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne une cuve (71) de stockage d'un gaz liquéfié, dans laquelle la cuve (71) comporte des parois périphériques (1), les parois périphériques (1) comportant une membrane d'étanchéité et au moins une barrière d'isolation thermique, dans laquelle la membrane d'étanchéité comporte des plaques métalliques ondulées comprenant une première série d'ondulations parallèles, s'étendant selon une direction x et une deuxième série d'ondulations parallèles s'étendant selon une direction y, la direction x étant une direction de plus grande pente, dans laquelle les parois périphériques (1) comprennent des éléments de remplissage à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d'ondulations, de sorte à former une ceinture d'éléments de remplissage (16) s'étendant tout autour de la cuve (71), la ceinture étant formée d'une partie d'obstruction (17) et d'au moins une partie d'interruption (18), la ceinture comportant au plus une partie d'interruption (18) par paroi périphérique (1).

Description

Cuve étanche et thermiquement isolante comprenant des éléments de remplissage anti-convectif
L’invention se rapporte au domaine des cuves, étanches et thermiquement isolantes, à membranes, pour le stockage et/ou le transport de fluide, tel qu’un gaz liquéfié.
Des cuves étanches et thermiquement isolantes à membranes sont notamment employées pour le stockage de gaz naturel liquéfié (GNL), qui est stocké, à pression atmosphérique, à environ -162°C. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz naturel liquéfié ou à recevoir du gaz naturel liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.
 Arrière-plan technologique
Dans l’état de la technique, il est connu des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage de gaz naturel liquéfié, intégrées dans une structure porteuse, telle que la double coque d’un navire destiné au transport de gaz naturel liquéfié. Généralement, de telles cuves comportent une structure multicouche présentant successivement, dans le sens de l’épaisseur, depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière d’isolation thermique secondaire retenue à la structure porteuse, une membrane d’étanchéité secondaire reposant contre la barrière d’isolation thermique secondaire, une barrière d’isolation thermique primaire reposant contre la membrane d’étanchéité secondaire et une membrane d’étanchéité primaire reposant contre la barrière d’isolation thermique primaire et destinée à être en contact avec le gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve.
La membrane d’étanchéité primaire est composée de plaques métalliques ondulées. La plaque métallique de forme rectangulaire comporte une première série d'ondulations parallèles, dites basses, s’étendant selon une direction y d’un bord à l’autre de la tôle et une seconde série d'ondulations parallèles, dites hautes, s’étendant selon une direction x d’un bord à l’autre de la tôle métallique. Les directions x et y des séries d’ondulations, sont perpendiculaires. Les ondulations sont saillantes du côté d’une face interne de la tôle métallique, destinée à être mise en contact avec le fluide contenu dans la cuve. Les plaques métalliques ondulées comportent entre les ondulations des portions planes.
Les ondulations de la membrane d’étanchéité primaire forment ainsi des canaux de circulation pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante primaire. De plus, l’une des directions x ou y est parallèle à la direction de plus grand pente pour une paroi inclinée
La membrane d’étanchéité primaire se trouvant à des températures très basses et la membrane d’étanchéité secondaire ou la structure porteuse à des températures plus élevées, il a été constaté qu’un phénomène de thermosiphon se mettait en place dans les parois inclinées formant un angle avec une direction horizontale, par exemple des parois verticales de la cuve, avec la circulation d’un gaz (ou mélange de gaz) se refroidissant, donc descendant par rapport à la direction verticale, entre la membrane d’étanchéité primaire et la barrière thermiquement isolante primaire (dans les canaux formés par les ondulations) et la circulation d’un gaz se réchauffant, donc ascendant par rapport à la direction verticale, entre la membrane d’étanchéité secondaire et la barrière thermiquement isolante secondaire ou entre la barrière thermiquement isolante secondaire et la paroi porteuse. La circulation du gaz se refroidissant et la circulation du gaz se réchauffant forment un circuit fermé aux extrémités de la paroi de cuve qui favorise le transfert de chaleur convectif à travers la paroi de cuve.
Il a été également constaté qu’une multitude de boucles du phénomène de thermosiphon se formaient au niveau de la paroi de fond de cuve entre les différents panneaux isolants.
Cet effet thermosiphon ne permet pas à la barrière thermiquement isolante de jouer son rôle d’isolation de manière efficace et peut ainsi endommager la structure externe de la cuve en propageant les températures extrêmes du contenu de la cuve vers celle-ci.
L’invention vise à remédier à ce problème.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante à membrane d’étanchéité comportant des ondulations dans laquelle les phénomènes de convection ou de thermosiphon sont réduits. En particulier, une idée à la base de l’invention est de fournir une cuve étanche et thermiquement isolante limitant la présence de canaux de circulation continus dans les barrières d’isolation thermique afin de limiter les phénomènes de convection naturelle dans lesdites barrières d’isolation thermique.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié, dans laquelle la cuve comporte une paroi de fond, une paroi de plafond et des parois périphériques reliant la paroi de fond à la paroi de plafond de sorte à former une cuve polyédrique, les parois périphériques comportant une membrane d’étanchéité destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et au moins une barrière d’isolation thermique agencée entre la membrane d’étanchéité et une paroi porteuse d’une structure porteuse, la barrière d’isolation thermique comportant une pluralité de panneaux isolants juxtaposés,
dans laquelle la membrane d’étanchéité comporte des plaques métalliques ondulées juxtaposées les unes aux autres et comprenant une première série d'ondulations parallèles, s’étendant selon une direction x et une seconde série d'ondulations parallèles s’étendant selon une direction y, la direction x étant une direction de plus grande pente de la paroi périphérique, les ondulations étant saillantes vers l’intérieur de la cuve et formant des canaux de circulation pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante,
dans laquelle les parois périphériques comprennent des éléments de remplissage à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations, de sorte à former une ceinture d’éléments de remplissage réalisée dans un plan parallèle à la paroi de fond et s’étendant tout autour de la cuve, la ceinture étant formée d’au moins une partie d’obstruction où chacune des ondulations de la première série d’ondulations est obstruée par l’un des éléments de remplissage, et d’au moins une partie d’interruption configurée pour permettre la circulation du gaz présent dans les canaux de circulation au travers de la ceinture d’éléments de remplissage, ladite ou chaque partie d’obstruction étant délimitée par ladite ou deux parties d’interruption, la ceinture d’éléments de remplissage comportant au plus une partie d’interruption par paroi périphérique, et les éléments de remplissage étant configurés pour générer une perte de charge réduisant un flux gazeux traversant ledit canal de circulation, les éléments de remplissage de la partie d’obstruction de l’au moins une ceinture d’éléments de remplissage étant disposés inclusivement entre deux ondulations adjacentes de la seconde série d’ondulations.
Grâce à ces caractéristiques, le flux de gaz situé dans les canaux de circulation des ondulations qui en se refroidissant serait amené à descendre dans les parois périphériques est ici bloqué dans sa circulation par les éléments de remplissage à perte de charge disposés dans la partie d’obstruction de la ceinture d’éléments de remplissage. Ce flux de gaz est ainsi contraint de passer par la ou les parties d’interruption afin de traverser la ceinture d’éléments de remplissage. La ceinture d’éléments de remplissage réalise ainsi une perte de charge singulière sur ce flux en diminuant brutalement la section de passage du flux sur l’ensemble de la paroi empêchant l’effet thermosiphon de s’établir dans les parois périphériques.
L’expression « étant disposés inclusivement entre deux ondulations adjacentes de la seconde série d’ondulations » signifie que les éléments de remplissage de la partie d’obstruction sont situés dans la direction x dans un intervalle formé par deux ondulations adjacentes de la seconde série d’ondulations en incluant les bornes de l’intervalle. Ainsi, chaque élément de remplissage de la partie d’obstruction peut être situé au niveau d’une des ondulations de la seconde série d’ondulations, de l’autre des ondulations de la seconde série d’ondulations, ou entre ces deux ondulations.
Selon des modes de réalisation, une telle cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage sont configurés pour générer une perte de charge réduisant un flux gazeux traversant ledit canal de circulation d’au moins 80%.
Ainsi, ces éléments de remplissage à perte de charge consistent ainsi en des bouchons formées dans les ondulations provoquant une perte de charge sur un écoulement tel que la perte de charge P soit supérieure ou égale à 80% de :
(ρ(Tf) - ρ(Tc)) × g × h, avec Tc et Tf les températures des branches chaude et froide du thermosiphon, ρ la masse volumique de l’écoulement, et h la plus grande dimension de la boucle de thermosiphon selon la gravité. Selon une possibilité offerte par l’invention, la température de la branche chaude est mesurée tout en haut de la boucle sous la barrière isolante tandis que la température de la branche froide est mesurée tout en bas de la bouche dans un canal de circulation. Dans ce cas, ce sont les températures extrêmes de la branche chaude et de la branche froide qui sont mesurées mais on peut bien entendu envisager une configuration de mesure différente pour ces deux mesures de température.
Cette perte de charge peut être engendrée par une géométrie particulière de l’élément de remplissage, et/ou un matériau particulier constitutif de l’élément de remplissage, ce matériau ayant un coefficient de perméabilité adapté.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage sont réalisés dans un matériau étanche aux gaz.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage de la partie d’obstruction de l’au moins une ceinture d’éléments de remplissage sont alignés les uns aux autres selon la direction y.
Selon un mode de réalisation, la direction y est perpendiculaire à la direction x.
Selon un mode de réalisation, la cuve comprend une pluralité de ceintures d’éléments de remplissage espacées les unes des autres d’un pas sensiblement égal à une dimension des panneaux isolants dans la direction x.
Ainsi, en multipliant le nombre de ceintures d’éléments de remplissage sur la hauteur de cuve, il est possible d’augmenter la perte de charge que le flux de gaz rencontre en descendant par les canaux de circulation.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une partie d’interruption d’une ceinture d’éléments de remplissage est décalée dans la direction y par rapport aux parties d’interruption des ceintures d’éléments de remplissage adjacentes à ladite ceinture d’éléments de remplissage, par exemple un décalage supérieur ou égal à un tiers de la dimension de la paroi périphérique dans la direction y.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une partie d’interruption est située à proximité d’un bord d’une dite paroi périphérique, les parties d’interruption de deux ceintures d’éléments de remplissage adjacentes étant disposées de part et d’autre de la paroi périphérique.
Ainsi, les parties d’interruption forment un réseau en quinconce sur la paroi périphérique de sorte à contraindre le flux de gaz à prendre un trajet comprenant une pluralité de coudes ce qui permet d’augmenter la perte de charge.
Selon un mode de réalisation, les ceintures d’éléments de remplissage comprennent une unique partie d’interruption, les parties d’interruption de deux ceintures d’éléments de remplissage adjacentes étant situées sur des parois périphériques opposées l’une de l’autre.
Ainsi, la disposition des parties d’interruption permet de contraindre le flux à emprunter un trajet bien plus long pour descendre le long de la paroi périphérique et prend ainsi un trajet dévié dans un plan horizontal à chaque passage d’une ceinture d’éléments de remplissage.
Selon un mode de réalisation, ladite partie d’interruption est disposée dans des ondulations adjacentes de la première série d’ondulations situées au droit d’un seul panneau isolant, lesdites ondulations adjacentes étant dépourvues d’éléments de remplissage.
Selon un mode de réalisation, ladite partie d’interruption est située dans une à neuf ondulations adjacentes de la première série d’ondulations, lesdites une à neuf ondulations adjacentes étant dépourvues d’éléments de remplissage.
Il est à noter qu’un panneau isolant situé sous les plaques métalliques ondulées peut avantageusement présenter une dimension permettant d’accueillir de trois à neuf ondulations de la première série d’ondulations selon son orientation. Ainsi, il est prévu que la partie d’interruption soit formée seulement sur l’un des panneaux isolants afin de faciliter la construction de la paroi de cuve mais également pour limiter la taille de la partie d’interruption afin que celle-ci joue son rôle de perte de charge.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une partie d’interruption est située dans une pluralité d’ondulations adjacentes, de préférence trois à neuf ondulations, la partie d’interruption comportant un réseau en quinconce d’éléments de remplissage, le réseau en quinconce étant configuré pour créer un chemin de communication fluidique entre les canaux de circulation situés en dessous de la ceinture d’éléments de remplissage et les canaux de circulations situés au-dessus de la ceinture d’éléments de remplissage, ledit chemin de communication fluidique comportant une pluralité de virages.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage sont réalisés en mousse polymère à cellule fermée.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage sont réalisés en mousse de polystyrène ou de polyéthylène.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage présentent une densité comprise entre 10 et 50 kg/m3, de préférence comprise entre 20 et 30 kg/m3.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage présentent un module d’élasticité à température ambiante compris entre 1 MPa et 45 MPa, selon la norme ISO844, de préférence compris entre 1 MPa et 30 MPa.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage présentent une limite élastique comprise entre 0,02 MPa et 1 MPa, selon la norme ISO844.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage sont situés au-dessus, en dessous ou au niveau d’un nœud d’ondulation dans la direction de plus grande pente, le nœud d’ondulation étant formé par un croisement entre une ondulation de la première série d’ondulations et une ondulation de la deuxième série d’ondulations.
Les éléments de remplissage de la partie d’obstruction d’une même ceinture sont ainsi sensiblement alignés dans la direction x en étant situés entre deux ondulations de la seconde série d’ondulations, en incluant comme positions possibles des éléments de remplissage les nœuds d’ondulation formés par le croisement desdites deux ondulations de la seconde série d’ondulations avec l’ondulation de la première série d’ondulation.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage de la partie d’obstruction sont situés au niveau d’un nœud d’ondulation.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage de la partie d’interruption sont situés entre deux nœuds d’ondulation.
Selon un mode de réalisation, l’élément de remplissage comporte un unique tronçon s’étendant dans la direction x, le tronçon ayant une face supérieure tournée vers l’ondulation à obturer et une face inférieure tournée vers le panneau isolant, la face inférieure étant plane de sorte à reposer sur le panneau isolant, la face supérieure étant bombée et étant configurée pour présenter une forme complémentaire à l’ondulation à obturer.
Selon un mode de réalisation, l’élément de remplissage comporte un premier tronçon s’étendant dans la direction y et deux deuxièmes tronçons s’étendant dans la direction x et situés de part et d’autre du premier tronçon de sorte à former un élément de remplissage en forme de X, le premier tronçon et le deuxième tronçon ayant chacun une face supérieure tournée vers l’ondulation à obturer et une face inférieure tournée vers le panneau isolant, la face inférieure étant plane de sorte à reposer sur le panneau isolant, la face supérieure étant bombée et étant configurée pour être d’une forme complémentaire à l’ondulation à obturer.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage comprennent sur une face supérieure tournée vers l’ondulation à obturer au moins un bourrelet s’étendant dans la direction y, l’au moins un bourrelet étant configuré pour être comprimé lors du montage de sorte à former un joint d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage comprennent un bourrelet sur chaque deuxième tronçon et deux bourrelets de part et d’autre du premier tronçon.
Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité primaire et la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire, lesdits panneaux isolants juxtaposés étant des panneaux isolants primaires, les parois de cuve comportant en outre, successivement dans une direction d’épaisseur, une barrière d’isolation thermique secondaire comportant une pluralité de panneaux isolants secondaires juxtaposés, les panneaux isolants secondaires étant retenus contre la paroi porteuse de la structure porteuse, et une membrane d’étanchéité secondaire portée par la barrière d’isolation thermique secondaire et disposée entre la barrière d’isolation thermique secondaire et la barrière thermiquement isolante primaire de sorte que les panneaux isolants primaires soient retenus contre la membrane d’étanchéité secondaire.
Selon un mode de réalisation, la paroi de fond comprend une membrane d’étanchéité destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et au moins une barrière d’isolation thermique agencée entre la membrane d’étanchéité et une paroi porteuse d’une structure porteuse, la barrière d’isolation thermique comportant une pluralité de panneaux isolants juxtaposés,
dans laquelle la membrane d’étanchéité de la paroi de fond comporte des plaques métalliques ondulées juxtaposées les unes aux autres et comprenant une première série d'ondulations parallèles, s’étendant selon une première direction et une seconde série d'ondulations parallèles s’étendant selon une deuxième direction, les ondulations étant saillantes vers l’intérieur de la cuve et formant des canaux de circulation pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante.
Selon un mode de réalisation, la paroi de fond comprend des éléments de remplissage à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations ou de la deuxième série d’ondulations afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations, les éléments de remplissage étant répartis sur toute la paroi de fond de sorte à former un réseau en quinconce d’éléments de remplissage dans les canaux de circulation de la paroi de fond, et les éléments de remplissage étant configurés pour assurer une perte de charge réduisant un flux gazeux traversant ledit canal de circulation d’au moins 80%.
Selon un mode de réalisation, la première direction est perpendiculaire à la deuxième direction.
Selon un mode de réalisation, la cuve comprend des éléments de remplissage à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations ou de la deuxième série d’ondulations dans chacun des angles de cuve formés par l’intersection de la paroi de fond et l’une des parois périphériques afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations, les éléments de remplissage formant une ceinture de bordure, la ceinture de bordure étant formée tout autour de la paroi de fond au niveau desdits angles.
Ainsi, en cas de présence de phénomènes de convection naturelle dits de thermosiphon dans les parois périphériques, la ceinture de bordure permet de limiter la propagation de ces phénomènes de convection naturelle à la paroi de fond.
Selon un mode de réalisation, chacune des ondulations de la première série d’ondulations et de la deuxième série d’ondulations de la paroi de fond est alignée avec une ondulation de la première série d’ondulations d’une paroi périphérique de sorte à former des canaux de circulation continus traversant les angles de cuve, les éléments de remplissage de la ceinture de bordure étant disposés dans chacun desdits canaux de circulation continus.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage de la ceinture de bordure sont disposés à une première extrémité et à une deuxième extrémité, opposée à la première extrémité, de chacune des ondulations de la première série d’ondulations et de la deuxième série d’ondulations de la paroi de fond, la première extrémité et la deuxième extrémité étant situées à proximité d’un des angles de cuve formés par la paroi de fond et l’une des parois périphériques.
Selon un mode de réalisation, les éléments de remplissage de la ceinture de bordure sont disposés à proximité d’un angle de cuve formé par la paroi de fond et une des parois périphériques, en alternance entre une extrémité d’une ondulation de l’une des séries d’ondulations de la paroi de fond et une extrémité d’une ondulation de la première série d’ondulations d’une paroi périphérique.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié, dans laquelle la cuve comporte une paroi de fond, une paroi de plafond et des parois périphériques reliant la paroi de fond à la paroi de plafond de sorte à former une cuve polyédrique, la paroi de fond comportant une membrane d’étanchéité destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et au moins une barrière d’isolation thermique agencée entre la membrane d’étanchéité et une paroi porteuse d’une structure porteuse, la barrière d’isolation thermique comportant une pluralité de panneaux isolants juxtaposés,
dans laquelle la membrane d’étanchéité comporte des plaques métalliques ondulées juxtaposées les unes aux autres et comprenant une première série d'ondulations parallèles, s’étendant selon une direction x et une seconde série d'ondulations parallèles s’étendant selon une direction y inclinée par rapport à la direction y, les ondulations étant saillantes vers l’intérieur de la cuve et formant des canaux de circulation pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante,
dans laquelle la paroi de fond comprend des éléments de remplissage à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations ou de la deuxième série d’ondulations afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations, les éléments de remplissage étant répartis sur toute la paroi de fond de sorte à former un réseau en quinconce d’éléments de remplissage dans les canaux de circulation de la paroi de fond, et les éléments de remplissage étant configurés pour assurer une perte de charge réduisant un flux gazeux traversant ledit canal de circulation d’au moins 80%.
Une telle cuve peut faire partie d’une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle cuve peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire.
Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un produit liquide froid comporte une double coque et une cuve précitée disposée dans la double coque.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
Brève description des figures
. L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La est une vue en perspective écorchée d’une paroi de cuve périphérique selon un mode de réalisation.
La est une vue schématique en perspective d’une cuve étanche et thermiquement isolante polyédrique selon un premier mode de réalisation.
La est une vue schématique en perspective écorchée d’une cuve étanche et thermiquement isolante polyédrique selon un deuxième mode de réalisation.
La représente une vue de détail IV de la illustrant une partie d’interruption et une partie d’obstruction de la ceinture d’éléments d’assemblage selon une première variante.
La représente une vue de détail IV de la illustrant une partie d’interruption et une partie d’obstruction de la ceinture d’éléments d’assemblage selon une deuxième variante.
La représente une vue de détail IV de la illustrant une partie d’interruption et une partie d’obstruction de la ceinture d’éléments d’assemblage selon une troisième variante.
La représente une vue de détail IV de la illustrant une partie d’interruption et une partie d’obstruction de la ceinture d’éléments d’assemblage selon une quatrième variante.
La est une vue en perspective d’un élément de remplissage selon un mode de réalisation.
La est une vue en perspective d’un élément de remplissage selon un autre mode de réalisation.
La est une représentation schématique écorchée d’un navire comportant une cuve et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve.
La est vue dépliée schématique d’une cuve dans laquelle seule la paroi de fond et les parois périphériques reliées à la paroi de fond ont été représentées avec une ceinture de bordure selon un premier mode de réalisation.
La est vue dépliée schématique d’une cuve dans laquelle seule la paroi de fond et les parois périphériques reliées à la paroi de fond ont été représentées avec une ceinture de bordure selon un deuxième mode de réalisation.
Dans la description ci-dessous, il va être décrit une cuve étanche et thermiquement isolante 71 de stockage de gaz liquéfié comprenant une paroi de fond 12, une paroi de plafond 13 et une pluralité de parois périphériques 1 reliant la paroi de fond 12 à la paroi de plafond 13, les parois 1, 12, 13 étant fixées à une structure porteuse 2. Les parois périphériques sont formées de parois verticales et éventuellement de parois inclinés dites de chanfrein. Le cas particulier d’une paroi verticale est illustré en Toutefois, l’invention ne se limite pas au cas particulier d’une paroi verticale mais à toutes les parois périphériques 1.
Dans le cas d’une paroi verticale, la direction de plus grande pente de cette paroi est donc la direction verticale. Le terme « vertical » signifie ici s’étendant dans la direction du champ de gravité terrestre. Le terme « horizontal » signifie ici s’étendant dans une direction perpendiculaire à la direction verticale.
Le gaz liquéfié destiné à être stocké dans la cuve 1 peut notamment être un gaz naturel liquéfié (GNL), c’est-à-dire un mélange gazeux comportant majoritairement du méthane ainsi qu’un ou plusieurs autres hydrocarbures. Le gaz liquéfié peut également être de l’éthane ou un gaz de pétrole liquéfié (GPL), c’est-à-dire un mélange d’hydrocarbures issu du raffinage du pétrole comportant essentiellement du propane et du butane.
Comme représenté sur la , la paroi périphérique 1 présente une structure multicouche comportant successivement, dans le sens de l’épaisseur depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve 71, une barrière thermiquement isolante 3 retenue contre la paroi porteuse 2 et une membrane d’étanchéité 4 portée par la barrière thermiquement isolante 3.
Dans le mode de réalisation représenté, la barrière thermiquement isolante 3 comporte une pluralité de panneaux isolants 5 qui sont ancrés à la paroi porteuse 2 au moyen de dispositifs de retenue ou de coupleurs (non représentés). Les panneaux isolants 5 présentent une forme générale parallélépipédique et sont disposés selon des rangés parallèles. Les blocs isolants 5 peuvent être réalisés selon différentes structures.
Un panneau isolant 5 peut être réalisé sous la forme d’un caisson comportant une plaque de fond, une plaque de couvercle et des voiles porteurs s’étendant, dans la direction d’épaisseur de la paroi de cuve, entre la plaque de fond et la plaque de couvercle et délimitant une pluralité de compartiments remplis d’une garniture isolante, telle que de la perlite, de la laine de verre ou de roche. Une telle structure générale est par exemple décrite dans WO2012/127141 ou WO2017/103500.
Un panneau isolant 5 peut être également réalisé une plaque de fond 7, une plaque de couvercle 6 et éventuellement une plaque intermédiaire, par exemple réalisées en bois contreplaqué. Le bloc isolant 5 comporte également une ou plusieurs couches de mousse polymère isolante 8 prises en sandwich entre la plaque de fond 7, la plaque de couvercle 6 et l’éventuelle plaque intermédiaire et collées à celles-ci. La mousse polymère isolante 8 peut notamment être une mousse à base de polyuréthanne, optionnellement renforcée par des fibres. Une telle structure générale est par exemple décrite dans WO2017/006044.
La membrane d'étanchéité 4 est composée de plaques métalliques ondulées 9. Ces plaques métalliques ondulées sont par exemple en acier inoxydable dont l’épaisseur est d’environ 1,2 mm et de taille 3 m par 1 m. La plaque métallique de forme rectangulaire comporte une première série d'ondulations 10 parallèles s’étendant selon une direction x d’un bord à l’autre de la plaque et une seconde série d'ondulations 11 parallèles s’étendant selon une direction y d’un bord à l’autre de la plaque métallique. Les directions x et y des séries d’ondulations 10, 11 sont perpendiculaires. Les ondulations 10, 11 sont, par exemple, saillantes du côté de la face interne de la plaque métallique, destinée à être mise en contact avec le fluide contenu dans la cuve. Les bords de la plaque métallique sont ici parallèles aux ondulations. Les plaques métalliques ondulées comportent entre les ondulations 10, 11 des portions planes. Le croisement entre une ondulation de la première série d’ondulations 10 et une ondulation de la deuxième série d’ondulations 11 forme un nœud d’ondulation 20.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, une membrane d’étanchéité 4 et une barrière thermiquement isolante 3 ont été illustrées et décrits. La paroi de cuve 1 peut ainsi être constituée que d’une seule membrane d’étanchéité 4 et d’une seule barrière thermiquement isolante 3.
Toutefois, la paroi de cuve 1 peut aussi comprendre une structure dite à double membranes. Dans ce cas, la barrière thermiquement isolante 3 décrite est une barrière thermiquement isolante primaire et la membrane d’étanchéité 4 est une membrane d’étanchéité primaire. La paroi de cuve 1 comprend ainsi également une barrière thermiquement isolante secondaire fixée à la structure porteuse et une membrane d’étanchéité secondaire portée par la barrière thermiquement isolante secondaire et servant de support à la barrière thermiquement isolante primaire.
Comme expliqué précédemment, les ondulations de la première série 10 et de la deuxième série 11 de la membrane d’étanchéité forment des canaux de circulation 14 pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante primaire. De plus, les canaux 14 formés par les ondulations de la première série d’ondulations 10 dirigée dans la direction x qui est la direction de plus grand pente pour une paroi inclinée sont propices à la circulation de gaz par l’effet thermosiphon.
Pour remédier à cet effet thermosiphon, il est prévu dans les modes de réalisation décrits par la suite de positionner, dans les ondulations de la première série d’ondulations 10 des parois périphériques 1, des éléments de remplissage à perte de charge 15 qui sont disposés dans ces ondulations 10 afin d’obstruer ponctuellement le canal de circulation 14 et ainsi couper la circulation du flux dans cette ondulation. Afin de limiter dans toute la cuve cet effet thermosiphon, les éléments de remplissage à perte de charge 15 sont disposés de sorte à former une pluralité de ceintures d’éléments de remplissage 16. Chaque ceinture d’éléments de remplissage 16 est réalisée dans un plan parallèle à la paroi de fond 12 et s’étendant tout autour de la cuve 71 comme visible en figures 2 et 3.
La illustre de manière schématique une cuve 71 munie sur les parois périphériques 1 d’une pluralité de ceintures d’éléments de remplissage 16 selon un premier mode de réalisation. En effet, les détails des parois de la cuve ne sont pas représentés. De plus pour des raisons de lisibilité des figures 2 et 3, seules quelques ceintures d’éléments de remplissage 16 sont représentées sans pour autant refléter le nombre réel de ceintures d’éléments de remplissage 16 prévues. En effet, il est prévu avantageusement que les ceintures d’éléments de remplissage 16 soient espacées les unes des autres dans la direction de plus grande pente d’un pas sensiblement égal à une dimension des panneaux isolants 5 dans la direction de plus grande pente.
Comme visible sur la , dans le premier mode de réalisation, les ceintures d’éléments de remplissage 16 comportent une partie d’obstruction 17 et une partie d’interruption 18. Dans la partie d’obstruction 17, chacune des ondulations de la première série d’ondulations 10 est obturée ponctuellement par l’un des éléments de remplissage 15. Cette partie d’obstruction 17 permet ainsi de couper complètement la descente au travers des canaux de circulation 14 d’un flux de gaz. Toutefois, dans la partie d’interruption 18, la circulation du gaz présent dans les canaux de circulation 14 au travers de la ceinture d’éléments de remplissage 16 est possible afin avantageusement d’éviter la formation de poche de gaz dans la barrière thermiquement isolante 3 en laissant le flux de gaz circuler. La conception de la partie d’interruption 18 peut être réalisée selon différentes variantes illustrées en figures 4 à 6.
Pour ne pas que la partie d’interruption 18 permette à l’effet thermosiphon de s’établir, il est avantageux de limiter le nombre et/ou la taille des parties d’interruption 18 sur toute la cuve. Il apparait ainsi avantageux qu’une ceinture d’éléments de remplissage 16 ne comprenne pas plus d’une partie d’interruption 18 par paroi périphérique 1.
Dans le premier mode de réalisation de la afin de limiter au maximum l’effet thermosiphon, chaque ceinture d’éléments de remplissage 16 comprend une unique partie d’interruption 18 de sorte à autoriser le passage du flux sur une unique zone tout autour de la cuve 71 pour chaque ceinture d’éléments de remplissage 16. De plus, les parties d’interruption 18 de deux ceintures d’éléments de remplissage 16 adjacentes sont situées sur des parois périphériques 1 opposées l’une de l’autre pour contraindre le flux de gaz passant par ces parties d’interruption 18 d’emprunter le trajet le plus long pour atteindre la partie d’interruption 18 suivante.
La illustre partiellement et de manière schématique une cuve 71 munie sur les parois périphériques 1 d’une pluralité de ceintures d’éléments de remplissage 16 selon un deuxième mode de réalisation.
Contrairement au premier mode de réalisation, le deuxième mode de réalisation prévoit qu’une même ceinture d’éléments de remplissage 16 comporte une pluralité de parties d’obstruction 17 et une pluralité de parties d’interruption 18 tout autour de la cuve en respectant une seule partie d’interruption par paroi périphérique 1. Chaque partie d’obstruction 17 définit une zone d’obstruction délimitée par deux parties d’interruption 18. Dans ce mode de réalisation, pour maximiser le trajet du flux de gaz et donc la perte de charge engendré sur ce flux, les parties d’interruption 18 de deux ceintures d’éléments de remplissage 16 adjacentes sont disposées de part et d’autre de la paroi périphérique 1, par exemple comme illustré sur la en les plaçant à proximité de bords opposés de la paroi périphérique 1. Les parties d’interruption 18 sont ainsi formées en quinconce sur une même paroi périphérique 1.
Les figures 4 à 7 représentent une portion d’une ceinture d’éléments de remplissage 16 notamment à la jonction entre la partie d’obstruction 17 et la partie d’interruption 18 selon plusieurs variantes de réalisation. Dans chacune de ces variantes, les éléments de remplissage 16 d’une partie d’obstruction 17 sont situés au niveau d’un nœud d’ondulation 20. Toutefois, dans des variantes non représentées, les éléments de remplissage 16 d’une partie d’obstruction 17 pourraient être situés au-dessus ou en dessous d’un nœud d’ondulation 20 tant que ceux-ci restent sensiblement alignés dans la direction y sur une même paroi périphérique 1.
Il est à noter qu’un panneau isolant 5 situé sous les plaques métalliques 9 ondulées a une dimension permettant d’accueillir de trois à neuf ondulations de la première série d’ondulations 10 selon son orientation. Sur les figures 4 à 6, les panneaux isolants 5 sont représentés de sorte que leur plus grande dimension est dirigée dans la direction y et accueillent ainsi neuf ondulations de la première série d’ondulations 10.
Dans la première variante illustrée sur la , la partie d’interruption 18 est située dans une seule ondulation de la première série d’ondulations 10 qui est ainsi dépourvue d’éléments de remplissage 15. Toutefois, dans des variantes non illustrées, la partie d’interruption 18 pourrait être située dans un maximum de neuf ondulations de la première série d’ondulations 10, ces ondulations étant ainsi dépourvues d’éléments de remplissage 15 au niveau de la ceinture d’éléments de remplissage 16.
Dans la deuxième variante illustrée sur la , la partie d’interruption 18 est identique à la première variante. Toutefois, les parties d’obstruction 17 situées de part et d’autre de la partie d’interruption 18 ne sont pas alignées l’une par rapport à l’autre dans la direction y comme dans la première variante mais décalées d’une ondulation dans la direction x. Ce décalage entre deux parties d’obstruction 17 adjacentes pourrait être d’au maximum neuf ondulations de la deuxième série d’ondulations 11.
Dans la troisième variante illustrée en , contrairement à la première variante, la partie d’interruption 18 n’est pas formée par l’absence d’éléments de remplissage 15. En effet, dans cette variante, la partie interruption 18 est située dans neuf ondulations de la première série d’ondulations 10, la partie d’interruption 18 comportant ici un réseau en quinconce 19 d’éléments de remplissage 15. Le réseau en quinconce 19 est réalisé de sorte à créer un chemin de communication fluidique entre les canaux de circulation 14 situés en dessous de la ceinture d’éléments de remplissage 16 et les canaux de circulations 14 situés au-dessus de la ceinture d’éléments de remplissage 16. Le chemin de communication fluidique est formé ainsi d’une pluralité de virages au travers du réseau en quinconce 19. Les éléments de remplissage 15 de la partie d’interruption 18 sont situés entre deux nœuds d’ondulation 20.
Sur la , les panneaux isolants 5 sont représentés de sorte que leur plus grande dimension est dirigée dans la direction x et accueillent ainsi trois ondulations de la première série d’ondulations 10.
La quatrième variante illustrée en est ainsi similaire à troisième variante en adaptant le réseau en quinconce 19 à une partie d’interruption 18 formée ici de trois ondulations de la première série d’ondulations 10.
Les figures 8 et 9 représentent deux conceptions différentes d’un élément de remplissage 15 selon qu’il soit positionné dans un nœud d’ondulation 20 ou dans une portion d’une ondulation de la première série d’ondulations 10.
L’élément de remplissage 15 de la est ainsi adapté pour être positionné dans une portion d’une ondulation de la première série d’ondulations 10 hors d’un nœud d’ondulation 20. Cet élément de remplissage 15 comporte un unique tronçon 21 s’étendant dans la direction x après placement dans l’ondulation. Le tronçon 21 comprend une face supérieure 24 tournée vers l’ondulation à obturer et une face inférieure 25 tournée vers le panneau isolant 5. La face inférieure 25 est plane de sorte à reposer sur le panneau isolant 5. La face supérieure 24 est bombée et est configurée pour être d’une forme complémentaire à l’ondulation à obturer. De plus, sur la face supérieure 24, le tronçon 21 comporte deux bourrelets 26 de part et d’autre de celui-ci formant une protubérance et servant de joint d’étanchéité en étant comprimés par l’ondulation lors du montage.
L’élément de remplissage 15 de la est ainsi adapté pour être positionné dans un nœud d’ondulation 20. Cet élément de remplissage 15 comporte un premier tronçon 22 s’étendant dans la direction y après placement dans l’ondulation et deux deuxièmes tronçons 23 s’étendant dans la direction x et situés de part et d’autre du premier tronçon 22 de sorte à former un élément de remplissage en forme de X. Le premier tronçon 22 et les deuxièmes tronçons 23 ont chacun une face supérieure 24 tournée vers l’ondulation à obturer et une face inférieure 25 tournée vers le panneau isolant 5. La face inférieure 25 est plane de sorte à reposer sur le panneau isolant 5 et la face supérieure 24 est bombée pour être d’une forme complémentaire à l’ondulation à obturer. De plus, sur la face supérieure 24, l’élément de remplissage 15 comprend un bourrelet 26 sur chaque deuxième tronçon 23 et deux bourrelets 26 de part et d’autre du premier tronçon 22.
Les figures 11 et 12 représentent schématiquement et partiellement une cuve 71 à chanfrein qui a été dépliée de sorte à illustrer en son centre la paroi de fond 12 ainsi que les parois périphériques 1 reliées à la paroi de fond 12, à savoir dans le cas d’une cuve 71 muni de chanfreins deux parois de cofferdam verticales et deux parois de chanfrein inférieurs inclinées à 135° par exemple. Dans un autre mode de réalisation non illustré, la cuve peut être également être dépourvue de chanfrein de sorte que les parois périphériques reliées à la paroi de fond 12 sont deux parois de cofferdam verticales et deux parois latérales verticales.
Sur les parois périphériques 1, seules les ondulations de la première série d’ondulations 10 qui présentent une continuité avec des ondulations de la paroi de fond 12 ont été représentées. Les ondulations de la première série d’ondulations 28 et de la deuxième série d’ondulations 29 de la paroi de fond ont été représentées. Le nombre d’ondulations de chaque paroi 1, 12 est purement schématique afin que les illustrations soient lisibles.
Sur les figures 11 et 12, la cuve 71 est équipée d’une ceinture de bordure 27 composée d’une pluralité d’éléments de remplissage 15 qui est formée tout autour de la paroi de fond 12 à proximité des angles de cuve formés par l’intersection de la paroi de fond 12 et l’une des parois périphériques 1. Les éléments de remplissage 15 de la ceinture de bordure 27 sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations 10, 28 ou de la deuxième série d’ondulations 29 dans chacun des angles de afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations. En cas de présence de phénomènes de convection naturelle dits de thermosiphon dans les parois périphériques 1, la ceinture de bordure 27 permet de limiter la propagation de ces phénomènes de convection naturelle à la paroi de fond 12. En effet, la ceinture bordure 27 va permettre de séparer les flux présents dans les parois périphériques 1 des flux présents dans la paroi de fond 12. La ceinture de bordure 27 est avantageusement utilisée en complément des ceintures d’éléments de remplissage 16 situées tout autour de la cuve 71.
Dans les modes de réalisation illustrées en figures 11 et 12, chacune des ondulations de la première série d’ondulations 28 et de la deuxième série d’ondulations 29 de la paroi de fond 12 est alignée avec une ondulation de la première série d’ondulations 10 d’une paroi périphérique 12 de sorte à former des canaux de circulation continus dans les angles de cuve. Les éléments de remplissage 15 de la ceinture de bordure 27 sont ainsi formés dans chacun desdits canaux de circulation continus.
La représente plus particulièrement un premier mode de réalisation de la ceinture de bordure 27. Dans ce mode de réalisation, les éléments de remplissage 15 de la ceinture de bordure 27 sont formés aux deux extrémités de chacune des ondulations de la première série d’ondulations 28 et de la deuxième série d’ondulations 29 de la paroi de fond 12. Les extrémités des ondulations de la paroi de fond 12 sont en effet situées à proximité d’un des angles de cuve formés par la paroi de fond et l’une des parois périphériques et sont raccordés à une extrémité d’une ondulations d’une paroi périphérique 1 à l’aide d’une plaque de raccordement (non représentée) pliée selon un angle égale à l’angle de cuve et comportant une ondulation alignée avec l’ondulation de la paroi de fond 12 et l’ondulation de la paroi périphérique 1. Dans un mode de réalisation non représenté, les éléments de remplissage 15 de la ceinture de bordure 27 peuvent être également situés dans l’ondulation de la plaque de raccordement.
La représente un deuxième mode de réalisation de la ceinture de bordure 27. Dans ce mode de réalisation, les éléments de remplissage 15 de la ceinture de bordure 27 sont formés à proximité d’un angle de cuve en alternance entre une extrémité d’une ondulation de l’une des séries d’ondulations 28, 29 de la paroi de fond 12 et une extrémité d’une ondulation de la première série d’ondulations 10 d’une paroi périphérique 1. L’alternance illustrée ici est réalisée de sorte à avoir un élément de remplissage 15 sur la paroi de fond 12 puis un élément de remplissage 12 sur une paroi périphérique 1. Dans d’autres modes de réalisation non représentés, cette alternance peut être réalisée différemment, par exemple deux sur une paroi puis deux sur une autre parois.
En référence à la , une vue écorchée d’un navire méthanier 70 montre une cuve étanche et isolée 71 de forme générale prismatique montée dans la double coque 72 du navire. La paroi de la cuve 71 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le GNL contenu dans la cuve, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72.
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.
La représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/déchargement 73. Le bras mobile 74 orientable s'adapte à tous les gabarits de méthaniers. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et de déchargement 75 permet le chargement et le déchargement du méthanier 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de gaz liquéfié 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du gaz liquéfié entre le poste de chargement ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder le navire méthanier 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (19)

  1. Cuve étanche et thermiquement isolante (71) de stockage d’un gaz liquéfié, dans laquelle la cuve (71) comporte une paroi de fond (12), une paroi de plafond (13) et des parois périphériques (1) reliant la paroi de fond (12) à la paroi de plafond (13) de sorte à former une cuve (71) polyédrique, les parois périphériques (1) comportant une membrane d’étanchéité (4) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve (71) et au moins une barrière d’isolation thermique (3) agencée entre la membrane d’étanchéité (4) et une paroi porteuse d’une structure porteuse (2), la barrière d’isolation thermique comportant une pluralité de panneaux isolants (5) juxtaposés,
    dans laquelle la membrane d’étanchéité (4) comporte des plaques métalliques ondulées (9) juxtaposées les unes aux autres et comprenant une première série d’ondulations (10) parallèles, s’étendant selon une direction x et une deuxième série d’ondulations (11) parallèles s’étendant selon une direction y, la direction x étant une direction de plus grande pente de la paroi périphérique (1), les ondulations étant saillantes vers l’intérieur de la cuve (71) et formant des canaux de circulation (14) pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante (3),
    dans laquelle les parois périphériques (1) comprennent des éléments de remplissage (15) à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations (10) afin d’obstruer le canal de circulation (14) desdites ondulations, de sorte à former une ceinture d’éléments de remplissage (16) réalisée dans un plan parallèle à la paroi de fond (12) et s’étendant tout autour de la cuve (71), la ceinture d’éléments de remplissage (16) étant formée d’au moins une partie d’obstruction (17) où chacune des ondulations de la première série d’ondulations (10) est obstruée par l’un des éléments de remplissage (15), et d’au moins une partie d’interruption (18) configurée pour permettre la circulation du gaz présent dans les canaux de circulation (14) au travers de la ceinture d’éléments de remplissage (16), ladite ou chaque partie d’obstruction (17) étant délimitée par ladite ou deux parties d’interruption (18), la ceinture d’éléments de remplissage (16) comportant au plus une partie d’interruption (18) par paroi périphérique (1), et les éléments de remplissage (15) étant configurés pour générer une perte de charge réduisant un flux gazeux traversant ledit canal de circulation (14), les éléments de remplissage (15) d’une dite partie d’obstruction (17) de l’au moins une ceinture d’éléments de remplissage (16) étant à chaque fois disposés inclusivement entre deux ondulations adjacentes de la seconde série d’ondulations (11).
  2. Cuve (71) selon la revendication 1, dans laquelle les éléments de remplissage (15) de la partie d’obstruction (17) de l’au moins une ceinture d’éléments de remplissage (16) sont alignés les uns aux autres selon la direction y, la direction y étant perpendiculaire à la direction x.
  3. Cuve (71) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle la cuve (71) comprend une pluralité de ceintures d’éléments de remplissage (16) espacées les unes des autres d’un pas sensiblement égal à une dimension des panneaux isolants (5) dans la direction x.
  4. Cuve (71) selon la revendication 3, dans laquelle l’au moins une partie d’interruption (18) est situé à proximité d’un bord d’une dite paroi périphérique (1), les parties d’interruption (18) de deux ceintures d’éléments de remplissage (16) adjacentes étant disposées de part et d’autre de la paroi périphérique (1).
  5. Cuve (71) selon la revendication 3, dans laquelle les ceintures d’élément de remplissage (16) comprennent une unique partie d’interruption (18), les parties d’interruption (18) de deux ceintures d’éléments de remplissage (16) adjacentes étant situées sur des parois périphériques (1) opposées l’une de l’autre.
  6. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle l’au moins une partie d’interruption (18) est située dans une à neuf ondulations de la première série d’ondulations (10), lesdites une à neuf ondulations adjacentes étant dépourvues d’éléments de remplissage (15).
  7. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle l’au moins une partie d’interruption (18) est située dans une pluralité d’ondulations de la première d’ondulations (10), de préférence trois à neuf ondulations, la partie d’interruption (18) comportant un réseau en quinconce (19) d’éléments de remplissage (15), le réseau en quinconce (19) étant configuré pour créer un chemin de communication fluidique entre les canaux de circulation (14) situés en dessous de la ceinture d’éléments de remplissage (16) et les canaux de circulations (14) situés au-dessus de la ceinture d’éléments de remplissage (16), ledit chemin de communication fluidique comportant une pluralité de virages.
  8. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle les éléments de remplissage (15) sont réalisés en mousse polymère à cellule fermée.
  9. Cuve (71) selon la revendication 8, dans laquelle les éléments de remplissage (15) sont réalisés en mousse de polystyrène ou de polyéthylène.
  10. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle les éléments de remplissage (15) sont situés au-dessus, en dessous ou au niveau d’un nœud d’ondulation (20) dans la direction de plus grande pente, les nœuds d’ondulation (20) étant formés par un croisement entre une ondulation de la première série d’ondulations (10) et une ondulation de la deuxième série d’ondulations (11).
  11. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle les éléments de remplissage (15) comprennent sur une face supérieure (24) tournée vers l’ondulation à obturer au moins un bourrelet (26) s’étendant dans la direction y, l’au moins un bourrelet (26) étant configuré pour être comprimé lors du montage de sorte à former un joint d’étanchéité.
  12. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 11, dans laquelle la membrane d’étanchéité (4) est une membrane d’étanchéité primaire, et la barrière thermiquement isolante (3) est une barrière thermiquement isolante primaire, lesdites panneaux isolants (5) juxtaposés étant des panneaux isolants primaires, les parois de cuve (1, 12, 13) comportant, en outre, successivement dans une direction d’épaisseur, une barrière d’isolation thermique secondaire comportant une pluralité de panneaux isolants secondaires juxtaposés, les panneaux isolants secondaires étant retenus contre la paroi porteuse de la structure porteuse (2), et une membrane d’étanchéité secondaire portée par la barrière d’isolation thermique secondaire, et disposée entre la barrière d’isolation thermique secondaire et la barrière thermiquement isolante primaire (3) de sorte que les panneaux isolants primaires (5) soient retenus contre la membrane d’étanchéité secondaire.
  13. Cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 12, dans laquelle la paroi de fond (12) comprend une membrane d’étanchéité (4) destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve et au moins une barrière d’isolation thermique (3) agencée entre la membrane d’étanchéité et une paroi porteuse d’une structure porteuse, la barrière d’isolation thermique comportant une pluralité de panneaux isolants juxtaposés,
    dans laquelle la membrane d’étanchéité de la paroi de fond comporte des plaques métalliques ondulées (9) juxtaposées les unes aux autres et comprenant une première série d'ondulations (10) parallèles, s’étendant selon une première direction et une seconde série d'ondulations (11) parallèles s’étendant selon une deuxième direction, les ondulations étant saillantes vers l’intérieur de la cuve et formant des canaux de circulation (14) pour un gaz présent dans la barrière thermiquement isolante.
  14. Cuve (71) selon la revendication 13, dans laquelle la paroi de fond (12) comprend des éléments de remplissage (15) à perte de charge, qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations (10) ou de la deuxième série d’ondulations (11) afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations, les éléments de remplissage (15) étant réparties sur toute la paroi de fond de sorte à former un réseau en quinconce (19) d’éléments de remplissage (15) dans les canaux de circulation (14) de la paroi de fond (12), et les éléments de remplissage (15) étant configurés pour assurer une perte de charge réduisant un flux gazeux traversant ledit canal de circulation (14) d’au moins 80%.
  15. Cuve (71) selon la revendication 13 ou la revendication 14, dans laquelle la cuve (71) comprend des éléments de remplissage à perte de charge (15), qui sont disposés dans les ondulations de la première série d’ondulations (10, 28) ou de la deuxième série d’ondulations (29) dans chacun des angles de cuve formés par la paroi de fond (12) et l’une des parois périphériques (1) afin d’obstruer le canal de circulation desdites ondulations, les éléments de remplissage (15) formant une ceinture de bordure (27), la ceinture de bordure (27) étant formée tout autour de la paroi de fond au niveau desdits angles.
  16. Cuve (71) selon la revendication 15, dans laquelle chacune des ondulations de la première série d’ondulations (28) et de la deuxième série d’ondulations (29) de la paroi de fond (12) est alignée avec une ondulation de la première série d’ondulations (10) d’une paroi périphérique (1) de sorte à former des canaux de circulation continus traversant les angles de cuve, les éléments de remplissage (15) de la ceinture de bordure (27) étant disposés dans chacun desdits canaux de circulation continus.
  17. Navire (70) pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une cuve (71) selon l’une des revendications 1 à 16 disposée dans la double coque.
  18. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 17, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (71) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.
  19. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 17, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve du navire (71).
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