WO2022157446A1 - Système d'alimentation en gaz pour appareils consommateurs de gaz à haute et basse pression - Google Patents

Système d'alimentation en gaz pour appareils consommateurs de gaz à haute et basse pression Download PDF

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WO2022157446A1
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heat exchanger
supply system
tank
return line
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Bernard Aoun
Romain NARME
Jean-Luc Thuez
Abdoulaye DIOUF
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Gaztransport Et Technigaz
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    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/08—Cold compressor, i.e. suction of the gas at cryogenic temperature and generally without afterstage-cooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/30—Compression of the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Definitions

  • the present invention relates to the field of vessels for storing and/or transporting gas in the liquid state and more particularly relates to a gas supply system for consumer appliances included within such vessels.
  • a ship comprising a tank of gas in the liquid state intended to be consumed and/or to be delivered to a point of destination
  • said ship may be able to use at least part of said gas to the liquid state in order to supply at least one of its motors, via a gas supply system.
  • a gas supply system This is the case for ships equipped with an ME-GI type propulsion engine.
  • the gas In order to supply this type of engine, the gas must be compressed at very high pressure by special compressors capable of compressing the gas up to 300 bars, but such compressors are expensive, generate substantial maintenance costs and induce vibrations. within the ship.
  • the present invention makes it possible to meet such an objective by proposing a gas supply system for at least one high-pressure gas-consuming device and at least one low-pressure gas-consuming device of a floating structure comprising at least one tank configured to contain the gas, the supply system comprising: at least one first gas supply circuit of the high-pressure gas-consuming device, comprising at least one pump configured to pump the gas taken from the liquid state in the tank, at least one high-pressure evaporator configured to evaporate the gas circulating in the first gas supply circuit, at least one second gas supply circuit of the low-pressure gas-consuming device , comprising at least one compressor configured to compress gas withdrawn in the vapor state from the tank up to a pressure compatible with the needs of the low-pressure gas-consuming device, at least one gas return line connected to the second supply circuit downstream of the compressor and extending as far as the tank, at least a first heat exchanger and a second heat exchanger each configured to operate a heat exchange between the gas flowing in the return line and the gas flowing in the first supply circuit, characterized in that the first
  • the presence of the bypass channel thus makes it possible to circulate the gas through the second heat exchanger only when necessary, for example in the event of excess gas in the vapor state present in the vessel.
  • the gas can also flow through within the main track in its entirety, including the portion of the main track running parallel to the bypass track, and is treated directly by the high pressure evaporator after passing through the first heat exchanger.
  • the gas taken from within the tank and intended to supply the high-pressure gas-consuming device thus has several circulation modes, which ensures that the circulation of superfluous gas is avoided and also limits the quantity of energy linked to the use of the high pressure evaporator and/or the second heat exchanger.
  • the vapor-era gas present in the tank and not used for the consumption of the low-pressure gas-consuming device can be recondensed and is thus returned to the tank at the liquid era, instead of being eliminated.
  • the loss of gas to the vapor era present in excess in the tank is then at least reduced.
  • the first gas supply circuit therefore makes it possible to meet the fuel needs of the device consuming high-pressure gas.
  • the latter may, for example, be the means of propulsion of the floating structure, for example a MEGI engine.
  • the first supply circuit extends from the tank to the high pressure gas consuming device.
  • the pump is installed at the bottom of the tank and pumps the gas to the liquid state so that it can circulate in the first supply circuit.
  • the high-pressure evaporator guarantees the evaporation of the gas before it is supplied to the high-pressure gas-consuming device.
  • the high pressure evaporator is the seat of a heat exchange between the gas circulating in the first supply circuit and a heat transfer fluid, for example glycol water, sea water or steam. water. The latter must be at a temperature high enough to create a change in the gas era so that the latter passes to the vapor or supercrystal era and feeds the high-pressure gas-consuming device.
  • the gas circulating in the first supply circuit passes through the first heat exchanger, then optionally the second heat exchanger depending on the configuration chosen.
  • the gas can then be vaporized through the evaporator high pressure.
  • the temperature of the gas thus makes it possible to increase more or less before the latter passes through the high pressure evaporator if the configuration of the first supply circuit allows it.
  • the gas circulating in the first feed circuit can be in a two-phase, vapor, liquid or supercritical phase at the outlet of the second heat exchanger if the bypass route is taken by the gas.
  • the gas contained in the tank can pass naturally, or forced by the floating structure, into the vapor phase.
  • the gas within the tank passing to the vapor stage must be evacuated so as not to create an overpressure within the tank.
  • the second gas supply circuit of the appliance consuming low pressure gas extends from the tank to the low pressure gas consuming device.
  • the latter may, for example, be an auxiliary motor such as an electric generator.
  • the compressor arranged on the second supply circuit is responsible for sucking in the gas present in the top of the tank in order to be able to supply the device consuming low-pressure gas, but also to regulate the pressure within tank.
  • the second supply circuit is structurally separate from the first supply circuit, except that both supply circuits are connected to the tank.
  • the vapor-era gas can supply the low-pressure gas-consuming device, or circulate through the return line if the low-pressure gas-consuming device does not require a fuel supply .
  • the return line is connected downstream of the compressor, the vapor-era gas sucked in by the compressor can therefore flow through it.
  • the vapor-era gas circulating in the return line first passes through the second heat exchanger, then the first heat exchanger, before returning to the tank.
  • the heat exchange can be carried out within the two heat exchangers or only within the first heat exchanger. Thanks to the heat exchange taking place between the gas circulating in the first supply circuit and the gas circulating in the return line, the temperature of the gas at the vapor stage decreases by passing through the heat exchangers, up to so that said gas condenses and returns to the liquid erar substantially at the outlet of the first heat exchanger. The recondensed gas then circulates to the vessel.
  • the main path comprises an additional pump interposed between the first heat exchanger and the high pressure evaporator. It is the additional pump which makes it possible to increase the pressure of the gas circulating in the first supply circuit, so that it has a compatible pressure for the supply of the device consuming high pressure gas.
  • the position of the additional pump is parricularly advantageous. Indeed, setting up the additional pump upstream of the first heat exchanger leads to a rise in the pressure and the temperature of the gas in the liquid era as soon as it passes through the first heat exchanger, which is detrimental to the condensation of the gas. at the same time steam circulating in the return line also crosses the first heat exchanger.
  • the optimum arrangement therefore consists of placing the additional pump downstream of the first heat exchanger.
  • the bypass path begins at a point of divergence arranged on the main path between the additional pump and the high pressure evaporator. It is from the point of divergence that the first supply circuit is divided between the portion of the main track and the bypass track.
  • the gas circulating therein after having passed through the first heat exchanger, can circulate in the portion of the main channel to subsequently be directly treated by the high pressure evaporator er /or within the bypass path to cross the second heat exchanger.
  • the point of divergence is downstream of the additional pump so that the second heat exchanger is also downstream of the additional pump.
  • the gas circulating in the bypass channel which can be in a vapor, liquid, diphasic state or supercritical at the outlet of the second heat exchanger, arranging the additional pump downstream of the second heat exchanger can be detrimental to the correct operation of the latter given that the additional pump only allows the pumping of a fluid in the liquid state.
  • the first supply circuit comprises a distribution device configured to control a distribution of the flow of gas towards the portion of the main track and/or towards the branch track.
  • the distribution device can be controlled remotely, so that the circulation of the gas within the first supply circuit is optimal for the consumption of the gas by the consuming device and for the condensation of the gas circulating in the return line .
  • the bypass path ends at a convergence point arranged on the main path between the divergence point and the high pressure evaporator.
  • a convergence point arranged on the main path between the divergence point and the high pressure evaporator.
  • the point of convergence of the portion of the main channel and the bypass channel is arranged downstream of the point of divergence and upstream of the high pressure evaporator.
  • the gas circulating in the bypass path passes through the second heat exchanger, then rejoins the main path before being treated by the high pressure evaporator. All of the gas circulating in the first supply circuit is therefore treated by the high pressure evaporator according to the first embodiment. The latter therefore allows the gas to pass through the second heat exchanger and/or to bypass the latter.
  • the distribution device comprises a first valve configured to manage the flow of gas within the bypass channel and a second valve arranged on the portion of the main channel.
  • the valves can be controlled remotely in order to switch to the open or closed position and thus to determine the circulation of the gas circulating within the first supply circuit.
  • the first valve can be arranged on the branch path upstream or downstream of the second heat exchanger.
  • the second valve is for its part arranged on the portion of the main track arranged in parallel with the bypass track.
  • the first valve makes it possible to control the flow of gas in the bypass channel
  • the second valve makes it possible to control the flow of gas in the portion of the main channel arranged in parallel with the bypass channel. If the first valve is closed and the second valve open, then the gas flows within the main path in its entirety. If the first valve is open and the second valve closed, then the gas flows entirely through the bypass channel then joins the main channel upstream of the high pressure evaporator.
  • the two valves can also be opened so that the gas separates into two fractions, one directly joining the high pressure evaporator via the portion of the main channel, the other circulating within the bypass channel crossing the second heat exchanger.
  • the bypass path and the first valve are configured so that the gas which circulates between the point of divergence and the second heat exchanger is maintained at liquid level.
  • the first valve has the sole function of authorizing or not the circulation of gas within the bypass channel without causing any change in erar, for example by releasing the gas flowing in the bypass channel.
  • the gas circulating in the bypass channel is kept at the liquid state until it crosses the second heat exchanger.
  • the gas circulating in the bypass path can leave the second heat exchanger in a liquid phase. , steam, two-phase or supercriric.
  • the branch line ends at a convergence point arranged on the main line downstream of the high pressure evaporator.
  • a connected configuration corresponds to a second embodiment of the power supply system according to the invention.
  • the branch path bypasses the high pressure evaporator. The latter is therefore located within the portion of the main track arranged in parallel with the bypass track.
  • the gas circulating in the first supply circuit is therefore either treated by the high pressure evaporator if the gas circulates within the portion of the main channel, or is treated by the second heat exchanger whether the gas is flowing within the bypass path.
  • the gas At the outlet of the high pressure evaporator or the second heat exchanger, the gas has compatible characteristics for its consumption by the device consuming high pressure gas, for example by being in a vapor or supercritical state.
  • the second embodiment therefore makes it possible to distribute the load of the change of state of the gas circulating within the first supply circuit, and this while cooling the gas circulating in the return line thanks to the heat exchange operated at the within the second heat exchanger.
  • the distribution device comprises a distribution valve.
  • the distribution valve makes it possible to control the flow of gas circulating in the portion of the main channel and/or in the bypass channel.
  • the valve may have a degree of opening, a distribution of the gas flowing between the portion of the main channel and/or the bypass channel being dependent on the degree of opening of the distribution valve.
  • the distribution valve is arranged on the portion of the main track.
  • the greater the degree of opening of the distribution valve the greater the proportion of gas circulating within the portion of the main channel.
  • the lower the degree of opening of the distribution valve the greater the proportion of gas circulating within the bypass channel. If the distribution valve is completely open, the gas flows exclusively in the portion of the main channel. If the distribution valve is closed, the gas flows exclusively in the bypass path.
  • the distribution valve can be positioned either between the point of divergence and the high pressure evaporator, or between the high pressure evaporator and the point of convergence.
  • the distribution valve is arranged on the branch line.
  • the higher the degree of opening of the distribution valve the greater the proportion of gas circulating within the bypass channel. Conversely, the lower the degree of opening of the distribution valve, the greater the proportion of gas circulating within the portion of the main channel. If the distribution valve is completely open, the gas flows exclusively in the bypass channel. If the distribution valve is closed, the gas flows exclusively in the portion of the main track.
  • the distribution valve can be positioned either between the point of divergence and the second heat exchanger, or between the second heat exchanger and the point of convergence.
  • the return line comprises an expansion member arranged between the first heat exchanger and the tank and configured to regulate a gas flow rate circulating in the return line, said expansion member and the reparririon being configured so that the gas which circulates within the diversion channel passes from the liquid erar to the vapor or supercrystal erar.
  • the gas circulating in the first supply circuit is treated by the high pressure evaporator or by the second heat exchanger.
  • the gas flowing in the bypass path must be, at the outlet of the second heat exchanger, in a state compatible to be consumed by the high-pressure gas-consuming device, for example in a vapor or supercriric state. It is therefore important that the gas circulating in the bypass channel is entirely at the vapor or supercritical stage at the outlet of the second heat exchanger.
  • the flow of gas circulating in the bypass channel can be proportional to the flow of gas circulating in the return line so that, during the heat exchange, the majority of the gas circulating in the bypass channel will end up in a vapor phase. or supercritical at the outlet of the second heat exchanger.
  • the expansion device arranged on the return line therefore makes it possible to control the flow of gas circulating in the return line, while the distribution valve makes it possible to control the flow of gas circulating in the path of derivation.
  • the gas circulating in the bypass channel leaves the second heat exchanger in a state compatible with its consumption by the gas-consuming device at high pressure, without having been treated by the high pressure evaporator.
  • the first heat exchanger is configured to condense the gas circulating within the return line.
  • the first heat exchanger is the exchanger through which the gas in the liquid state of the first supply circuit passes when said gas in the liquid state is at its lowest temperature. It is therefore the heat exchange taking place within the first heat exchanger that will change the state of the gas circulating in the return line to change it from the vapor state to the liquid state.
  • the second heat exchanger is configured to pre-cool the gas circulating within the return line.
  • the gas circulating in the first supply circuit is less cold than at the inlet of the first heat exchanger, a heat exchange having served to condense the gas circulating in the return line.
  • the gas in liquid state is compressed by the additional pump and then reaches the point of divergence.
  • the gas may subsequently pass through the second heat exchanger. If this is the case, a heat exchange also takes place within the second heat exchanger, allowing the precooling of the gas in the vapor state within the return line.
  • the return line can comprise a zone of divergence dividing the return line into a first section and into a second section both extending from the zone of divergence to the tank, the first heat exchanger being configured to operate a heat exchange between the gas circulating in the vapor state in the first section of the return line and the gas in the liquid state circulating in the first supply circuit, the second section bypassing the first heat exchanger.
  • the gas in the vapor state present in the tank and not used for the consumption of the device consuming gas at low pressure can be condenses by circulating via the first section of the return line and is thus returned to the tank in the liquid state, instead of being eliminated.
  • the quantity of gas in the liquid state circulating in the first supply circuit is less than six times the quantity of gas in the vapor state circulating in the return line, then it is advantageous to circulate the gas at the vapor state at least partially within the second section of the return line, part of the gas in the vapor state then circulating in the first section in a quantity such that the condensation is complete.
  • the gas in the vapor state flowing in the return line can flow into the first section or into the second section from the zone of divergence. If the gas in the vapor state circulates in the first section, the latter initially passes through the second heat exchanger, then the first heat exchanger, before returning to the tank, as described previously. If the gas in the vapor state circulates in the second section, it passes through the second heat exchanger and then returns directly to the tank. According to this configuration, the temperature of the gas at the vapor state decreases due to the exchange of calories operated within the second heat exchanger, but is however not condensed. The gas thus returns to the tank in the vapor state, but nevertheless being cooled.
  • the second section of the return line thus comprises an end immersed in the liquid contained in the tank.
  • the second section may include an ejection member arranged at the submerged end.
  • the ejection device allows in particular to expand the gas in the vapor state circulating in the second section of the return line before the latter is dispersed in the tank.
  • the expansion of the gas in the vapor state associated with the fact that the submerged end is preferably arranged at the bottom of the tank, makes it possible to liquefy at least part of the gas in the vapor state when the latter returns to the tank, also causing a rise in temperature of the gas in liquid form present in the tank.
  • the ejection member can for example be an ejector or a bubbling device.
  • the supply system comprises an auxiliary supply line connected to the first supply circuit, upstream of the first heat exchanger, and extending as far as the second supply circuit, in downstream of the compressor, the supply system comprising a low pressure evaporator configured to evaporate the gas circulating in the auxiliary supply line.
  • auxiliary supply line is used when the low-pressure gas-consuming device needs to be supplied with gas in the vapor state, but the latter is not in sufficient quantity within the top of the vessel.
  • the auxiliary supply line thus makes it possible to divert part of the gas in the liquid state circulating in the first supply circuit.
  • This part is then evaporated by the low pressure evaporator, according to an operation similar to that of the high pressure evaporator, that is to say by heat exchange with a heat transfer fluid such as glycol water, sea water or water vapour, for example.
  • the low-pressure evaporator thus induces an exchange of calories between the gas in the liquid state circulating in the auxiliary supply line and this heat transfer fluid. Once in the vapor state, the gas continues to circulate within the auxiliary supply line and joins the second supply circuit in order to supply the low-pressure gas-consuming device.
  • the auxiliary supply line is not used and can for example be closed by a valve.
  • the invention also covers a floating structure for storing and/or transporting gas in the liquid state, comprising at least one tank containing gas in the liquid state, at least one device consuming high-pressure gas, at least a low-pressure gas-consuming appliance and at least one gas supply system for these appliances.
  • the invention also covers a system for loading or unloading a liquid gas which combines at least one onshore and/or port installation and at least one floating structure for storing and/or transporting liquid gas.
  • the invention finally covers a method for loading or unloading a liquid gas from a floating structure for storing and/or transporting gas in which pipes for loading and/or unloading gas in the liquid state arranged on an upper deck of the floating structure can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal in order to transfer the gas in the liquid state from or to the tank.
  • FIG. 1 represents a first embodiment of a supply system according to the invention
  • FIG. 1 represents the first embodiment of the supply system comprising a return line divided into two sections
  • FIG. 3 represents a second embodiment of the power supply system
  • FIG. 4 is a cutaway schematic representation of a tank of a floating structure and a loading and/or unloading terminal for this tank.
  • Figures 1 to 3 show a gas supply system 1 arranged on a floating structure.
  • the supply system 1 makes it possible to circulate gas which may be in the liquid state, in the vapor state, in the two-phase state or in the supercritical state, from a storage tank 8 and/or transport, and to a high-pressure gas-consuming device 4 and/or a low-pressure gas-consuming device 5, in order to supply the latter with fuel.
  • Said floating structure can for example be a ship capable of storing and/or transporting gas in the liquid state.
  • the supply system 1 is in this case capable of using the gas in the liquid state that the floating structure stores and/or transports to supply the high-pressure gas-consuming device 4, which can for example be a motor propulsion, and the low-pressure gas consuming device 5, which can for example be an electric generator supplying the floating structure with electricity.
  • the supply system 1 is provided with a first gas supply circuit 2.
  • the first supply circuit 2 comprises a pump 9 disposed within the tank 8.
  • the pump 9 makes it possible to pump the gas in the liquid state and to cause it to circulate in particular within the first supply circuit 2. By sucking and by compressing the gas in the liquid state, the pump 9 makes it possible to raise the pressure of the latter to a value comprised between 6 and 17 bars.
  • the first supply circuit 2 comprises a main channel 40 and a bypass channel 41.
  • the main channel 40 extends from the pump 9 to the high pressure gas consuming device 4.
  • the bypass channel 41 is as for it arranged in parallel with a portion 50 of the main channel 40.
  • the gas circulating in the first supply circuit 2 can therefore circulate via the portion 50 of the main channel 40 or via the bypass channel 41.
  • the control of the circulation of the gas within the portion 50 of the main channel 40 and/or of the bypass channel 41 is managed by a distribution device 60 which ensures the distribution of the gas according to factors and/or needs which will be detailed subsequently. If the gas flows within the bypass path 41, the gas passes through a second heat exchanger 7. The details concerning the two heat exchangers 6, 7 will be described later.
  • the branch path 41 comprises a first part 41a extending between the point of divergence 42 and the second heat exchanger 7, and a second part 41b extending between the second heat exchanger 7 and the point of convergence 43.
  • the portion 50 of the main channel 40 and the branch channel 41 both extend from the point of divergence 42 to a point of convergence 43. From the latter, the gas circulates again within the main channel 40 until to a high pressure evaporator 11.
  • the high pressure evaporator 11 makes it possible to modify the state of the gas circulating in the first supply circuit 2 in order to make it pass to the vapor state.
  • Such a state allows the gas to be compatible for supplying the high-pressure gas-consuming device 4, for example by being in a vapor or supercritical state.
  • the evaporation of the gas in the liquid state can for example be done by heat exchange with a heat transfer fluid at a temperature high enough to evaporate the gas in the liquid state, here glycol water, sea water or water vapour.
  • the increase in gas pressure is ensured by the additional pump 10 when the latter pumps the gas in the liquid state.
  • the additional pump 10 makes it possible to raise the pressure of the gas in the liquid state to a value between 30 and 400 bars, in particular for use with ammonia and/or hydrogen, between 30 and 70 bars for a use with liquefied petroleum gas, and preferably between 150 and 400 bars for use with ethane, ethylene or with liquefied natural gas consisting mainly of methane.
  • the gas is at a pressure and in a state compatible for the supply of the high pressure consuming device 4.
  • Such a configuration makes it possible to avoid the installation of high pressure compressors on the first supply circuit 2 which present cost constraints and generate strong vibrations.
  • the distribution device 60 comprises a first valve 44 arranged at the level of the bypass path 41 and a second valve 45 arranged at the level of the portion 50 of the main channel 40.
  • a first valve 44 arranged at the level of the bypass path 41
  • a second valve 45 arranged at the level of the portion 50 of the main channel 40.
  • the first valve 44 is arranged at the level of the first part 41a of the bypass channel 41.
  • the first valve 44 can also be arranged on the second part 41b of the bypass channel 41.
  • the gas at the vapor state contained in the top of tank 12 must be evacuated.
  • the first supply circuit 2 is configured to use the gas in the liquid state to supply the high-pressure gas-consuming device 4.
  • the supply system 1 therefore comprises a second gas supply circuit 3, which uses the gas in the vapor state to supply the low-pressure gas-consuming device 5.
  • the second supply circuit 3 extends therefore between the top of the tank 12 and the low-pressure gas consuming device 5.
  • the first supply circuit 2 and the second supply circuit 3 are structurally distinct. each other.
  • the second supply circuit 3 comprises a compressor 13.
  • the compressor 13 In addition to sucking in the gas in the vapor state, the compressor 13 also makes it possible to compress the gas in the vapor state circulating in the second supply circuit 3 at a pressure of between 6 and 20 bar absolute, so that the gas in the vapor state is at a pressure compatible for supplying the low-pressure gas-consuming device 5.
  • the second supply circuit 3 thus makes it possible to supply the appliance consuming low-pressure gas 5, and this while regulating the pressure within the tank 8 by drawing in the gas in the vapor state present in the top of the tank 12 .
  • the supply system 1 comprises a return line 14 which extends from the second supply circuit 3 to tank 8.
  • the return line 14 is connected to the second supply circuit 3 downstream of the compressor 13 with respect to a direction of circulation of the gas in the vapor state circulating in the second supply circuit 3.
  • said gas first passes through the second heat exchanger 7, then passes through the first heat exchanger 6.
  • the heat exchange taking place within the first exchanger of heat 6 and of the second heat exchanger 7 is therefore between the gas circulating in the first supply circuit 2 and the gas circulating in the return line 14. More particularly, the heat exchange taking place within the second heat exchanger 7 takes place between the gas flowing in the branch path 41 and the gas flowing in the return line 14.
  • the first heat exchanger 6 is of co ndenser the gas in the vapor state of the return line 14, so that it changes to the liquid state and returns to the tank 8 in this state, instead of being eliminated by the burner 18. It is at the inlet of the first heat exchanger 6 that the gas in the liquid state of the first supply circuit 2 has the lowest temperature. Therefore, it is therefore after having passed through the first heat exchanger 6 that the gas circulating in the return line 14 is condensed. The gas in the return line 14 is therefore in the vapor state at the inlet of the first heat exchanger 6 and exits in the liquid state following the heat exchange taking place within the first heat exchanger 6.
  • the return line 14 can comprise an expansion device 15 which lowers the pressure of the gas to a pressure comprised between 1 and 3 bar absolute.
  • the expansion member 15 is also able to regulate a flow of gas circulating within the return line 14. Once the gas is condensed, it continues its course to the tank 8.
  • the first heat exchanger Heat 6 therefore acts as a condenser.
  • the second heat exchanger 7 is located downstream of the first heat exchanger 6 according to the direction of circulation of the gas in the first supply circuit 2, and upstream of the first heat exchanger 6 according to the direction of circulation of the gas in the return line 14. Provided that the gas circulating within the first supply circuit 2 passes through the bypass path 41, the second heat exchanger 7 therefore provides pre-cooling of the gas in the vapor state circulating in the return line 14 before the latter is condensed within the first heat exchanger 6. At the branch line 41, the gas at the inlet of the second heat exchanger 7 has previously passed through the first heat exchanger 6 and was pumped by the additional pump 10, which therefore increased its temperature and pressure.
  • the gas circulating within the first supply circuit 2 leaves the second heat exchanger 7 in a liquid, vapor, diphasic state. or supercritical.
  • the temperature of the gas circulating in the return line 14 is therefore lowered after passing through the second heat exchanger 7, implementing the pre-cooling indicated above.
  • the gas does not flow in the bypass channel 41, and the gas flowing in the return line 14 passes through the second heat exchanger 7 without being pre-cooled therein.
  • the circulation of the gas via the portion 50 of the main channel 40 can also be preferred when there is no gas to be recondensed circulating in the return line 14.
  • the heat exchange operated within the second heat exchanger 7 makes it possible to increase the temperature of the gas circulating in the bypass channel 41 and thus makes it possible to limit the energy necessary to be supplied to the heat-transfer fluid circulating in the high-pressure evaporator 11 to evaporate the gas having passed through the second heat exchanger 7 beforehand.
  • the additional pump 10 is advantageously arranged downstream of the first heat exchanger 6 and upstream of the second heat exchanger 7 if the gas circulates via the bypass channel 41. Thanks to the expansion device 15, the regulation of the gas flow circulating within the return line 14 ensure that the gas circulating in the first circuit alimenrarion 2 st through the first heat exchanger 6 evening maintained at the liquid erar at the outlet of the latter. The additional pump 10 then draws in the gas maintained in the liquid state without risking being damaged by the presence of at least a fraction of gas in the vapor state.
  • the presence of the additional pump 10 downstream of the first heat exchanger 6 ensures the increase in pressure of the gas to the liquid era, without disturbing the heat exchange occurring within the first heat exchanger 6
  • the condensation of the vapor-era gas flowing in the return line 14 is thus carried out in an optimal manner.
  • the power supply system 1 also comprises an auxiliary power supply line 16, extending from the first power supply circuit 2, via a connection between the pump 9 and the first heat exchanger 6, as far as the second power supply circuit. 3, by being connected thereto between the compressor 13 and the low-pressure gas-consuming device 5.
  • the auxiliary supply line 16 makes it possible to supply the low-pressure gas-consuming device 5 in the event of flow insufficient gas in the vapor era formed within the head of vessel 12.
  • auxiliary supply line 16 in order to supply the low pressure gas consuming device 5.
  • the auxiliary supply line 16 passes through a low pressure evaporator 17 so that the gas in the liquid state circulating in the line auxiliary supply 16 goes into the vapor state.
  • the operation of the low pressure evaporator 17 can for example be identical to that of the high pressure evaporator 11, that is to say that the gas is evaporated by heat exchange with a heat transfer fluid at a sufficiently high temperature to evaporate gas in liquid state.
  • the gas in the vapor state circulates within the auxiliary supply line 16, then joins the second supply circuit 3 in order to supply the appliance consuming gas at low pressure 5.
  • auxiliary supply line 16 is used only in the absence of gas in the vapor state in sufficient quantity within the head of the vessel 12.
  • the line of auxiliary supply 16 comprises a valve 19 controlling the flow of gas within the auxiliary supply line 16 when the use of the latter is not necessary.
  • FIG. 2 shows the first embodiment of the supply system 1 with a return line 14 divided into two separate sections.
  • the return line 14 thus comprises a main section 56 which begins at the level of the connection with the second supply circuit 3 and which extends as far as a zone of divergence 53.
  • the line return 14 is divided into a first section 51 and a second section 52 both extending from the divergence zone 53 to the tank 8.
  • the divergence zone 53 is arranged downstream of the second heat exchanger 7. It is therefore the main section 56 of the return line 14 which crosses the second heat exchanger 7.
  • the gas in the vapor state circulates as far as the divergence zone 53 and can subsequently circulate within the first section 51 or the second section 52.
  • the first section 51 crosses the first heat exchanger 6 while the second section 52 extends to the tank 8 bypassing the first heat exchanger 6.
  • the gas at the vapor level can circulate within the first section 51 and be condensed thanks to the exchange of calories occurring at the level of the first heat exchanger 6, or can circulate within the second section 52 st return to the tank 8 to the gaseous era.
  • the choice of the section within which the gas circulates in the vapor state is in particular dependent on a flow rate of gas in the liquid state circulating in the first supply circuit 2, said flow rate having to be sufficient to completely condense the vapor-era gas circulating in the return line 14.
  • the quantity of liquid-era gas circulating in the first supply circuit is greater than or equal to six times the quantity of vapor-era gas circulating in the return line, the gas in the vapor era can be directed towards the first section 51 so that the condensation of the latter can be implemented.
  • a first fraction of the vapor-era gas circulates within the first section 51 in quantity connects that the first fraction is fully condensed within the first exchanger 6, while a second fraction of the gas in the vapor era, corresponding to the quantity of gas in the vapor era not circulating in the first section 51, circulates within the second section 52 in order to return directly within the tank 8.
  • the expansion member 15 is arranged at the level of the first section 51, downstream of the first heat exchanger 6, while the second section 52 comprises a regulating member flow rate 54.
  • the expansion member 15 and the flow control member 54 can also perform a function of expanding the gas flowing in one or the other of the sections.
  • the gas which circulates there returns to the bottom of the tank 8 or at least to a zone where the gas is in liquid form. More particularly, the gas circulating in the vapor state in the second section 52 returns to the bottom of the vessel in the vapor state.
  • the temperature and the density of the gas in the liquid state present in the tank 8 thus makes it possible to condense the gas in the vapor state leaving the second section 52.
  • the second section 52 may comprise an ejection member 55 arranged at one end of the second section 52 immersed in the liquid contents of the tank 8.
  • the ejection member 55 makes it possible to expand the gas in the vapor state circulating in the second section 52 in order to facilitate the condensation thereof within the tank 8.
  • the ejection member 55 can for example be an ejector or a bubbling device.
  • the return of the gas in the vapor state in the tank 8 via the second section 52 causes a rise in the temperature of the gas in the liquid state present in the tank 8.
  • FIG. 3 represents a second embodiment of the supply system 1 according to the invention.
  • the second embodiment differs from the first embodiment by the configuration of the main channel 40 and of the bypass channel 41. Reference will therefore be made to the description of FIGS. 1 and 2 for the notions common to the two embodiments.
  • the point of convergence 43 is here arranged downstream of the high pressure evaporator 11.
  • the branch path still comprising the second heat exchanger 7, is configured to bypass the high pressure evaporator 11.
  • the latter is therefore arranged within the portion 50 of the main channel 40.
  • the first supply circuit 2 is configured so that the gas circulates entirely within the main channel 40, the latter, after having passed through the first heat exchanger 6 and the additional pump 10, is directly treated by the high pressure evaporator 11 by circulating within the portion 50.
  • the distribution device 60 comprises a distribution valve 47 arranged on the first part 41a of the bypass channel 41.
  • the distribution valve 47 can be arranged on the second part 41b of the branch line 41, or on the portion 50 of the main line 40, between the point of divergence 42 and the high pressure evaporator 11 or between the high pressure evaporator 11 and the point of convergence 43.
  • the distribution of the gas flowing in the portion 50 of the main channel 40 and/or in the bypass channel 41 is done according to a degree of opening of the distribution valve 47.
  • the distribution valve 47 is arranged on the bypass channel 41.
  • the more the distribution valve 47 is open the higher the proportion of gas flowing in the bypass channel 41 is high.
  • the degree of opening of the distribution valve 47 it is therefore possible to manage the distribution of the gas in the portion 50 of the main channel 40 and/or in the bypass channel 41.
  • the gas flowing in the bypass channel 41 is not treated by the high pressure evaporator 11, it is essential that the characteristics of the gas, after passing through the second heat exchanger 7, conform to its use as fuel for the high-pressure gas-consuming device 4, for example by corresponding to a vapor or supercritical state.
  • the distribution valve 47 is thus controlled in order to allow the circulation in the bypass channel 41 of a quantity of gas such that the heat exchange occurring in the second heat exchanger 7 is sufficient for the totality of said quantity of gas goes into the vapor or supercritical state in order to be compatible with the gas-consuming device at high pressure 4.
  • the expansion device 15 of the return line 14 can also influence a connected condition by controlling the flow of gas circulating in the return line 14.
  • the gas circulating in the return line 14 is pre-cooled within the second heat exchanger 7, provided that at least a fraction of gas circulating within the first supply circuit 2 passes through bypass 41.
  • the second embodiment allows the distribution of the evaporation of the gas circulating in the first supply circuit 2 between the portion 50 via the high pressure evaporator 11 and the bypass channel 41 via the second exchanger heat 7.
  • An evaporation connection carried out in parallel makes it possible to limit the activity of the high pressure evaporator 11 and therefore to partly save the energy necessary for its operation when all of the gas circulating in the first circuit of feed 2 is treated by the high pressure evaporator 11.
  • the distribution valve 47 When there is no gas to be recondensed circulating in the return line 14, and the heat exchange is not taking place within the second heat exchanger 7, the distribution valve 47 is closed, er this in order to circulate the gas entirely within the portion 50 so that this last evening treated by the high pressure evaporator 11.
  • the return line 14 can include the main section 56, then split into the first section 51 and into the second section 52 from the divergence zone 53. Cerre last is always positioned downstream of the second heat exchanger 7.
  • the operation of the return line 14 as illustrated in Figure 3 is identical to what has been described in Figure 2.
  • FIG. 4 is a cutaway view of a floating structure 20 which shows the tank 8 which contains the gas in the liquid state and in the vapor state, the tank 8 being of generally prismatic shape mounted in a double hull 22 of the floating structure 20.
  • the wall of the tank 8 comprises a primary eranchéiré membrane intended to be in contact with the gas at the liquid érar contained in the tank 8, a secondary eranchéiré membrane arranged between the eranchéiré membrane primary and the double hull 22 of the structure floating 20, and two thermally insulating barriers arranged respectively between the primary sealing membrane and the secondary sealing membrane and between the secondary sealing membrane and the double shell 22.
  • Lines 23 for loading and/or unloading gas in the liquid state arranged on the upper deck of the floating structure 20 can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal to transfer the cargo of gas in the liquid state from or to the tank 8.
  • FIG. 4 also represents an example of a maritime or port terminal comprising loading and/or unloading equipment 25, an underwater pipeline 26 and an onshore and/or port installation 27.
  • the onshore and/or port installation 27 can for example be arranged on the quay of a port, or according to another example be arranged on a concrete gravity platform.
  • the onshore and/or port installation 27 comprises liquid state gas storage tanks 30 and connecting pipes 31 connected by the underwater pipe 26 to the loading and/or unloading equipment 25.
  • pumps fitted to the onshore and/or port installation 27 and/or pumps fitted to the floating structure 20 are used.
  • the invention achieves the object it had set itself, and makes it possible to propose a gas supply system for appliances consuming gas at high or low pressure whose the high pressure is made using pumps and an evaporator, comprising a means of condensing a gas in the vapor state before its return to the tank as well as a supply of high pressure gas making it possible to optimize the energy used for the high pressure of said gas.
  • Variants not described here could be implemented without departing from the context of the invention, since, in accordance with the invention, they comprise a supply system in accordance with the invention.

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Abstract

La présente invention concerne un système d'alimentation (1) d'un appareil consommateur de gaz à haute pression (4) et d'un appareil consommateur de gaz à basse pression (5) d'un ouvrage flottant, le système d'alimentation (1) comprenant un premier circuit d'alimentation (2) de l'appareil consommateur de gaz à haute pression (4) et un deuxième circuit d'alimentation (3) de l'appareil consommateur de gaz à basse pression (5), une ligne de retour (14), un premier échangeur de chaleur (6) et un deuxième échangeur de chaleur (7) opérant un échange de chaleur entre le gaz du premier circuit d'alimentation (2) et le gaz circulant dans la ligne de retour (14), caractérisé en ce que le premier circuit d'alimentation (2) comprend une voie principale (40) et une voie de dérivation (41) d'une portion (50) de la voie principale (40).

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : Système d’alimentation en gaz pour appareils consommateurs de gaz à haute et basse pression
La présente invention se rapporte au domaine des navires de stockage et/ou de transport de gaz à l’état liquide et concerne plus particulièrement un système d’alimentation en gaz pour appareils consommateurs compris au sein de tels navires.
Au cours d’un trajet effectué par un navire comprenant une cuve de gaz à l’état liquide destiné à être consommé et/ou à être livré vers un point de destination, ledit navire peut être apte à utiliser au moins une partie dudit gaz à l’état liquide afin d’alimenter au moins l’un de ses moteurs, et ce via un système d’alimentation en gaz. C’est le cas des navires pourvus d’un moteur de propulsion de type ME-GI. Afin d’alimenter ce type de moteur, le gaz doit être comprimé à très haute pression par des compresseurs spéciaux aptes à comprimer le gaz jusqu’à 300 bars, mais de tels compresseurs sont chers, engendrent des frais de maintenance conséquents et induisent des vibrations au sein du navire.
Une alternative à l’installation de ces compresseurs à haute pression est de vaporiser le gaz sous forme liquide à 300 bars avant que ce dernier ne soit envoyé au moteur de propulsion. Cette opération peut être faite par un évaporateur à haute pression. Une telle solution ne permettant pas d’éliminer le gaz sous forme vapeur (ou BOG, qui en anglais signifie « boil-off gas ») se formant naturellement au sein d’une cuve contenant au moins partiellement la cargaison, des compresseurs basse pression peuvent être installés pour alimenter un moteur auxiliaire, capable de consommer le gaz sous forme vapeur à basse pression. En revanche, sous une telle configuration, si le gaz sous forme vapeur est présent en trop grande quantité, ou plus généralement en quantité supérieure à un besoin de consommation du moteur auxiliaire, le gaz sous forme vapeur non consommé par le moteur auxiliaire est alors accumulé sous forme de pression dans la cuve dans une certaine limite, puis éliminé par combustion ou en dernier ressort par largage dans l’atmosphère. Une élimination de la sorte engendre un gaspillage de carburant, ainsi que des conséquences dommageables pour l’environnement. Dans un but constant d’amélioration des performances d’un tel système d’alimentation, un objectif est notamment d’éviter le gaspillage de carburant, tout en économisant de l’énergie utilisée pour certains composants dudit système d’alimentation.
La présente invention permet de répondre à un tel objectif en proposant un système d’alimentation en gaz d’au moins un appareil consommateur de gaz à haute pression et d’au moins un appareil consommateur de gaz à basse pression d’un ouvrage flottant comprenant au moins une cuve configurée pour contenir le gaz, le système d’alimentation comprenant : au moins un premier circuit d’alimentation en gaz de l’appareil consommateur de gaz à haute pression, comprenant au moins une pompe configurée pour pomper le gaz prélevé à l’état liquide dans la cuve, au moins un évaporateur haute pression configuré pour évaporer le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation en gaz, au moins un deuxième circuit d’alimentation en gaz de l’appareil consommateur de gaz à basse pression, comprenant au moins un compresseur configuré pour comprimer du gaz prélevé à l’état vapeur dans la cuve jusqu’à une pression compatible avec les besoins de l’appareil consommateur de gaz à basse pression, au moins une ligne de retour de gaz connectée au deuxième circuit d’alimentation en aval du compresseur et s’étendant jusqu’à la cuve, au moins un premier échangeur de chaleur et un deuxième échangeur de chaleur chacun configurés pour opérer un échange de chaleur entre le gaz circulant dans la ligne de retour et le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation, caractérisé en ce que le premier circuit d’alimentation comprend une voie principale et une voie de dérivation disposée en parallèle d’au moins une portion de la voie principale, le deuxième échangeur de chaleur étant configuré pour opérer un échange de chaleur entre le gaz circulant dans la ligne de retour et le gaz circulant dans la voie de dérivation.
La présence de la voie de dérivation permet ainsi de faire circuler le gaz à travers le deuxième échangeur de chaleur uniquement lorsque cela est nécessaire, par exemple en cas d’excès de gaz à l’état vapeur présent dans la cuve. Le gaz peut également circuler au sein de la voie principale dans son intégralité, y compris la portion de la voie principale disposée en parallèle de la voie de dérivation, et est directement traité par l’évaporareur haute pression après avoir traversé le premier échangeur de chaleur. Le gaz prélevé au sein de la cuve et destiné à alimenter l’appareil consommateur de gaz à haute pression présente ainsi plusieurs modes de circulation, ce qui assure d’éviter la circulation de gaz superflue er peur aussi limiter la quantité d’énergie liée à l’utilisation de l’évaporareur haute pression er/ou du deuxième échangeur de chaleur.
De plus, grâce à un tel système d’alimenrarion, le gaz à l’érar vapeur présent dans la cuve er non utilisé pour la consommation de l’appareil consommateur de gaz à basse pression peur être recondensé er est ainsi renvoyé dans la cuve à l’érar liquide, au lieu d’êrre éliminé. La perte du gaz à l’érar vapeur présent en excès dans la cuve est alors au moins réduire.
Le premier circuit d’alimenrarion en gaz permet donc de subvenir aux besoins en carburant de l’appareil consommateur de gaz à haute pression. Ce dernier peur par exemple être le moyen de propulsion de l’ouvrage flotant, par exemple un moteur MEGI. Le premier circuit d’alimenrarion s’étend de la cuve jusqu’à l’appareil consommateur de gaz à haute pression. La pompe est installée en fond de cuve er assure le pompage du gaz à l’érar liquide afin que celui-ci puisse circuler dans le premier circuit d’alimenrarion.
Le gaz devant être à l’érar vapeur pour pouvoir alimenter l’appareil consommateur de gaz à haute pression, l’évaporareur haute pression garantir l’évaporation du gaz avant sa fourniture à l’appareil consommateur de gaz à haute pression. L’évaporareur haute pression est le siège d’un échange de chaleur entre le gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion er un fluide caloporreur, par exemple de l’eau glycolée, de l’eau de mer ou de la vapeur d’eau. Cete dernière doit être à une température suffisamment élevée pour créer un changement d’érar du gaz afin que ce dernier passe à l’érar vapeur ou supercririque er alimente l’appareil consommateur de gaz à haute pression.
Le gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion traverse le premier échangeur de chaleur, puis éventuellement le deuxième échangeur de chaleur en fonction de la configuration choisie. Le gaz peur par la suite être vaporisé par le biais de l’évaporareur haute pression. La temperature dudir gaz rend ainsi à augmenter plus ou moins avant le passage de celui-ci à travers l’évaporareur haute pression si la configuration du premier circuit d’alimenrarion le permet. Ainsi, le gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion peur être dans un érar diphasique, vapeur, liquide ou supercririque en sortie du deuxième échangeur de chaleur si la voie de dérivation est empruntée par le gaz.
D’une manière générale, le gaz contenu dans la cuve peur passer de manière naturelle, ou forcée par l’ouvrage flottant, à l’érar vapeur. Le gaz au sein de la cuve passant à l’érar vapeur doit être évacué afin de ne pas créer de surpression au sein de la cuve.
Une relie fonction est assurée par le deuxième circuit d’alimenrarion en gaz de l’appareil consommateur de gaz à basse pression. Le deuxième circuit d’alimenrarion s’étend de la cuve jusqu’à l’appareil consommateur de gaz à basse pression. Ce dernier peur par exemple être un moteur auxiliaire tel qu’un générateur électrique. Le compresseur disposé sur le deuxième circuit d’alimenrarion est chargé d’aspirer le gaz présent dans le ciel de la cuve afin de pouvoir à la fois alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression, mais aussi de réguler la pression au sein de la cuve. Le deuxième circuit d’alimenrarion est structurellement distinct du premier circuit d’alimenrarion, si l’on excepte le fair que les deux circuits d’alimenrarion sont connectés à la cuve.
En sortie du compresseur, le gaz à l’érar vapeur peur alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression, ou circuler à travers la ligne de retour si l’appareil consommateur de gaz à basse pression ne nécessite pas d’apport en carburant. La ligne de retour étant connectée en aval du compresseur, le gaz à l’érar vapeur aspiré par le compresseur peur donc y circuler.
Le gaz à l’érar vapeur circulant dans la ligne de retour traverse dans un premier temps le deuxième échangeur de chaleur, puis le premier échangeur de chaleur, avant de retourner dans la cuve. En fonction de la circulation du gaz dans le premier circuit d’alimenrarion, l’échange de chaleur peur être opéré au sein des deux échangeurs de chaleur ou uniquement au sein du premier échangeur de chaleur. Grâce à l’échange de chaleur s’opérant entre le gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion er le gaz circulant dans la ligne de retour, la température du gaz à l’érar vapeur diminue en rraversanr les échangeurs de chaleur, jusqu’à ce que ledit gaz se condense er repasse à l’érar liquide sensiblement en sortie du premier échangeur de chaleur. Le gaz recondensé circule alors jusqu’à la cuve.
Selon une caractéristique de l’invention, la voie principale comprend une pompe additionnelle interposée entre le premier échangeur de chaleur er l’évaporareur haute pression. C’esr la pompe additionnelle qui permet d’augmenter la pression du gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion, er ce afin que celui-ci présente une pression compatible pour l’alimenrarion de l’appareil consommateur de gaz à haute pression.
Le posirionnemenr de la pompe additionnelle est parriculièremenr avantageux. En effet, mettre en place la pompe additionnelle en amont du premier échangeur de chaleur entraîne une élévation de la pression er de la température du gaz à l’érar liquide dès la traversée du premier échangeur de chaleur, ce qui nuit à la condensation du gaz à l’érar vapeur circulant dans la ligne de retour er rraversanr également le premier échangeur de chaleur. La disposition optimale consiste donc à mettre en place la pompe additionnelle en aval du premier échangeur de chaleur.
Selon une caractéristique de l’invention, la voie de dérivation débute à un point de divergence disposé sur la voie principale entre la pompe additionnelle er l’évaporareur haute pression. C’esr à partir du point de divergence que le premier circuit d’alimenrarion se divise entre la portion de la voie principale er la voie de dérivation. En fonction de la configuration du premier circuit d’alimenrarion, le gaz qui y circule, après avoir traversé le premier échangeur de chaleur, peur circuler dans la portion de la voie principale pour par la suite être directement traité par l’évaporareur haute pression er/ou au sein de la voie de dérivation pour traverser le deuxième échangeur de chaleur.
Le point de divergence est en aval de la pompe additionnelle afin que le deuxième échangeur de chaleur soir lui aussi en aval de la pompe additionnelle. En effet, le gaz circulant dans la voie de dérivation pouvant être en un état vapeur, liquide, diphasique ou supercritique en sortie du deuxième échangeur de chaleur, disposer la pompe additionnelle en aval du deuxième échangeur de chaleur peut nuire au bon fonctionnement de cette dernière étant donné que la pompe additionnelle ne permet le pompage que d’un fluide à l’état liquide.
Selon une caractéristique de l’invention, le premier circuit d’alimentation comprend un dispositif de répartition configuré pour contrôler une répartition de la circulation du gaz vers la portion de la voie principale et/ou vers la voie de dérivation. Le dispositif de répartition peut être contrôlé à distance, et ce afin que la circulation du gaz au sein du premier circuit d’alimentation soit optimale pour la consommation du gaz par l’appareil consommateur et pour la condensation du gaz circulant dans la ligne de retour.
Selon une caractéristique de l’invention, la voie de dérivation se termine en un point de convergence disposé sur la voie principale entre le point de divergence et l’évaporateur haute pression. Une telle configuration correspond à un premier mode de réalisation du système d’alimentation selon l’invention. Dans ce premier mode de réalisation, le point de convergence de la portion de la voie principale et la voie de dérivation est agencé en aval du point de divergence et en amont de l’évaporateur haute pression. Autrement dit, le gaz circulant dans la voie de dérivation traverse le deuxième échangeur de chaleur, puis rejoint de nouveau la voie principale avant d’être traité par l’évaporateur haute pression. L’ensemble du gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation est donc traité par l’évaporateur haute pression selon le premier mode de réalisation. Ce dernier permet donc au gaz de traverser le deuxième échangeur de chaleur et/ou de contourner celui-ci.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de répartition comprend une première valve configurée pour gérer la circulation de gaz au sein de la voie de dérivation et une deuxième valve disposée sur la portion de la voie principale. Les valves peuvent être contrôlées à distance afin de basculer en position ouverte ou fermée et ainsi de déterminer la circulation du gaz circulant au sein du premier circuit d’alimentation. La première valve peur être disposée sur la voie de dérivation en amont ou en aval du deuxième échangeur de chaleur. La deuxième valve est quant à elle agencée sur la portion de la voie principale disposée en parallèle de la voie de dérivation.
La première valve permet de contrôler la circulation du gaz dans la voie de dérivation, tandis que la seconde valve permet de contrôler la circulation du gaz dans la portion de la voie principale disposée en parallèle de la voie de dérivation. Si la première valve est fermée et la deuxième valve ouverte, alors le gaz circule au sein de la voie principale dans son intégralité. Si la première valve est ouverte et la deuxième valve fermée, alors le gaz circule intégralement par la voie de dérivation puis rejoint la voie principale en amont de l’évaporareur haute pression. Les deux valves peuvent également être ouvertes afin que le gaz se sépare en deux fractions, l’une rejoignant directement l’évaporareur haute pression via la portion de la voie principale, l’autre circulant au sein de la voie de dérivation en traversant le deuxième échangeur de chaleur.
Selon une caractéristique de l’invention, la voie de dérivation et la première valve sont configurées pour que le gaz qui circule entre le point de divergence et le deuxième échangeur de chaleur soir maintenu à l’érar liquide. Autrement dit, la première valve a pour seule fonction d’autoriser ou non la circulation du gaz au sein de la voie de dérivation sans provoquer un quelconque changement d’érar, par exemple en détendant le gaz circulant dans la voie de dérivation. Ainsi le gaz circulant dans la voie de dérivation est maintenu à l’érar liquide jusqu’à traverser le deuxième échangeur de chaleur. En sortie de ce dernier, et en fonction d’un débit de gaz circulant dans la ligne de retour et son influence sur l’échange de chaleur, le gaz circulant dans la voie de dérivation peur sortir du deuxième échangeur de chaleur dans un érar liquide, vapeur, diphasique ou supercririque.
Selon une caractéristique de l’invention, la voie de dérivation se termine à un point de convergence disposé sur la voie principale en aval de l’évaporareur haute pression. Une relie configuration correspond à un deuxième mode de réalisation du système d’alimenrarion selon l’invenrion. Dans ce mode de réalisation, la voie de dérivation permet de contourner l’évaporateur haute pression. Ce dernier se situe donc au sein de la portion de la voie principale disposée en parallèle de la voie de dérivation.
Selon le deuxième mode de réalisation, le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation est donc soit traité par l’évaporateur haute pression si le gaz circule au sein de la portion de la voie principale, soit est traité par le deuxième échangeur de chaleur si le gaz circule au sein de la voie de dérivation. En sortie de l’évaporateur haute pression ou du deuxième échangeur de chaleur, le gaz présente des caractéristiques compatibles pour la consommation de celui-ci par l’appareil consommateur de gaz à haute pression, par exemple en étant dans un état vapeur ou supercritique. Le deuxième mode de réalisation permet donc de répartir la charge de changement d’état du gaz circulant au sein du premier circuit d’alimentation, et ce tout en refroidissant le gaz circulant dans la ligne de retour grâce à l’échange de chaleur opéré au sein du deuxième échangeur de chaleur.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de répartition comprend une valve de répartition. La valve de répartition permet de contrôler le débit de gaz circulant dans la portion de la voie principale et/ou dans la voie de dérivation. A titre d’exemple, la valve peut présenter un degré d’ouverture, une répartition du gaz circulant entre la portion de la voie principale et/ou la voie de dérivation étant dépendante du degré d’ouverture de la valve de répartition.
Selon une caractéristique de l’invention, la valve de répartition est agencée sur la portion de la voie principale. Dans cette configuration, plus le degré d’ouverture de la valve de répartition est élevé, plus une proportion de gaz circulant au sein de la portion de la voie principale est importante. A l’inverse, plus le degré d’ouverture de la valve de répartition est faible, plus une proportion de gaz circulant au sein de la voie de dérivation est importante. Si la valve de répartition est totalement ouverte, le gaz circule exclusivement dans la portion de la voie principale. Si la valve de répartition est fermée, le gaz circule exclusivement dans la voie de dérivation. La valve de répartition peut être indifféremment positionnée entre le point de divergence et l’évaporateur haute pression, ou entre l’évaporateur haute pression et le point de convergence. Selon une autre caractéristique de l’invention, la valve de répartition est agencée sur la voie de dérivation. Dans cerre configuration, plus le degré d’ouverture de la valve de réparririon est élevé, plus une proportion de gaz circulant au sein de la voie de dérivation est importante. A l’inverse, plus le degré d’ouverture de la valve de réparririon est faible, plus une proportion de gaz circulant au sein de la portion de la voie principale est importante. Si la valve de réparririon est totalement ouverte, le gaz circule exclusivement dans la voie de dérivation. Si la valve de réparririon est fermée, le gaz circule exclusivement dans la portion de la voie principale. La valve de réparririon peur être indifféremment positionnée entre le point de divergence er le deuxième échangeur de chaleur, ou entre le deuxième échangeur de chaleur er le point de convergence.
Selon une caractéristique de l’invention, la ligne de retour comprend un organe de détente disposé entre le premier échangeur de chaleur er la cuve er configuré pour réguler un débit de gaz circulant dans la ligne de retour, ledit organe de détente er la valve de réparririon étant configurés pour que le gaz qui circule au sein de la voie de dérivation passe de l’érar liquide à l’érar vapeur ou supercririque.
Comme cela a été évoqué, le gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion est traité par l’évaporareur haute pression ou par le deuxième échangeur de chaleur. Autrement dit, contrairement au premier mode de réalisation, le gaz circulant dans la voie de dérivation doit être, en sortie du deuxième échangeur de chaleur, dans un état compatible pour être consommé par l’appareil consommateur de gaz à haute pression, par exemple dans un état vapeur ou supercririque. Il est donc important que le gaz circulant dans la voie de dérivation soir intégralement à l’érar vapeur ou super critique en sortie du deuxième échangeur de chaleur.
Le débit de gaz circulant dans la voie de dérivation peur être proportionnel au débit de gaz circulant dans la ligne de retour afin que, lors de l’échange de chaleur, l’inrégraliré du gaz circulant dans la voie de dérivation soir dans un érar vapeur ou supercririque en sortie du deuxième échangeur de chaleur. L’organe de détente disposé sur la ligne de retour permet donc de contrôler le débit de gaz circulant dans la ligne de retour, tandis que la valve de réparririon permet de contrôler le débit de gaz circulant dans la voie de dérivation. Ainsi, grâce au contrôle par l’organe de détente et par le biais de la valve de répartition, le gaz circulant dans la voie de dérivation sort du deuxième échangeur de chaleur dans un état compatible à sa consommation par l’appareil consommateur de gaz à haute pression, et ce, sans avoir été traité par l’évaporateur à haute pression.
Selon une caractéristique de l’invention, le premier échangeur de chaleur est configuré pour condenser le gaz circulant au sein de la ligne de retour. Le premier échangeur de chaleur est l’échangeur traversé par le gaz à l’état liquide du premier circuit d’alimentation lorsque ledit gaz à l’état liquide est à sa température la plus basse. C’est donc l’échange de chaleur se déroulant au sein du premier échangeur de chaleur qui va changer l’état du gaz circulant dans la ligne de retour pour le faire passer de l’état vapeur à l’état liquide.
Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième échangeur de chaleur est configuré pour pré-refroidir le gaz circulant au sein de la ligne de retour. En sortie du premier échangeur de chaleur, le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation est moins froid qu’à l’entrée du premier échangeur de chaleur, un échange de chaleur ayant servi à condenser le gaz circulant dans la ligne de retour. Par la suite, le gaz à l’état liquide est compressé par la pompe additionnelle puis atteint le point de divergence. En fonction de la configuration du premier ou du deuxième mode de réalisation, le gaz peut traverser par la suite le deuxième échangeur de chaleur. Si c’est le cas, il s’opère également un échange de chaleur au sein du deuxième échangeur de chaleur, permettant le prérefroidissement du gaz à l’état vapeur au sein de la ligne de retour.
Selon une caractéristique de l’invention, la ligne de retour peut comprendre une zone de divergence divisant la ligne de retour en une première section et en une deuxième section s’étendant toutes deux de la zone de divergence jusqu’à la cuve, le premier échangeur de chaleur étant configuré pour opérer un échange de chaleur entre le gaz circulant à l’état vapeur dans la première section de la ligne de retour et le gaz à l’état liquide circulant dans le premier circuit d’alimentation, la deuxième section contournant le premier échangeur de chaleur. Le gaz à l’état vapeur présent dans la cuve et non utilisé pour la consommation de l’appareil consommateur de gaz à basse pression peut être condense en circulant via la première section de la ligne de retour et est ainsi renvoyé dans la cuve à l’état liquide, au lieu d’être éliminé.
Lorsque le débit de gaz à l’état liquide circulant dans le premier circuit d’alimentation n’est pas suffisant pour condenser la totalité du gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour, la fraction excédentaire de ce dernier peut être dirigé vers la deuxième section de la ligne de retour afin de retourner directement dans la cuve. Une telle situation peut survenir lorsque l’ouvrage flottant équipé du système d’alimentation selon l’invention ne nécessite pas une quantité importante de gaz à l’état liquide pour être propulsé, par exemple lorsque l’ouvrage flottant se déplace à vitesse réduite.
Il a été déterminé par les inventeurs qu’une condensation complète du gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour n’était possible que lorsque la quantité de gaz à l’état liquide circulant dans le premier circuit d’alimentation est supérieure ou égale à six fois la quantité de gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour. Un tel exemple est applicable lorsque le compresseur comprime le gaz à l’état vapeur à environ 10 bars, mais le ratio peut changer en fonction de la pression délivrée par le compresseur. Si cette condition est respectée, le gaz à l’état vapeur circule alors au sein de la première section de la ligne de retour pour être condensé. Si la quantité de gaz à l’état liquide circulant dans le premier circuit d’alimentation est inférieure à six fois la quantité de gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour, alors il est avantageux de faire circuler le gaz à l’état vapeur au moins partiellement au sein de la deuxième section de la ligne de retour, une partie du gaz à l’état vapeur circulant alors dans la première section en quantité telle que la condensation soit intégrale.
Le gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour peut circuler dans la première section ou dans la deuxième section à partir de la zone de divergence. Si le gaz à l’état vapeur circule dans la première section, celui-ci traverse dans un premier temps le deuxième échangeur de chaleur, puis le premier échangeur de chaleur, avant de retourner dans la cuve, tel que cela a été décrit précédemment. Si le gaz à l’état vapeur circule dans la deuxième section, celui-ci traverse le deuxième échangeur de chaleur, puis retourne directement dans la cuve. Selon cette configuration, la température du gaz à l’état vapeur diminue du fait de l’échange de calories opéré au sein du deuxième échangeur de chaleur, mais n’est toutefois pas condensé. Le gaz retourne ainsi dans la cuve à l’état vapeur, mais en étant néanmoins refroidi.
La deuxième section de la ligne de retour comprend ainsi une extrémité immergée dans le liquide contenu dans la cuve. La deuxième section peut comprendre un organe d’éjection disposé au niveau de l’extrémité immergée. L’organe d’éjection permet notamment de détendre le gaz à l’état vapeur circulant dans la deuxième section de la ligne de retour avant que ce dernier soit dispersé dans la cuve. La détente du gaz à l’état vapeur, associée au fait que l’extrémité immergée est préférentiellement agencée en fond de cuve, permet de liquéfier au moins une partie du gaz à l’état vapeur lorsque ce dernier retourne dans la cuve, entraînant également une hausse de température du gaz sous forme liquide présent dans la cuve. L’organe d’éjection peut par exemple être un éjecteur ou un dispositif de bullage.
Selon une caractéristique de l’invention, le système d’alimentation comprend une ligne d’alimentation auxiliaire connectée au premier circuit d’alimentation, en amont du premier échangeur de chaleur, et s’étendant jusqu’au deuxième circuit d’alimentation, en aval du compresseur, le système d’alimentation comprenant un évaporateur basse pression configuré pour évaporer le gaz circulant dans la ligne d’alimentation auxiliaire. Une telle ligne d’alimentation auxiliaire est utilisée lorsque l’appareil consommateur de gaz à basse pression nécessite d’être alimenté en gaz à l’état vapeur, mais que ce dernier n’est pas en quantité suffisante au sein du ciel de cuve. La ligne d’alimentation auxiliaire permet ainsi de dériver une partie du gaz à l’état liquide circulant dans le premier circuit d’alimentation. Cette partie est alors évaporée par l’évaporateur basse pression, selon un fonctionnement similaire à celui de l’évaporateur haute pression, c’est-à-dire par échange de chaleur avec un fluide caloporteur comme de l’eau glycolée, de l’eau de mer ou de la vapeur d’eau, par exemple. L’évaporateur basse pression induit ainsi un échange de calories entre le gaz à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation auxiliaire et ce fluide caloporteur. Une fois passé à l’état vapeur, le gaz continue de circuler au sein de la ligne d’alimentation auxiliaire et rejoint le deuxième circuit d’alimentation afin d’alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression.
Si du gaz à l’état vapeur est présent en quantité suffisante dans le ciel de cuve, alors la ligne d’alimentation auxiliaire n’est pas utilisée et peut par exemple être fermée par une vanne.
L’invention couvre également un ouvrage flottant de stockage et/ou de transport de gaz à l’état liquide, comprenant au moins une cuve contenant du gaz à l’état liquide, au moins un appareil consommateur de gaz à haute pression, au moins un appareil consommateur de gaz à basse pression et au moins un système d’alimentation en gaz de ces appareils.
L’invention couvre aussi un système pour charger ou décharger un gaz liquide qui combine au moins une installation à terre et/ou portuaire et au moins un ouvrage flottant de stockage et/ou de transport de gaz liquide.
L’invention couvre enfin un procédé de chargement ou de déchargement d’un gaz liquide d’un ouvrage flottant de stockage et/ou de transport de gaz dans lequel des canalisations de chargement et/ou de déchargement de gaz à l’état liquide disposées sur un pont supérieur de l’ouvrage flottant peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriés, à un terminal maritime ou portuaire afin de transférer le gaz à l’état liquide depuis ou vers la cuve.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[fig 1] représente un premier mode de réalisation d’un système d’alimentation selon l’invention,
[fig 2] représente le premier mode de réalisation du système d’alimentation comprenant une ligne de retour divisée en deux sections, [fig 3] représente un deuxième mode de réalisation du système d’alimentation,
[fig 4] est une représentation schématique écorchée d’une cuve d’un ouvrage flottant et d’un terminal de chargement et/ou de déchargement de cette cuve.
Les figures 1 à 3 représentent un système d’alimentation 1 en gaz disposé sur un ouvrage flottant. Le système d’alimentation 1 permet de faire circuler du gaz pouvant être à l’état liquide, à l’état vapeur, à l’état diphasique ou à l’état supercritique, à partir d’une cuve 8 de stockage et/ou de transport, et jusqu’à un appareil consommateur de gaz à haute pression 4 et/ou un appareil consommateur de gaz à basse pression 5, afin d’alimenter ces derniers en carburant.
Ledit ouvrage flottant peut par exemple être un navire pouvant stocker et/ou transporter du gaz à l’état liquide. Le système d’alimentation 1 est dans ce cas apte à utiliser le gaz à l’état liquide que l’ouvrage flottant stocke et/ou transporte pour alimenter l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4, lequel pouvant par exemple être un moteur de propulsion, et l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5, lequel pouvant par exemple être un générateur électrique alimentant l’ouvrage flottant en électricité.
Afin d’assurer la circulation du gaz contenu dans la cuve 8 jusqu’à l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4, le système d’alimentation 1 est pourvu d’un premier circuit d’alimentation 2 en gaz. Le premier circuit d’alimentation 2 comprend une pompe 9 disposée au sein de la cuve 8. La pompe 9 permet de pomper le gaz à l’état liquide et de le faire circuler notamment au sein du premier circuit d’alimentation 2. En aspirant et en comprimant le gaz à l’état liquide, la pompe 9 permet d’élever la pression de celui-ci à une valeur comprise entre 6 et 17 bars.
Le premier circuit d’alimentation 2 comprend une voie principale 40 et une voie de dérivation 41. La voie principale 40 s’étend de la pompe 9 jusqu’à l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4. La voie de dérivation 41 est quant à elle disposée en parallèle d’une portion 50 de la voie principale 40. Le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation 2 peut donc circuler via la portion 50 de la voie principale 40 ou via la voie de dérivation 41. Le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation 2, selon un sens de circulation allant de la cuve 8 vers l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4, circule au sein de la voie principale 40, traverse un premier échangeur de chaleur 6, est pompé par une pompe additionnelle 10 et atteint un point de divergence 42 afin de circuler au sein de la portion 50 de la voie principale 40 ou au sein de la voie de dérivation 41. Le contrôle de la circulation du gaz au sein de la portion 50 de la voie principale 40 et/ou de la voie de dérivation 41 est gérée par un dispositif de répartition 60 qui assure la répartition du gaz selon des facteurs et/ou des besoins qui seront détaillés par la suite. Si le gaz circule au sein de la voie de dérivation 41, le gaz traverse un deuxième échangeur de chaleur 7. Les détails concernant les deux échangeurs de chaleur 6, 7 seront décrits par la suite. La voie de dérivation 41 comprend une première partie 41a s’étendant entre le point de divergence 42 et le deuxième échangeur de chaleur 7, et une deuxième partie 41b s’étendant entre le deuxième échangeur de chaleur 7 et le point de convergence 43.
La portion 50 de la voie principale 40 et la voie de dérivation 41 s’étendent toutes deux du point de divergence 42 à un point de convergence 43. A partir de ce dernier, le gaz circule de nouveau au sein de la voie principale 40 jusqu’à un évaporateur haute pression 11. L’évaporateur haute pression 11 permet de modifier l’état du gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation 2 afin de le faire passer à l’état vapeur. Un tel état permet au gaz d’être compatible pour alimenter l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4, par exemple en étant dans un état vapeur ou supercritique. L’évaporation du gaz à l’état liquide peut par exemple se faire par échange de chaleur avec un fluide caloporteur à température suffisamment élevée pour évaporer le gaz à l’état liquide, ici de l’eau glycolée, de l’eau de mer ou de la vapeur d’eau.
La hausse de la pression du gaz est assurée par la pompe additionnelle 10 lorsque celle-ci pompe le gaz à l’état liquide. La pompe additionnelle 10 permet d’élever la pression du gaz à l’état liquide à une valeur comprise entre 30 et 400 bars, notamment pour un usage avec de l’ammoniaque et ou de l’hydrogène, entre 30 et 70 bars pour un usage avec du gaz de pétrole liquéfié, et de préférence entre 150 et 400 bars pour un usage avec de l’éthane, de l’éthylène ou encore avec du gaz naturel liquéfié constitué majoritairement de méthane.
Grâce à la combinaison de la pompe additionnelle 10 et de l’évaporateur haute pression 11 , le gaz est à une pression et dans un état compatible pour l'alimentation de l’appareil consommateur à haute pression 4. Une telle configuration permet d’éviter l’installation de compresseurs haute pression sur le premier circuit d’alimentation 2 qui présentent des contraintes de coûts et génèrent de fortes vibrations.
Afin de déterminer une configuration de la circulation du gaz au sein du premier circuit d’alimentation 2, le dispositif de répartition 60 comprend une première valve 44 disposée au niveau de la voie de dérivation 41 et une deuxième valve 45 disposée au niveau de la portion 50 de la voie principale 40. Ainsi, en fonction de l’ouverture ou de la fermeture de ces deux valves 44, 45, le gaz circule du point de divergence 42 au point de convergence 43 en passant par la portion 50 ou par la voie de dérivation 41 en fonction du besoin. Ces valves peuvent être contrôlées à distance en fonction d’un mode de circulation voulu.
Sur la figure 1 , la première valve 44 est agencée au niveau de la première partie 41 a de la voie de dérivation 41. D’une manière alternative, la première valve 44 peut également être agencée sur la deuxième partie 41b de la voie de dérivation 41.
Au sein de la cuve 8, une partie de la cargaison de gaz peut naturellement passer à l’état vapeur et se diffuser dans un ciel de cuve 12. Afin d’éviter une surpression au sein de la cuve 8, le gaz à l’état vapeur contenu dans le ciel de cuve 12 doit être évacué. Or, le premier circuit d’alimentation 2 est configuré pour utiliser le gaz à l’état liquide pour alimenter l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4.
Le système d’alimentation 1 comprend donc un deuxième circuit d’alimentation 3 en gaz, qui utilise le gaz à l’état vapeur pour alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5. Le deuxième circuit d’alimentation 3 s’étend donc entre le ciel de cuve 12 et l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5. A l’exception de la connexion à la cuve 8, le premier circuit d’alimentation 2 et le deuxième circuit d’alimentation 3 sont structurellement distincts l’un de l’autre. Afin d’aspirer le gaz à l’état vapeur contenu dans le ciel de cuve 12, le deuxième circuit d’alimentation 3 comprend un compresseur 13. En plus d’aspirer le gaz à l’état vapeur, le compresseur 13 permet également de comprimer le gaz à l’état vapeur circulant dans le deuxième circuit d’alimentation 3 à une pression comprise entre 6 et 20 bars absolus, et ce afin que le gaz à l’état vapeur soit à une pression compatible pour l’alimentation de l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5. Le deuxième circuit d’alimentation 3 permet ainsi d’alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5, et ce tout en régulant la pression au sein de la cuve 8 en aspirant le gaz à l’état vapeur présent dans le ciel de cuve 12.
La présence du gaz à l’état vapeur en quantité excessive au sein du ciel de cuve 12 entraîne une surpression au sein de la cuve 8. Il est donc nécessaire d’évacuer le gaz à l’état vapeur dans le but d’abaisser la pression au sein de la cuve 8. Le gaz à l’état vapeur en excès peut alors par exemple être éliminé par un brûleur 18. Toutefois, le système d’alimentation 1 selon l’invention comprend une ligne de retour 14 qui s’étend du deuxième circuit d’alimentation 3 jusqu’à la cuve 8.
La ligne de retour 14 est raccordée sur le deuxième circuit d’alimentation 3 en aval du compresseur 13 par rapport à un sens de circulation du gaz à l’état vapeur circulant dans le deuxième circuit d’alimentation 3. Selon le sens de circulation du gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour 14, ledit gaz traverse le deuxième échangeur de chaleur 7 dans un premier temps, puis traverse le premier échangeur de chaleur 6. L’échange de chaleur s’effectuant au sein du premier échangeur de chaleur 6 et du deuxième échangeur de chaleur 7 est donc entre le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation 2 et le gaz circulant dans la ligne de retour 14. Plus particulièrement, l’échange de chaleur s’effectuant au sein du deuxième échangeur de chaleur 7 se fait entre le gaz circulant dans la voie de dérivation 41 et le gaz circulant dans la ligne de retour 14. L’objectif de cet échange de chaleur via le deuxième échangeur de chaleur 7 puis le premier échangeur de chaleur 6 est de condenser le gaz à l’état vapeur de la ligne de retour 14, afin que celui-ci passe à l’état liquide et retourne dans la cuve 8 dans cet état, au lieu d’être éliminé par le bruleur 18. C’est à l’entrée du premier échangeur de chaleur 6 que le gaz à l’état liquide du premier circuit d’alimentation 2 présente la température la plus basse. De ce fait, c’est donc après avoir traversé le premier échangeur de chaleur 6 que le gaz circulant dans la ligne de retour 14 est condensé. Le gaz de la ligne de retour 14 est donc à l’état vapeur à l’entrée du premier échangeur de chaleur 6 et sort à l’état liquide suite à l’échange de chaleur se déroulant au sein du premier échangeur de chaleur 6.
Afin d’aligner la pression du gaz circulant dans la ligne de retour 14 à la pression qui règne dans la cuve 8, la ligne de retour 14 peut comprendre un organe de détente 15 qui abaisse la pression du gaz à une pression comprise entre 1 et 3 bars absolus. L’organe de détente 15 est également apte à réguler un débit de gaz circulant au sein de la ligne de retour 14. Une fois que le gaz est condensé, celui-ci poursuit sa course jusqu’à la cuve 8. Le premier échangeur de chaleur 6 fait donc office de condenseur.
Le deuxième échangeur de chaleur 7 est situé en aval du premier échangeur de chaleur 6 selon le sens de circulation du gaz dans le premier circuit d’alimentation 2, et en amont du premier échangeur de chaleur 6 selon le sens de circulation du gaz dans la ligne de retour 14. Sous réserve que le gaz circulant au sein du premier circuit d’alimentation 2 passe par la voie de dérivation 41, le deuxième échangeur de chaleur 7 assure donc un pré- refroidissement du gaz à l’état vapeur circulant dans la ligne de retour 14 avant que celui-ci soit condensé au sein du premier échangeur de chaleur 6. Au niveau de la voie de dérivation 41, le gaz à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur 7 a auparavant traversé le premier échangeur de chaleur 6 et a été pompé par la pompe additionnelle 10, ce qui a donc augmenté sa température et sa pression. Il est ainsi possible que suite à l’échange de chaleur se produisant au niveau du deuxième échangeur de chaleur 7, le gaz circulant au sein du premier circuit d’alimentation 2 sorte du deuxième échangeur de chaleur 7 dans un état liquide, vapeur, diphasique ou supercritique. La température du gaz circulant dans la ligne de retour 14 est donc abaissée après la traversée du deuxième échangeur de chaleur 7, mettant en œuvre le pré-refroidissement indiqué plus haut.
Si au moins la première valve 44 est fermée, le gaz ne circule pas dans la voie de dérivation 41, et le gaz circulant dans la ligne de retour 14 traverse le deuxième échangeur de chaleur 7 sans y être pré-refroidi. La circulation du gaz via la portion 50 de la voie principale 40 peur également être préférée lorsque qu’il n’y a pas de gaz à recondenser circulant dans la ligne de retour 14. En revanche, l’échange de chaleur opéré au sein du deuxième échangeur de chaleur 7 permet d’augmenter la température du gaz circulant dans la voie de dérivation 41 et permet ainsi de limiter l’énergie nécessaire à apporter au fluide caloporreur circulant dans l’évaporareur haute pression 11 pour évaporer le gaz ayant traversé le deuxième échangeur de chaleur 7 au préalable.
La pompe additionnelle 10 est avantageusement disposée en aval du premier échangeur de chaleur 6 et en amont du deuxième échangeur de chaleur 7 si le gaz circule via la voie de dérivation 41. Grâce à l’organe de détente 15, la régulation du débit de gaz circulant au sein de la ligne de retour 14 garantir que le gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion 2 er traversant le premier échangeur de chaleur 6 soir maintenu à l’érar liquide en sortie de ce dernier. La pompe additionnelle 10 aspire alors le gaz maintenu à l’érar liquide sans risquer d’êrre endommagée par la présence d’au moins une fraction de gaz à l’érar vapeur.
Par ailleurs, la présence de la pompe additionnelle 10 en aval du premier échangeur de chaleur 6 assure la hausse de pression du gaz à l’érar liquide, er cela sans perturber l’échange de chaleur se produisant au sein du premier échangeur de chaleur 6. La condensation du gaz à l’érar vapeur circulant dans la ligne de retour 14 est ainsi effectuée de manière optimale.
Le système d’alimenrarion 1 comprend également une ligne d’alimenrarion auxiliaire 16, s’étendant du premier circuit d’alimenrarion 2, par un piquage entre la pompe 9 er le premier échangeur de chaleur 6, jusqu’au deuxième circuit d’alimenrarion 3, en se raccordant à celui-ci entre le compresseur 13 er l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5. La ligne d’alimenrarion auxiliaire 16 permet d’alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5 en cas de débit insuffisant de gaz à l’érar vapeur formé au sein du ciel de cuve 12.
Lorsque le gaz à l’érar vapeur n’esr pas présent en quantité suffisante dans le ciel de cuve 12, le gaz à l’érar liquide pompé par la pompe 9 peur alors circuler au sein de cerre ligne d’alimentation auxiliaire 16 afin d’alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5. Pour ce faire, la ligne d’alimentation auxiliaire 16 traverse un évaporateur basse pression 17 afin que le gaz à l’état liquide circulant dans la ligne d’alimentation auxiliaire 16 passe à l’état de vapeur. Le fonctionnement de l’évaporateur basse pression 17 peut par exemple être identique à celui de l’évaporateur haute pression 11, c’est-à- dire que le gaz est évaporé par échange de chaleur avec un fluide caloporteur à température suffisamment élevée pour évaporer le gaz à l’état liquide. En sortie de l’évaporateur basse pression 17, le gaz à l’état vapeur circule au sein de la ligne d’alimentation auxiliaire 16, puis rejoint le deuxième circuit d’alimentation 3 afin d’alimenter l’appareil consommateur de gaz à basse pression 5.
On comprend de ce qu’il précède que la ligne d’alimentation auxiliaire 16 n’est utilisée qu’en l’absence de gaz à l’état vapeur en quantité suffisante au sein du ciel de cuve 12. Ainsi, la ligne d’alimentation auxiliaire 16 comprend une vanne 19 assurant le contrôle de la circulation de gaz au sein de la ligne d’alimentation auxiliaire 16 lorsque l’utilisation de celle-ci n’est pas nécessaire.
La figure 2 représente le premier mode de réalisation du système d’alimentation 1 avec une ligne de retour 14 divisée en deux sections distinctes. La ligne de retour 14 comprend ainsi une section principale 56 qui débute au niveau du raccordement avec le deuxième circuit d’alimentation 3 et qui s’étend jusqu’à une zone de divergence 53. Au niveau de la zone de divergence 53, la ligne de retour 14 se divise en une première section 51 et en une deuxième section 52 s’étendant toutes deux de la zone de divergence 53 jusqu’à la cuve 8.
La zone de divergence 53 est agencée en aval du deuxième échangeur de chaleur 7. C’est donc la section principale 56 de la ligne de retour 14 qui traverse le deuxième échangeur de chaleur 7.
En sortie du deuxième échangeur de chaleur 7, le gaz à l’état vapeur circule jusqu’à la zone de divergence 53 et peut par la suite circuler au sein de la première section 51 ou de la deuxième section 52. La première section 51 traverse le premier échangeur de chaleur 6 tandis que la deuxième section 52 s’étend jusqu’à la cuve 8 en contournant le premier échangeur de chaleur 6. Autrement dit le gaz à l’érar vapeur peur circuler au sein de la première section 51 et être condensé grâce à l’échange de calories se produisant au niveau du premier échangeur de chaleur 6, ou peur circuler au sein de la deuxième section 52 er retourner dans la cuve 8 à l’érar gazeux.
Le choix de la section au sein de laquelle circule le gaz à l’érar vapeur est notamment dépendant d’un débit de gaz à l’érar liquide circulant dans le premier circuit d’alimenrarion 2, ledit débit devant être suffisant pour condenser intégralement le gaz à l’érar vapeur circulant dans la ligne de retour 14. Ainsi, lorsque la quantité de gaz à l’érar liquide circulant dans le premier circuit d’alimenrarion est supérieure ou égale à six fois la quantité de gaz à l’érar vapeur circulant dans la ligne de retour, le gaz à l’érar vapeur peur être dirigée vers la première section 51 afin que la condensation de celui-ci puisse être mise en œuvre.
Si la quantité de gaz à l’érar liquide circulant dans le premier circuit d’alimenrarion est inférieure à six fois la quantité de gaz à l’érar vapeur circulant dans la ligne de retour, alors une première fraction du gaz à l’érar vapeur circule au sein de la première section 51 en quantité relie que la première fraction est intégralement condensée au sein du premier échangeur 6, tandis qu’une deuxième fraction du gaz à l’érar vapeur, correspondant à la quantité de gaz à l’érar vapeur ne circulant pas dans la première section 51 , circule au sein de la deuxième section 52 afin de retourner directement au sein de la cuve 8. Dans le cas où il n’y a pas ou trop peu de circulation de gaz à l’érar liquide circulant dans le premier circuit d’alimenrarion 2, l’inrégraliré du gaz à l’érar vapeur circule alors dans la deuxième section 52 pour retourner directement dans la cuve 8, afin d’éviter une perte de charge résultant de la traversée du premier échangeur de chaleur 6. Dans cerre condition, le retour du gaz dans la cuve 8 se fair à l’érar vapeur. Une relie situation survient lorsque le gaz à l’érar liquide est peu utilisé pour alimenter l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4.
Afin de réguler la circulation au sein de la ligne de retour 14, l’organe de détente 15 est agencé au niveau de la première section 51, en aval du premier échangeur de chaleur 6, tandis que la deuxième section 52 comprend un organe de régulation de débit 54. L’organe de détente 15 et l’organe de régulation de débit 54 peuvent également assurer une fonction de détente du gaz circulant dans l’une ou l’autre des sections.
D’une manière avantageuse, que ce soit pour la première section 51 ou la deuxième section 52, le gaz qui y circule retourne au fond de la cuve 8 ou au moins dans une zone où le gaz est sous forme liquide. Plus particulièrement, le gaz circulant à l’état vapeur dans la deuxième section 52 retourne au fond de la cuve à l’état vapeur. La température et la densité du gaz à l’état liquide présent dans la cuve 8 permet ainsi de condenser le gaz à l’état vapeur sortant de la deuxième section 52. Afin de faciliter cette condensation du gaz à l’état vapeur, la deuxième section 52 peut comprendre un organe d’éjection 55 agencé au niveau d’une extrémité de la deuxième section 52 immergée dans le contenu liquide de la cuve 8. L’organe d’éjection 55 permet de détendre le gaz à l’état vapeur circulant dans la deuxième section 52 afin de faciliter la condensation de celui-ci au sein de la cuve 8. L’organe d’éjection 55 peut par exemple être un éjecteur ou un dispositif de bullage. Le renvoi du gaz à l’état vapeur dans la cuve 8 via la deuxième section 52 entraîne une hausse de la température du gaz à l’état liquide présent dans la cuve 8.
Les caractéristiques non décrites du système d’alimentation 1 illustré en figure 2 étant identiques à celles du système d’alimentation 1 illustré en figure 1, on se référera donc à la description de la figure 1 pour la description des éléments communs aux deux modes de réalisation.
La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation du système d’alimentation 1 selon l’invention. Le deuxième mode de réalisation se distingue du premier mode de réalisation par la configuration de la voie principale 40 et de la voie de dérivation 41. On se référera donc à la description des figures 1 et 2 pour les notions communes aux deux modes de réalisation.
Selon le deuxième mode de réalisation du système d’alimentation 1, le point de convergence 43 est ici disposé en aval de l’évaporateur haute pression 11. Autrement dit, la voie de dérivation, comprenant toujours le deuxième échangeur de chaleur 7, est configurée pour contourner l’évaporateur haute pression 11. Ce dernier est de ce fait agencé au sein de la portion 50 de la voie principale 40. Ainsi, si le gaz circule au sein de la voie de dérivation 41, celui-ci rejoint alors le point de convergence 43 puis circule jusqu’à l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4 sans être traité par l’évaporateur haute pression 11. Si le premier circuit d’alimentation 2 est configuré pour que le gaz circule intégralement au sein de la voie principale 40, ce dernier, après avoir traversé le premier échangeur de chaleur 6 et la pompe additionnelle 10, est directement traité par l’évaporateur haute pression 11 en circulant au sein de la portion 50.
Selon le deuxième mode de réalisation, le dispositif de répartition 60 comprend une valve de répartition 47 agencée sur la première partie 41a de la voie de dérivation 41. D’une manière alternative, la valve de répartition 47 peut être agencée sur la deuxième partie 41b de la voie de dérivation 41, ou bien sur la portion 50 de la voie principale 40, entre le point de divergence 42 et l’évaporateur haute pression 11 ou entre l’évaporateur haute pression 11 et le point de convergence 43.
La répartition du gaz circulant dans la portion 50 de la voie principale 40 et/ou dans la voie de dérivation 41 se fait en fonction d’un degré d’ouverture de la valve de répartition 47.
Sur la figure 3, la valve de répartition 47 est agencée sur la voie de dérivation 41. Ainsi, plus la valve de répartition 47 est ouverte, plus la proportion de gaz circulant dans la voie de dérivation 41 est élevée. En contrôlant le degré d’ouverture de la valve de répartition 47, il est donc possible de gérer la répartition du gaz dans la portion 50 de la voie principale 40 et/ou dans la voie de dérivation 41.
Du fait que le gaz circulant dans la voie de dérivation 41 n’est pas traité par l’évaporateur haute pression 11, il est indispensable que les caractéristiques du gaz, après avoir traversé le deuxième échangeur de chaleur 7, soient conformes à son utilisation comme carburant pour l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4, par exemple en correspondant à un état vapeur ou supercritique. La valve de répartition 47 est ainsi contrôlée afin de permettre la circulation dans la voie de dérivation 41 d’une quantité de gaz telle que l’échange de chaleur se produisant dans le deuxième échangeur de chaleur 7 soit suffisant pour que la totalité de ladite quantité de gaz passe à l’état vapeur ou supercritique afin d’être compatible avec l’appareil consommateur de gaz à haute pression 4. L’organe de détente 15 de la ligne de retour 14 peur également influer sur une relie condition en contrôlant le débit de gaz circulant dans la ligne de retour 14.
Tour comme pour le premier mode de réalisation, le gaz circulant dans la ligne de retour 14 est pré- refroidi au sein du deuxième échangeur de chaleur 7, sous réserve qu’au moins une fraction de gaz circulant au sein du premier circuit d’alimenrarion 2 passe par la voie de dérivation 41.
D’une manière avantageuse, le deuxième mode de réalisation permet la répartition de l’évaporation du gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion 2 entre la portion 50 via l’évaporareur haute pression 11 et la voie de dérivation 41 via le deuxième échangeur de chaleur 7. Une relie évaporation effectuée en parallèle permet de limiter l’ activité de l’évaporareur haute pression 11 et donc d’économiser en partie l’énergie nécessaire à son fonctionnement lorsque l’ensemble du gaz circulant dans le premier circuit d’alimenrarion 2 est traité par l’évaporareur haute pression 11.
Lorsqu’il n’y a pas de gaz à recondenser circulant dans la ligne de retour 14, et que l’échange de chaleur n’esr pas opéré au sein du deuxième échangeur de chaleur 7, la valve de réparririon 47 est fermée, er ce afin de faire circuler le gaz intégralement au sein de la portion 50 afin que ce dernier soir traité par l’évaporareur haute pression 11.
Tour comme pour le premier mode de réalisation, plus parriculièremenr tel que cela a été illustré en figure 2, la ligne de retour 14 peur comprendre la section principale 56, puis se diviser en la première section 51 er en la deuxième section 52 à partir de la zone de divergence 53. Cerre dernière est toujours positionnée en aval du deuxième échangeur de chaleur 7. Le fonctionnement de la ligne de retour 14 tel qu’illustré sur la figure 3 er identique à ce qui a été décrit en figure 2.
La figure 4 est une vue écorchée d’un ouvrage flotant 20 qui montre la cuve 8 qui contient le gaz à l’érar liquide er à l’érar vapeur, cerre cuve 8 étant de forme générale prismatique montée dans une double coque 22 de l’ouvrage flotant 20. La paroi de la cuve 8 comporte une membrane d'éranchéiré primaire destinée à être en contact avec le gaz à l’érar liquide contenu dans la cuve 8, une membrane d'éranchéiré secondaire agencée entre la membrane d'éranchéiré primaire er la double coque 22 de l’ouvrage flottant 20, et deux barrières thermiquement isolantes agencées respectivement entre la membrane d'étanchéité primaire et la membrane d'étanchéité secondaire et entre la membrane d'étanchéité secondaire et la double coque 22.
Des canalisations 23 de chargement et/ou de déchargement de gaz à l’état liquide disposées sur le pont supérieur de l’ouvrage flottant 20 peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer la cargaison de gaz à l’état liquide depuis ou vers la cuve 8.
La figure 4 représente également un exemple de terminal maritime ou portuaire comportant un équipement de chargement et/ou de déchargement 25, une conduite sous-marine 26 et une installation à terre et/ou portuaire 27. L’installation à terre et/ou portuaire 27 peut par exemple être agencée sur le quai d’un port, ou selon un autre exemple être agencée sur une plate-forme gravitaire en béton. L’installation à terre et/ou portuaire 27 comporte des cuves de stockage de gaz à l’état liquide 30 et des conduites de liaison 31 reliées par la conduite sous-marine 26 à l’équipement de chargement et/ou de déchargement 25.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz à l’état liquide, on met en œuvre des pompes équipant l'installation à terre et/ou portuaire 27 et/ou des pompes équipant l’ouvrage flottant 20.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, atteint bien le but qu’elle s’était fixée, et permet de proposer un système d’alimentation en gaz pour des appareils consommateurs de gaz à haute ou à basse pression dont la mise en haute pression se fait à l’aide de pompes et d’évaporateur, comprenant un moyen de condensation d’un gaz à l’état vapeur avant son retour à la cuve ainsi qu’une alimentation de gaz à haute pression permettant d’optimiser l’énergie utilisée pour la mise en haute pression dudit gaz. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en œuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un système d’alimentation conforme à l’invention.

Claims

27
REVENDICATIONS
1- Système d’alimentation (1) en gaz d’au moins un appareil consommateur de gaz à haute pression (4) et d’au moins un appareil consommateur de gaz à basse pression (5) d’un ouvrage flottant (20) comprenant au moins une cuve (8) configurée pour contenir le gaz, le système d’alimentation (1) comprenant : au moins un premier circuit d’alimentation (2) en gaz de l’appareil consommateur de gaz à haute pression (4), comprenant au moins une pompe (9) configurée pour pomper le gaz prélevé à l’état liquide dans la cuve (8), au moins un évaporateur haute pression (11) configuré pour évaporer le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation (2) en gaz, au moins un deuxième circuit d’alimentation (3) en gaz de l’appareil consommateur de gaz à basse pression (5), comprenant au moins un compresseur (13) configuré pour comprimer du gaz prélevé à l’état vapeur dans la cuve (8) jusqu’à une pression compatible avec les besoins de l’appareil consommateur de gaz à basse pression (5), au moins une ligne de retour (14) de gaz connectée au deuxième circuit d’alimentation (3) en aval du compresseur (13) et s’étendant jusqu’à la cuve (8), au moins un premier échangeur de chaleur (6) et un deuxième échangeur de chaleur (7) chacun configurés pour opérer un échange de chaleur entre le gaz circulant dans la ligne de retour (14) et le gaz circulant dans le premier circuit d’alimentation (2), caractérisé en ce que le premier circuit d’alimentation (2) comprend une voie principale (40) et une voie de dérivation (41) disposée en parallèle d’au moins une portion (50) de la voie principale (40), le deuxième échangeur de chaleur (7) étant configuré pour opérer un échange de chaleur entre le gaz circulant dans la ligne de retour (14) et le gaz circulant dans la voie de dérivation (41).
2- Système d’alimentation (1) selon la revendication 1, dans lequel la voie principale (40) comprend une pompe additionnelle (10) interposée entre le premier échangeur de chaleur (6) et l’évaporateur haute pression (11). 3- Système d’alimentation (1) selon la revendication précédente, dans lequel la voie de dérivation (41) débute à un point de divergence (42) disposé sur la voie principale (40) entre la pompe additionnelle (10) et l’évaporateur haute pression (11).
4- Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier circuit d’alimentation (2) comprend un dispositif de répartition (60) configuré pour contrôler une répartition de la circulation du gaz vers la portion (50) de la voie principale (40) et/ou vers la voie de dérivation (41).
5- Système d’alimentation (1) selon la revendication 3, dans lequel la voie de dérivation (41) se termine en un point de convergence (43) disposé sur la voie principale entre le point de divergence (42) et l’évaporateur haute pression (11).
6- Système d’alimentation (1) selon la revendication précédente, combiné avec la revendication 4, dans lequel le dispositif de répartition (60) comprend une première valve (44) configurée pour gérer la circulation de gaz au sein de la voie de dérivation (41) et une deuxième valve (45) disposée sur la portion (50) de la voie principale (40).
7- Système d’alimentation (1) selon la revendication 3, dans lequel la voie de dérivation (41) se termine à un point de convergence (43) disposé sur la voie principale (40) en aval de l’évaporateur haute pression (11).
8- Système d’alimentation (1) selon la revendication précédente, combiné avec la revendication 4, dans lequel le dispositif de répartition (60) comprend une valve de répartition (47).
9- Système d’alimentation (1) selon la revendication précédente, dans lequel la valve de répartition (47) est agencée sur la portion (50) de la voie principale (40).
10- Système d’alimentation (1) selon la revendication 8, dans lequel la valve de répartition (47) est agencée sur la voie de dérivation (41).
11- Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la ligne de retour (14) comprend un organe de détente (15) disposé entre le premier échangeur de chaleur (6) et la cuve (8) et configuré pour réguler un débit de gaz circulant dans la ligne de retour (14), ledit organe de détente (15) et la valve de répartition (47) étant configurés pour que le gaz qui circule au sein de la voie de dérivation (41) passe de l’état liquide à l’état vapeur ou supercritique. 12- Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier échangeur de chaleur (6) est configuré pour condenser le gaz circulant au sein de la ligne de retour (14).
13- Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième échangeur de chaleur (7) est configuré pour prérefroidir le gaz circulant au sein de la ligne de retour (14).
14- Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ligne de retour (14) comprend une zone de divergence (53) divisant la ligne de retour (14) en une première section (51) et en une deuxième section (52) s’étendant toutes deux de la zone de divergence (53) jusqu’à la cuve (8), le premier échangeur de chaleur (6) étant configuré pour opérer un échange de chaleur entre le gaz circulant à l’état vapeur dans la première section (51) de la ligne de retour (14) et le gaz à l’état liquide circulant dans le premier circuit d’alimentation (2), la deuxième section (52) contournant le premier échangeur de chaleur (6).
15- Système d’alimentation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une ligne d’alimentation auxiliaire (16) connectée au premier circuit d’alimentation (2), en amont du premier échangeur de chaleur (6), et s’étendant jusqu’au deuxième circuit d’alimentation (3), en aval du compresseur (13), le système d’alimentation (1) comprenant un évaporateur basse pression (17) configuré pour évaporer le gaz circulant dans la ligne d’alimentation auxiliaire (16).
16- Ouvrage flottant (20) de stockage et/ou de transport de gaz à l’état liquide, comprenant au moins une cuve (8) contenant du gaz à l’état liquide, au moins un appareil consommateur de gaz à haute pression (4), au moins un appareil consommateur de gaz à basse pression (5) et au moins un système d’alimentation (1) en gaz de ces appareils selon l’une quelconque des revendications précédentes.
17- Système pour charger ou décharger un gaz liquide qui combine au moins une installation à terre et/ou portuaire (27) et au moins un ouvrage flottant (20) de stockage et/ou de transport de gaz liquide selon la revendication précédente.
18- Procédé de chargement ou de déchargement d’un gaz liquide d’un ouvrage flottant (20) de stockage et/ou de transport de gaz selon la revendication 16, dans lequel des canalisations (23) de chargement et/ou de déchargement de gaz à l’état liquide disposées sur un pont supérieur de l’ouvrage flottant (20) peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriés, à un terminal maritime ou portuaire afin de transférer le gaz à l’état liquide depuis ou vers la cuve (8).
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