WO2023118713A1 - Système d'injection d'un gaz dans une cuve de stockage - Google Patents

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WO2023118713A1
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Gaztransport Et Technigaz
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Definitions

  • the present invention relates to a system for injecting a gas into a storage tank for a fluid whose liquefaction temperature is below -50° C. at atmospheric pressure, and in particular the injection of the gas into a space under a corrugated waterproof membrane of said storage tank, as well as a gas evacuation assembly.
  • Fluid storage tanks whose liquefaction temperature is below -50°C at atmospheric pressure allow this fluid to be stored before, during or after its transport.
  • Such storage tanks then usually comprise at least one thermal insulation barrier covered by the corrugated waterproof membrane comprising a plurality of corrugations.
  • the at least one thermal insulation barrier as well as the corrugated sealed membrane participate in particular in delimiting an internal volume of the storage tank in which the fluid in question is placed.
  • the thermal insulation barrier and the corrugated waterproof membrane also make it possible to store this fluid in optimal storage conditions both in terms of temperature and pressure.
  • the corrugated sealed membrane being in direct contact with the fluid, it must retain its sealing properties in order to allow efficient storage of the fluid whose liquefaction temperature is lower than - 50° C. atmospheric pressure.
  • gas injections can also be used in storage tank inerting processes, i.e. when the internal volume of the storage tank contains the fluid. The inerting process allows, among other things, to sweep the space under the corrugated waterproof membrane by means of an inerting gas in order to ensure, for example, the tightness of the corrugated waterproof membrane.
  • the object of the present invention is therefore to propose an improvement and a simplification of the means allowing the control of the sealing of the corrugated sealed membrane and/or of inerting of the fluid storage tank whose liquefaction temperature is lower than - 50°C at atmospheric pressure.
  • the invention therefore relates to a storage tank for a fluid whose liquefaction temperature is less than -50° C. at atmospheric pressure, the storage tank having a cylindrical shape around an axis of revolution with a bottom wall , an upper wall and a cylindrical peripheral wall connecting the bottom wall and the upper wall, said storage tank comprising at least one thermal insulation barrier covered by a corrugated waterproof membrane and such that the corrugated waterproof membrane delimits a volume internal of the storage tank, the corrugated sealed membrane comprising a plurality of corrugations which participate in delimiting a space between said corrugations and the at least one thermal insulation barrier, the storage tank comprising at least one injection system of a gas in space, characterized in that the gas injection system comprises at least one circular pipe which extends around the axis of revolution of the storage tank, the said circular pipe being located in the space delimited by the undulations of the corrugated sealed membrane of the bottom wall and the thermal insulation barrier (12), the gas injection system comprising at least one nozzle fluidly connected to the circular conduit and such that the
  • the storage tank according to the invention makes it possible to store, for example and in a non-limiting manner, liquefied natural gas and is preferably an onshore tank.
  • the circular pipe of the injection system extends around the axis of revolution of the storage tank, the axis of revolution thus passing inside a perimeter defined by the circular pipe.
  • the injection of gas through the at least one nozzle into the space formed between the undulations of the corrugated sealed membrane and the thermal insulation barrier makes it possible to control the tightness of the corrugated waterproof membrane via complementary means, for example arranged in the internal volume and capable of detecting the presence of gas in said internal volume, revealing a leak through the corrugated waterproof membrane, in particular at the level of its welds.
  • the gas injected can be a tracer gas, for example ammonia or helium.
  • the injection of gas through the at least one nozzle into the space under the corrugations allows said gas to spread in an insulation volume of the storage tank.
  • the insulation volume of the storage tank comprises the thermal insulation barrier as well as the space formed between the corrugated waterproof membrane and said thermal insulation barrier. It is then understood that the insulation volume comprises the space under the corrugations of the corrugated waterproof membrane mentioned above as well as the space between the thermal insulation barrier and flat portions of the corrugated waterproof membrane, added to the volume defined by the thickness of the thermal insulation barrier.
  • the injection system of the invention makes it possible to fill the entire insulation volume of the storage tank, by means of at least one nozzle disposed in the space formed between the undulations of the sealed membrane. corrugated and the thermal insulation barrier.
  • such injection of gas into space can be used in an inerting process, in the presence of the liquid whose liquefaction temperature is below -50° C at atmospheric pressure contained in the internal volume of the vessel.
  • the gas injected called inerting or sweeping, may be nitrogen.
  • the gas injection system comprises at least one assembly for supplying gas from the circular pipe, the supply assembly comprising at least one supply ring which extends around the axis of revolution.
  • the gas injection system makes it possible to route the gas from a gas storage unit, external to the tank, to at least the circular pipe in such a way that said gas is injected by the at least one nozzle.
  • the supply ring can be arranged in the peripheral wall of the storage tank.
  • the ring supply can be arranged in the upper wall of the storage tank. More precisely, according to this second example of the invention, the supply ring can extend in a peripheral edge of the upper wall, the peripheral edge of the upper wall being the zone of the upper wall in contact with the wall peripheral.
  • the role of the supply ring is to distribute the gas around the tank to supply the circular pipe, advantageously at at least two points.
  • the storage tank can comprise a gas supply device disposed in the internal volume of the storage tank and fluidly connected to the circular pipe.
  • a gas supply device can be complementary to the supply assembly comprising the supply ring, in particular during the process for checking the tightness of the corrugated waterproof membrane, for example to inject more gas into the pipe. circular.
  • the supply assembly comprises at least one supply pipe which extends mainly in the space of the peripheral wall and in such a way that it fluidically connects the circular pipe with the power ring.
  • the supply line extends at least in the peripheral wall and in the bottom wall of the storage tank.
  • the supply assembly may comprise two supply lines which extend opposite to each other with respect to the axis of revolution of the storage tank.
  • the bottom wall comprises a peripheral edge and a center aligned with the axis of revolution of the storage tank, the circular pipe being arranged closer to the center of the bottom wall than to its edge. peripheral.
  • peripheral edge of the bottom wall corresponds to an area where the bottom wall and the peripheral wall are in contact with each other.
  • the at least one nozzle injects the gas under the undulations of the corrugated sealed membrane of the bottom wall in the direction of its peripheral edge.
  • the gas thus sweeps or fills the space and the insulation volume by moving towards the peripheral wall, so as to borrow it and reach the upper part of the storage tank.
  • the corrugated sealed membrane is configured such that at least its corrugations formed at the level of the peripheral wall communicate fluidly with its corrugations formed at the level of the bottom wall.
  • the entire insulation volume of the storage tank is configured such that it communicates fluidly at least between the insulation volume arranged at the level of the bottom wall and the insulation volume of the peripheral wall. It is thus possible, by the injection of gas into the space under the undulations of the corrugated sealed membrane of the bottom wall and in the direction of the peripheral edge, to sweep or fill with this gas the volume of insulation of the wall of the bottom and the peripheral wall, including in the thickness of the insulation space of these walls.
  • the at least one nozzle is capable of reducing a gas pressure at the outlet of said nozzle relative to the gas pressure at the inlet of said nozzle.
  • an inlet section of the at least one nozzle is strictly less than an outlet section of said nozzle.
  • Such a characteristic of the invention makes it possible, for example and in a non-limiting manner, to obtain a gas pressure of 25mbar at the outlet of the nozzle when it was 200mbar at the inlet of said nozzle.
  • the at least one nozzle is placed at a distance of between 200mm and 5000mm from the circular pipe.
  • the at least one nozzle is arranged at a distance of between 400mm and 600mm.
  • Such an arrangement of the nozzle relative to the circular pipe makes it possible to ensure a stable gas flow at least in the circular pipe and at the outlet of the nozzle.
  • At least the corrugated sealed membrane arranged at the level of the bottom wall comprises circular corrugations which extend around the axis of revolution of the storage tank and radial corrugations, secant of the corrugations circular, and which extend in a radial direction of the storage tank, the circular pipe extending at least under one of the circular undulations of the corrugated sealed membrane.
  • the circular undulations and the radial undulations communicate fluidly with each other.
  • the corrugated waterproof membrane of the peripheral wall may comprise a similar distribution of its undulations, and in such a way that it comprises the circular undulations and axial undulations, secant from its circular undulations and which extend along a vertical direction of the storage tank, the axial corrugations of the corrugated waterproof membrane of the peripheral wall being aligned with the radial corrugations of the corrugated waterproof membrane of the bottom wall.
  • the radial corrugations at the bottom wall and the axial corrugations at the peripheral wall communicate fluidly with each other.
  • an injection axis of the at least one nozzle is aligned on a main axis of a radial corrugation of the corrugated sealed membrane arranged at the level of the bottom wall.
  • the at least one supply pipe extends at least in the space under one of the radial undulations of the corrugated sealed membrane of the bottom wall.
  • the at least one supply pipe can extend at least in the space delimited by an axial corrugation of the corrugated sealed membrane of the peripheral wall.
  • the injection system comprises at least one injection device which extends inside a perimeter delimited by the circular pipe. More particularly, the injection device extends under a radial corrugation of the bottom wall, in the space delimited between said radial corrugation of the corrugated sealed membrane and the thermal insulation barrier.
  • the at least one injection device comprises at least one additional nozzle disposed at one of its ends which extends in the perimeter delimited by the circular pipe, said additional nozzle injecting gas at least within the perimeter delimited by the circular pipe.
  • the tank comprises a plurality of nozzles arranged around the circular pipe and such that each of the nozzles are spaced apart from each other by an angle of between 25° and 70° around the axis of revolution of the storage tank.
  • an evacuation system provided with at least one circular evacuation pipe which extends around the axis of revolution of the storage tank, advantageously outside its internal volume, the system evacuation comprising at least one evacuation conduit which at least partially passes through the peripheral wall of the storage tank into the thermal insulation barrier, the evacuation conduit being fluidly connected to the circular evacuation conduit.
  • the evacuation system comprises two evacuation ducts installed at 180° relative to each other.
  • the circular evacuation pipe extends around the peripheral wall of the storage tank and is connected to a gas recovery and/or analysis device, in order to recover and/or analyze the gas evacuated at least the insulation volume of the storage tank.
  • Such Evacuation system can be implemented within the framework of the sealing and/or inerting control process mentioned above.
  • the invention also relates to a method for checking the tightness of a corrugated tight membrane of a storage tank according to any one of the preceding characteristics, the method implementing at least the gas injection system.
  • the tightness control process is the one that aims to check the tightness, in particular the welds between the plates that make up the corrugated waterproof membrane.
  • the invention also relates to a method for scanning an insulation volume of a storage tank according to any one of the preceding characteristics, the method implementing at least the gas injection system.
  • the sweeping process otherwise called the inerting process, is the one that aims to renew the volume of gas present in the thermal insulation barrier, or between this barrier and the corrugated waterproof membrane, by sweeping this space by means of a inerting gas.
  • Advantage is thus taken of the injection system of the invention in that it allows the gas injected by the at least one nozzle to sweep the entire insulation volume of the storage tank comprising the insulation barrier heat and the space between the corrugated waterproof membrane and said barrier.
  • the invention finally proposes a method for injecting a gas into a space of a storage tank according to any one of the preceding characteristics, in which the gas is injected into the gas injection system so that 'it circulates at least in the circular conduit at a pressure of between 170mbar and 230mbar and in such a way that it emerges from the at least one nozzle at a pressure of between 20mbar and 30mbar.
  • FIG 1 is a schematic general view of a storage tank comprising a gas injection system according to the invention
  • FIG 2 is a close-up view of part of a bottom wall of the storage tank showing a circular pipe and at least one nozzle of the gas injection system of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a corrugation of a corrugated sealed membrane of the storage tank of FIG. 1 showing a space in which the gas injection system extends at least in part.
  • FIG. 1 illustrates a storage tank 1 for a fluid whose liquefaction temperature is lower than -50° C. at atmospheric pressure, for example a liquefied natural gas or ammonia, the storage tank 1 being particularly used for the storage of such a fluid on a terrestrial space.
  • the storage tank 1 according to the invention has a circular cylindrical shape around an axis of revolution R, with at least one bottom wall 2, an upper wall 4 and a peripheral wall 6 which connects them. More particularly, the bottom wall 2 and the upper wall 4 are opposite one another along the axis of revolution R of the storage tank 1 and the peripheral wall 6 extends in such a way that it connects a peripheral edge 8 of each of the bottom wall 2 and the top wall 4, one to the other.
  • the bottom wall 2, the upper wall 4 and the peripheral wall 6 mentioned above then make it possible to delimit an internal volume 10 of the storage tank 2 in which can be contained the fluid whose liquefaction temperature is lower than -50° C. atmospheric pressure.
  • the storage tank 2 comprises at least one thermal insulation barrier 12 covered by a corrugated waterproof membrane 14 and such that the corrugated waterproof membrane 14 is in contact with the internal volume 10 of the storage tank 1.
  • An insulation volume 13 of the storage tank 1 is then defined comprising at least the thermal insulation barrier 12 and the space formed between the corrugated waterproof membrane 14 and said barrier.
  • the storage tank 1 may comprise more than one thermal insulation barrier, for example a first thermal insulation barrier and a second thermal insulation barrier, and a secondary sealed membrane placed between this first barrier thermal insulation and this second thermal insulation barrier, such a set of barriers and secondary sealed membrane then forming part of the insulation volume of the storage tank.
  • a thermal insulation barrier for example a first thermal insulation barrier and a second thermal insulation barrier
  • a secondary sealed membrane placed between this first barrier thermal insulation and this second thermal insulation barrier, such a set of barriers and secondary sealed membrane then forming part of the insulation volume of the storage tank.
  • the thermal insulation barrier 12 reduces heat loss from the storage tank 1 in order to guarantee optimum preservation of the fluid whose liquefaction temperature is below -50° C. at atmospheric pressure in the storage tank 1.
  • the corrugated waterproof membrane 14 seals the storage tank by ensuring that this fluid is maintained in the internal volume 10 of the tank 2.
  • the corrugated waterproof membrane 14 comprises flat portions 22 and a plurality of undulations 18 visible in Figures 2 and 3, which surrounds the flat portions.
  • corrugation 18 is meant a deformation of the corrugated waterproof membrane 14 in a direction perpendicular to a main plane P of the corrugated waterproof membrane 14 in which the flat portions 22 are inscribed.
  • the corrugations 18 of the corrugated waterproof membrane 14 correspond to a deformation in an axial direction A of the storage tank 1, parallel to the axis of revolution R.
  • the undulations 18 of the corrugated waterproof membrane 14 then have a concave shape seen in a section perpendicular to the main plane P of the corrugated waterproof membrane 14.
  • the thermal insulation barrier 12 and the corrugated sealed membrane 14 extend at least against the bottom wall 2 and the peripheral wall 6 of the storage tank 1.
  • Such a configuration of the storage tank 1 provides it with greater resistance to the stresses generated by the storage of the fluid whose temperature of liquefaction is less than -50° C at atmospheric pressure, in particular thermal shrinkage when the storage tank is cooled or hydrostatic pressure due to the loading of the fluid in the liquid state.
  • the plurality of undulations 18 participate in delimiting a space 20 between said undulations 18 and the at least one thermal insulation barrier 12, visible in FIG. 3. More precisely, the undeformed portions of the corrugated waterproof membrane 14 form the flat portions 22 which extend in the main plane P of the corrugated waterproof membrane 14 and which are in contact with the thermal insulation barrier 12.
  • the corrugations 18 of the membrane corrugated seal 14 make it possible, among other things, to generate the space 20 between said corrugations 18 and the thermal insulation barrier 12.
  • the corrugated sealed membrane 14 disposed at least at the level of the bottom wall 2 of the storage tank 1 comprises circular undulations 18a which extend around the axis of revolution R of the storage tank 1 and radial undulations 18b, secant of the circular undulations 18a, and which extend in a radial direction L of the storage tank 1. It is further understood that the radial undulations 18b and the circular undulations 18a of the membrane sealed corrugated 14 fluidly communicate with each other.
  • Such an arrangement of the corrugated sealed membrane 14 at least at the level of the bottom wall 2 notably allows the latter to adapt to the particular shape of the cylindrical storage tank 1.
  • the peripheral wall 6 of the storage tank 1, visible in FIG. 1, comprises the circular undulations 18d and axial undulations 18c, intersecting the circular undulations 18d and extending in the axial direction of the storage tank 1
  • the corrugated waterproof membrane 14 is configured in such a way that the radial corrugations 18b at the level of the bottom wall 2 and the axial corrugations 18c at the level of the peripheral wall 6 are aligned with each other in such a way that they communicate fluidly.
  • the space 20 formed between the corrugations 18 of the corrugated sealed membrane 14 and the thermal insulation barrier 12 is fluidically common for the whole of the storage tank 1 where the corrugated sealed membrane 14 is arranged.
  • the insulation volume 13 of the storage tank 1, located at the level of the bottom wall 2 communicates fluidly with the insulation volume 13 located at the level of the peripheral wall 6.
  • the storage tank 1 comprises at least one system 24 for injecting a gas into the space 20 described previously.
  • a gas injection system 24 is notably used in processes for inerting the storage tank 1 or else in processes for checking the tightness of the corrugated sealed membrane 14.
  • the gas injected by the injection system 24 can then be, in a non-limiting manner, nitrogen or even ammonia, or a tracer gas which can be detected in the event of a leak at the level of a weld.
  • other means external to the injection system are implemented, such as a gas evacuation system which will be described later in the description.
  • the gas injection system 24 comprises at least one circular pipe 26 which extends around the axis of revolution R of the storage tank 1. terms, the axis of revolution R of the storage tank 1 passes through a perimeter E defined by the circular pipe 26.
  • the circular pipe 26 extends in the space 20 between the undulations 18 of the corrugated waterproof membrane 14 of the bottom wall 2 and the thermal insulation barrier 12. More precisely, the circular pipe 26 extends in the space 20 formed between one of the circular undulations 18a of the corrugated waterproof membrane 14 which extends at the level of the bottom wall 2 and the thermal insulation barrier 12.
  • a center C of the bottom wall 2 is then defined which is aligned with the axis of revolution R of the storage tank 1.
  • the circular pipe 26 is then arranged closer to the center C of the bottom wall 2 than to its peripheral edge 8 mentioned above.
  • the circular pipe 26 extends in a radius of between 2m and 2.5m from the center C of the bottom wall 2. This arrangement closer to the center C than to the peripheral edge 8 guarantees the gas supply of a great length of the radial undulations 18b of the bottom wall 2.
  • the gas injection system 24 comprises at least one nozzle 28 connected fluidically to the circular pipe 26 and so that the at least one nozzle 28 injects the gas under the corrugations 18 of the corrugated sealed membrane 14. More particularly, an injection axis I of the nozzle 28, visible in FIGS. or 2, is aligned on a main axis A of a radial corrugation 18b of the corrugated sealed membrane 14 arranged at the level of the bottom wall 2.
  • the gas is injected through at least one nozzle 28 into the space 20 defined previously. More particularly, the at least one nozzle 28 injects the gas into the space 20 under the corrugations 18 of the corrugated sealed membrane 14 of the bottom wall 2 and in the direction of its peripheral edge 8.
  • the at least one nozzle 28 injects the gas into the space 20 under the corrugations 18 of the corrugated sealed membrane 14 of the bottom wall 2 and in the direction of its peripheral edge 8.
  • Such a characteristic of the au at least one nozzle 28 allows the injected gas to circulate at least in the space 20 formed under the corrugations 18 of the corrugated sealed membrane 14 which extends at least at the level of the bottom wall 2 and continues at the level of the wall device 6. It is also understood that such a characteristic of the at least one nozzle 28 allows the gas to sweep or fill the insulation volume 13 of the storage tank 1, at the level of the bottom wall 2 up to to the insulation volume 13 located at the level of the peripheral wall 6.
  • the at least one nozzle 28 is capable of reducing a pressure of the gas at the outlet of said nozzle 28 with respect to the pressure of the gas at the inlet of said nozzle 28.
  • an outlet section of the nozzle 28 is strictly greater than an inlet section of said nozzle 28, the inlet and the outlet of the nozzle 28 being defined with respect to a direction of circulation of the gas in the nozzle 28.
  • the outlet of the at least one nozzle 28 is placed at a distance D, visible in FIG. 2, between 200mm and 5000mm, from the circular pipe 26.
  • a distance D visible in FIG. 2, between 200mm and 5000mm, from the circular pipe 26.
  • the gas pressure at the nozzle inlet 28 is 200 mbar and is nozzle 28.
  • the gas injection system 24 comprises a plurality of nozzles 28, as detailed above, arranged around the circular pipe 26 and such that each nozzles 28 are separated from each other by an angle G, visible in Figure 2, between 25° and 70° around the axis of revolution R of the storage tank 1.
  • each angular sector of the bottom wall 2 of the storage tank 1, representing between 25° and 70° around the axis of revolution R, is bordered by a nozzle 28.
  • the gas injection system 24 comprises at least one assembly 30 for supplying gas to the circular pipe 26.
  • Such an assembly includes the pipes and pipes necessary to supply the gas to the circular pipe 26 exposed more high.
  • the feed assembly 30 comprises at least one feed ring 32, visible in FIG. 1, which extends around the axis of revolution R of the storage tank 1 so that it peripherally distributes the gas around said storage tank 1.
  • the supply ring 32 extends in the peripheral wall 6 of the storage tank 1.
  • the supply ring supply 32 can then be arranged at different heights in the peripheral wall 6, along the axial direction A of the storage tank 1, thus making it possible to adapt to different configurations of storage tank 1.
  • the supply ring can extend into the peripheral edge of the upper wall mentioned above.
  • the supply ring 32 is fluidically connected to a storage unit 33 for the gas to be injected, arranged outside the storage tank 1.
  • Supply assembly 30 also includes at least one supply conduit 34 which extends into space 20 and such that it fluidly connects circular conduit 26 with supply ring 32.
  • the supply line 34 extends at least in the space 20 under one of the radial undulations 18b of the corrugated sealed membrane 14 of the bottom wall 2, as can be seen in FIG. example of the invention illustrated in FIG. 1, the supply pipe 34 also extends in space under one of the axial corrugations 18c of the corrugated sealed membrane 14 of the peripheral wall 6 which extends in the extension of the aforementioned radial undulation.
  • the supply assembly 30 may comprise two supply lines 34 arranged opposite each other with respect to each other. to the axis of revolution R of the storage tank 1.
  • Such a configuration of the supply assembly 30 makes it possible, among other things, to improve the distribution of the gas to the circular pipe 26 by supplying it at two opposite points .
  • the injection system 24 comprises at least one injection device 36 which extends inside the perimeter E defined by the circular pipe 26. precise, the injection device 36 extends from the circular pipe 26 and in the direction of the center C of the bottom wall 2 of the storage tank 1.
  • the injection device 36 extends under one of the radial corrugations 18b of the corrugated sealed membrane 14 of the bottom wall 2.
  • the injection device 36 can extend in the radial extension of a supply pipe 34 which travels under a radial corrugation 18b of the corrugated membrane which equips the bottom wall 8.
  • the injection device 36 then comprises at least one additional nozzle 38 arranged at one of its ends which extends in the perimeter E delimited by the circular pipe 26 and opposite the latter.
  • the additional nozzle 38 then makes it possible to inject gas at least into the perimeter E delimited by the circular pipe 26. This makes it possible to sweep or fill, with the injected gas, the entire space 20 formed between the corrugations 18 of the corrugated waterproof membrane 14 and the thermal insulation barrier 12 and therefore, the entire insulation volume 13 of the storage tank 1.
  • a method of injecting gas into the storage tank 1 will now be described in relation to FIGS. 1 to 3. It is understood that the method of injecting gas can be used in the methods for checking the tightness of the membrane sealed corrugated or in the inerting processes of the storage tank 1.
  • the gas stored in the gas storage unit is injected into the supply ring 32 at a pressure comprised for example between 170 mbar and 230 mbar.
  • the gas injected into the supply ring 32 circulates vertically then radially in the at least one supply pipe 34 until it reaches the circular pipe 26.
  • the latter is injected by the at least one nozzle 28 in the space 20 formed between the corrugations 18 of the corrugated waterproof membrane 14 and the barrier thermal insulation 12. More specifically, the gas is injected through at least one nozzle 28 such that it has a pressure of between 20 mbar and 30 mbar, at the outlet of said nozzle 28.
  • Such a pressure at the outlet of at least one nozzle 28 then makes it possible to improve the diffusion of the gas in the whole of the space 20 of the storage tank 1 and in the insulation volume 13 of the storage tank 1.
  • a gas evacuation process is implemented in order to recover the gas injected by the at least one nozzle 28 into the space 20 and the insulation volume 13 of storage tank 1.
  • the gas evacuation method implements an evacuation system 40, visible in FIG. 1, comprising at least one circular evacuation pipe 42 which extends around the axis of revolution R of the storage tank. 1, and outside the internal volume 10 of the latter. More particularly, the circular discharge pipe 42 extends around the peripheral wall 6 of the storage tank 1.
  • the evacuation system 40 also comprises at least one evacuation conduit 44 which passes through at least in part the peripheral wall 6 of the storage tank 1, the at least one evacuation conduit 44 being fluidly connected to the conduit circular evacuation pipe 42. More particularly, the evacuation conduit 44 extends into the thermal insulation barrier 12. It is then understood that the evacuation conduit 44 makes it possible to capture the gas injected into the insulation volume 13 of the storage tank 1. Thus, the gas collected by the at least one evacuation pipe 44 is directed into the circular evacuation pipe 42, the latter being fluidically connected to a recovery device and/or analysis 46 of the gas, in order to recover and/or analyze the gas evacuated at least from the isolation volume 13 of the storage tank 1.
  • Gas analysis means in particular the analysis of its composition, for example in ammonia or helium within the framework of the process for checking the tightness of the membrane sealed corrugated membrane 14 or nitrogen during the process of inerting the storage tank 1.
  • the presence of at least one gas other than those mentioned in the process for checking the tightness of the corrugated sealed membrane 14 is indicative of a leak of the latter.
  • the evacuation system 40 comprises two evacuation ducts 44 arranged radially opposite one another with respect to the axis of revolution R of the storage tank 1
  • Such a configuration of the evacuation system 40 makes it possible to optimize the capture of gas in the insulation volume 13 of the storage tank 1.

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Abstract

L'invention porte sur une cuve de stockage (1) d'un fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique, la cuve de stockage (11) présentant une forme cylindrique autour d'un axe de révolution (R), ladite cuve de stockage (1) comprenant au moins une barrière d'isolation thermique (12) recouverte par une membrane étanche ondulée (14), la membrane étanche ondulée (14) comprenant une pluralité d'ondulations (18) qui participent à délimiter un espace entre lesdites ondulations (18) et l'au moins une barrière d'isolation thermique (12), la cuve de stockage (1) comprenant au moins un système d'injection (24) d'un gaz dans l'espace, le système d'injection (24) du gaz comprenant au moins une conduite circulaire (26) qui s'étend autour de l'axe de révolution (R) de la cuve de stockage (1) et une buse (28) reliée fluidiquement à la conduite circulaire (26).

Description

DESCRIPTION
Titre : Système d’injection d’un gaz dans une cuve de stockage
La présente invention porte sur un système d’injection d’un gaz dans une cuve de stockage d’un fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique, et notamment de l’injection du gaz dans un espace sous une membrane étanche ondulée de ladite cuve de stockage, ainsi qu’un ensemble d’évacuation du gaz.
Les cuves de stockage de fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique permettent d’entreposer ce fluide avant, pendant ou après son transport. De telles cuves de stockage comprennent alors habituellement au moins une barrière d’isolation thermique recouverte par la membrane étanche ondulée comprenant une pluralité d’ondulations. L’au moins une barrière d’isolation thermique ainsi que la membrane étanche ondulée participent notamment à délimiter un volume interne de la cuve de stockage dans lequel est disposé le fluide en question. La barrière d’isolation thermique ainsi que la membrane étanche ondulée permettent par ailleurs de stocker ce fluide dans des conditions optimales de conservation tant au niveau de la température que de la pression.
On comprend que dans de telles cuves de stockage, la membrane étanche ondulée étant directement en contact du fluide, elle doit conserver ses propriétés d’étanchéité afin de permettre un stockage efficace du fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à - 50° C à pression atmosphérique. Ainsi, il est courant de contrôler l’étanchéité de la membrane étanche ondulée au moyen d’une injection d’un gaz entre la membrane étanche ondulée et la barrière d’isolation thermique dans la cuve de stockage, afin de vérifier l’étanchéité de ladite membrane étanche ondulée. Par ailleurs, des injections de gaz peuvent également être utilisées dans des procédés d’inertage de la cuve de stockage, c’est-à-dire lorsque le volume interne de la cuve de stockage contient le fluide. Le procédé d’inertage permet entre autres de balayer l’espace sous le membrane étanche ondulée au moyen d’un gaz d’inertage afin de s’assurer par exemple de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée.
Les moyens mis en oeuvre dans le contrôle de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée et/ou d’inertage de la cuve de stockage actuellement utilisés, présentent cependant l’inconvénient d’être complexes à mettre en oeuvre pour des résultats dont la fiabilité mérite d’être augmentée. Par ailleurs, de tels moyens sont coûteux de par leur complexité structurelle et d’adaptation aux différentes cuves de stockage.
Le but de la présente invention est donc de proposer une amélioration et une simplification des moyens permettant le contrôle de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée et/ou d’inertage de la cuve de stockage de fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à - 50° C à pression atmosphérique.
L’invention porte donc sur une cuve de stockage d’un fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique, la cuve de stockage présentant une forme cylindrique autour d’un axe de révolution avec une paroi de fond, une paroi supérieure et une paroi périphérique cylindrique reliant la paroi de fond et la paroi supérieure, ladite cuve de stockage comprenant au moins une barrière d’isolation thermique recouverte par une membrane étanche ondulée et de telle sorte que la membrane étanche ondulée délimite un volume interne de la cuve de stockage, la membrane étanche ondulée comprenant une pluralité d’ondulations qui participent à délimiter un espace entre lesdites ondulations et l’au moins une barrière d’isolation thermique, la cuve de stockage comprenant au moins un système d’injection d’un gaz dans l’espace, caractérisée en ce que le système d’injection du gaz comprend au moins une conduite circulaire qui s’étend autour de l’axe de révolution de la cuve de stockage, ladite conduite circulaire étant située dans l’espace délimité par les ondulations de la membrane étanche ondulée de la paroi de fond et la barrière d’isolation thermique (12), le système d’injection du gaz comprenant au moins une buse reliée fluidiquement à la conduite circulaire et de telle sorte que l’au moins une buse injecte le gaz sous les ondulations de la membrane étanche ondulée.
La cuve de stockage selon l’invention permet de stocker par exemple et de manière non limitative du gaz naturel liquéfié et est de préférence une cuve terrestre.
On comprend que la conduite circulaire du système d’injection s’étend autour de l’axe de révolution de la cuve de stockage, l’axe de révolution passant ainsi à l’intérieur d’un périmètre défini par la conduite circulaire.
L’injection du gaz par l’au moins une buse dans l’espace formé entre les ondulations de la membrane étanche ondulée et la barrière d’isolation thermique permet de contrôler l’étanchéité de la membrane étanche ondulée via des moyens complémentaires, par exemple disposés dans le volume interne et apte à détecter la présence du gaz dans ledit volume interne, révélatrice d’une fuite au travers de la membrane étanche ondulée, notamment au niveau de ses soudures. Dans un tel cas, le gaz injecté peut être un gaz traceur, par exemple de l’ammoniac ou de l’hélium.
On comprend par ailleurs que l’injection du gaz par l’au moins une buse dans l’espace sous les ondulations permet audit gaz de se répandre dans un volume d’isolation de la cuve de stockage. De manière plus précise, le volume d’isolation de la cuve de stockage comprend la barrière d’isolation thermique ainsi que l’espace formé entre la membrane étanche ondulée et ladite barrière d’isolation thermique. On comprend alors que le volume d’isolation comprend l’espace sous les ondulations de la membrane étanche ondulée évoqué ci-dessus ainsi que l’espace compris entre la barrière d’isolation thermique et des portions planes de la membrane étanche ondulée, ajouté au volume défini par l’épaisseur de la barrière d’isolation thermique.
Ainsi, le système d’injection de l’invention permet de remplir l’ensemble du volume d’isolation de la cuve de stockage, au moyen de l’au moins une buse disposée dans l’espace formé entre les ondulations de la membrane étanche ondulée et la barrière d’isolation thermique.
Par ailleurs, une telle injection du gaz dans l’espace peut être utilisée dans un procédé d’inertage, en présence du liquide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique contenu dans le volume interne de la cuve. Selon des exemples non limitatifs de l’invention, le gaz injecté, dit d’inertage ou de balayage, peut-être de l’azote.
Selon une caractéristique de l’invention, le système d’injection du gaz comprend au moins un ensemble d’alimentation en gaz de la conduite circulaire, l’ensemble d’alimentation comprenant au moins un anneau d’alimentation qui s’étend autour de l’axe de révolution.
On comprend que le système d’injection du gaz permet d’acheminer le gaz depuis une unité de stockage du gaz, extérieure à la cuve, jusqu’au moins la conduite circulaire de telle sorte que ledit gaz soit injecté par l’au moins une buse.
Selon un premier exemple de l’invention, l’anneau d’alimentation peut être disposé dans la paroi périphérique de la cuve de stockage. Selon un deuxième exemple de l’invention, l’anneau d’alimentation peut être disposé dans la paroi supérieure de la cuve de stockage. Plus précisément, selon ce deuxième exemple de l’invention, l’anneau d’alimentation peut s’étendre dans un bord périphérique de la paroi supérieure, le bord périphérique de la paroi supérieure étant la zone de la paroi supérieure en contact avec la paroi périphérique.
Dans tous les cas, le rôle de l’anneau d’alimentation est de distribuer le gaz autour de la cuve pour alimenter la conduite circulaire, avantageusement en au moins deux points.
Selon une alternative de l’invention, la cuve de stockage peut comprendre un dispositif d’alimentation en gaz disposé dans le volume interne de la cuve de stockage et relié fluidiquement à la conduite circulaire. Un tel dispositif d’alimentation peut être complémentaire à l’ensemble d’alimentation comprenant l’anneau d’alimentation, notamment lors du procédé de contrôle de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée, par exemple pour injecter plus de gaz dans la conduite circulaire.
Selon une caractéristique de l’invention, l’ensemble d’alimentation comprend au moins une conduite d’alimentation qui s’étend principalement dans l’espace de la paroi périphérique et de telle sorte qu’elle relie fluidiquement la conduite circulaire avec l’anneau d’alimentation.
On comprend que la conduite d’alimentation s’étend au moins dans la paroi périphérique et dans la paroi de fond de la cuve de stockage. Par ailleurs, l’ensemble d’alimentation peut comprendre deux conduites d’alimentation qui s’étendent à l’opposée l’une de l’autre par rapport à l’axe de révolution de la cuve de stockage.
Selon une caractéristique de l’invention, la paroi de fond comprend un bord périphérique et un centre aligné sur l’axe de révolution de la cuve de stockage, la conduite circulaire étant disposée plus proche du centre de la paroi de fond que de son bord périphérique.
On comprend que le bord périphérique de la paroi de fond correspond à une zone où la paroi de fond et la paroi périphérique sont en contact l’une de l’autre.
Selon une caractéristique de l’invention, l’au moins une buse injecte le gaz sous les ondulations de la membrane étanche ondulée de la paroi de fond en direction de son bord périphérique. Le gaz balaye ou rempli ainsi l’espace et le volume d’isolation en se dirigeant vers la paroi périphérique, de manière à l’emprunter et rejoindre la partie haute de la cuve de stockage. Selon une caractéristique de l’invention, la membrane étanche ondulée est configurée de telle sorte qu’au moins ses ondulations formées au niveau de la paroi périphérique communiquent fluidiquement avec ses ondulations formées au niveau de la paroi de fond.
On comprend qu’une telle caractéristique permet au gaz injecté par l’au moins une buse de circuler sous l’ensemble des ondulations de la membrane étanche ondulée lorsque le gaz est projeté en direction du bord périphérique de la paroi de fond.
Par ailleurs, l’ensemble du volume d’isolation de la cuve de stockage est configuré de telle sorte qu’il communique fluidiquement au moins entre le volume d’isolation disposé au niveau de la paroi de fond et le volume d’isolation de la paroi périphérique. On permet ainsi, par l’injection du gaz dans l’espace sous les ondulations de la membrane étanche ondulée de la paroi de fond et en direction du bord périphérique, de balayer ou remplir par ce gaz le volume d’isolation de la paroi de fond et de la paroi périphérique, y compris dans l’épaisseur de l’espace d’isolation de ces parois.
Selon une caractéristique de l’invention, l’au moins une buse est apte à réduire une pression du gaz en sortie de ladite buse par rapport à la pression du gaz en entrée de ladite buse.
En d’autres termes, on comprend qu’une section d’entrée de l’au moins une buse est strictement inférieure à une section de sortie de ladite buse. Une telle caractéristique de l’invention permet par exemple et de manière non limitative d’obtenir une pression du gaz de 25mbar en sortie de la buse quand elle était de 200mbar en entrée de ladite buse.
Selon une caractéristique de l’invention, l’au moins une buse est disposée à une distance comprise entre 200mm et 5000mm de la conduite circulaire.
Selon un exemple préféré de l’invention, l’au moins une buse est disposée à une distance comprise entre 400mm et 600mm.
Une telle disposition de la buse par rapport à la conduite circulaire permet d’assurer un débit stable du gaz au moins dans la conduite circulaire et en sortie de la buse.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins la membrane étanche ondulée disposée au niveau de la paroi de fond comprend des ondulations circulaires qui s’étendent autour de l’axe de révolution de la cuve de stockage et des ondulations radiales, sécantes des ondulations circulaires, et qui s’étendent suivant une direction radiale de la cuve de stockage, la conduite circulaire s’étendant au moins sous l’une des ondulations circulaires de la membrane étanche ondulée.
On comprend que les ondulations circulaires et les ondulations radiales communiquent fluidiquement les unes avec les autres. On comprend par ailleurs que la membrane étanche ondulée de la paroi périphérique peut comprendre une répartition similaire de ses ondulations, et de telle sorte qu’elle comprenne les ondulations circulaires et des ondulations axiales, sécantes de ses ondulations circulaires et qui s’étendent suivant une direction verticale de la cuve de stockage, les ondulations axiales de la membrane étanche ondulée de la paroi périphérique étant alignées avec les ondulations radiales de la membrane étanche ondulée de la paroi de fond. En d’autres termes, les ondulations radiales au niveau de la paroi de fond et les ondulations axiales au niveau de la paroi périphérique communiquent fluidiquement les unes avec les autres.
Selon une caractéristique de l’invention, un axe d’injection de l’au moins une buse est aligné sur un axe principal d’une ondulation radiale de la membrane étanche ondulée disposée au niveau de la paroi de fond.
On comprend de ce qui précède qu’une telle disposition de la buse permet d’injecter le gaz dans les ondulations de la membrane étanche ondulée de la paroi de fond, ce qui permet au gaz de se propager dans celle-ci et dans le volume d’isolation dans la paroi périphérique sans rencontrer de résistance autre que la perte de charge.
Selon une caractéristique de l’invention, l’au moins une conduite d’alimentation s’étend au moins dans l’espace sous une des ondulations radiales de la membrane étanche ondulée de la paroi de fond. Selon un exemple de l’invention, l’au moins une conduite d’alimentation peut s’étendre au moins dans l’espace délimité par une ondulation axiale de la membrane étanche ondulée de la paroi périphérique.
Selon une caractéristique de l’invention, le système d’injection comprend au moins un dispositif d’injection qui s’étend à l’intérieur d’un périmètre délimité par la conduite circulaire. Plus particulièrement, le dispositif d’injection s’étend sous une ondulation radiale de la paroi de fond, dans l’espace délimité entre ladite ondulation radiale de la membrane étanche ondulée et la barrière d’isolation thermique.
Selon une caractéristique de l’invention, l’au moins un dispositif d’injection comprend au moins une buse additionnelle disposée à une de ses extrémités qui s’étend dans le périmètre délimité par la conduite circulaire, ladite buse additionnelle injectant du gaz au moins dans le périmètre délimité par la conduite circulaire.
On tire avantage d’une telle caractéristique en ce qu’elle permet d’injecter du gaz dans l’intégralité de l’espace délimité par la membrane étanche ondulée et la barrière d’isolation thermique et dans l’intégralité de l’espace d’isolation au moins de la paroi de fond et de la paroi périphérique de la cuve de stockage.
Selon une caractéristique de l’invention, la cuve comprend une pluralité de buses disposées autour de la conduite circulaire et de telle sorte que chacune des buses soient éloignées les unes des autres d’un angle compris entre 25° et 70° autour de l’axe de révolution de la cuve de stockage.
On permet ainsi une répartition homogène du gaz dans l’espace sous les ondulations de la membrane étanche ondulée et dans le volume d’isolation de la cuve de stockage, de telle sorte à améliorer les procédés de contrôle d’étanchéité de la membrane étanche ondulée et/ou d’inertage de la cuve de stockage.
De manière avantageuse, il est prévu un système d’évacuation pourvu d’au moins une conduite d’évacuation circulaire qui s’étend autour de l’axe de révolution de la cuve de stockage, avantageusement en dehors de son volume interne, le système d’évacuation comprenant au moins un conduit d’évacuation qui traverse au moins partiellement la paroi périphérique de la cuve de stockage jusque dans la barrière d’isolation thermique, le conduit d’évacuation étant relié fluidiquement à la conduite d’évacuation circulaire. Selon un exemple, le système d’évacuation comprend deux conduits d’évacuation installés à 180° l’un par rapport à l’autre. La conduite d’évacuation circulaire s’étend autour de la paroi périphérique de la cuve de stockage et est reliée à un dispositif de récupération et/ou d’analyse du gaz, afin de récupérer et/ou d’analyser le gaz évacué au moins du volume d’isolation de la cuve de stockage. Un tel système d’évacuation peut être mis en œuvre dans le cadre du procédé de contrôle de l’étanchéité et/ou d’inertage évoqués précédemment.
L’invention porte également sur un procédé de contrôle d’étanchéité d’une membrane étanche ondulée d’une cuve de stockage selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, le procédé mettant en œuvre au moins le système d’injection du gaz. Le procédé de contrôle d’étanchéité est celui qui vise à vérifier l’étanchéité notamment les soudures entre les plaques qui constituent la membrane étanche ondulée. Ainsi, l’utilisation du système d’injection du gaz dans le procédé de contrôle de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée permet avantageusement de remplir l’intégralité du volume d’isolation de la cuve de stockage, et optimise ainsi la fiabilité dudit procédé.
L’invention a également pour objet un procédé de balayage d’un volume d’isolation d’une cuve de stockage selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, le procédé mettant en œuvre au moins le système d’injection du gaz. Le procédé de balayage, autrement appelé procédé d’inertage, est celui qui vise à renouveler le volume de gaz présent dans la barrière d’isolation thermique, ou entre cette barrière et la membrane étanche ondulée, en balayant cette espace au moyen d’un gaz d’inertage. On tire ainsi avantage du système d’injection de l’invention en ce qu’il permet au gaz injecté par l’au moins une buse de balayer l’intégralité du volume d’isolation de la cuve de stockage comprenant la barrière d’isolation thermique et l’espace entre la membrane étanche ondulée et ladite barrière.
L’invention propose enfin un procédé d’injection d’un gaz dans un espace d’une cuve de stockage selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, dans lequel on injecte le gaz dans le système d’injection du gaz de tel sorte qu’il circule au moins dans la conduite circulaire à une pression comprise entre 170mbar et 230mbar et de telle sorte qu’il sorte de l’au moins une buse à une pression comprise entre 20mbar et 30mbar.
On comprend qu’en sortie de l’au moins une buse, le gaz s’étend dans l’espace sous les ondulations de la membrane étanche ondulée ainsi que dans le volume d’isolation de la cuve de stockage. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci- après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
[Fig 1] est une vue générale schématique d’une cuve de stockage comprenant un système d’injection d’un gaz selon l’invention ;
[Fig 2] est une vue rapprochée d’une partie d’une paroi de fond de la cuve de stockage montrant une conduite circulaire et au moins une buse du système d’injection du gaz de la figure 1 ;
[Fig 3] est une vue schématique en coupe d’une ondulation d’une membrane étanche ondulée de la cuve de stockage de la figure 1 montrant un espace dans lequel s’étend au moins en partie le système d’injection du gaz.
Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en oeuvre, ces figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que ces figures n’exposent que quelques exemples de réalisation de l’invention.
La figure 1 illustre une cuve de stockage 1 d’un fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique, par exemple un gaz naturel liquéfié ou de l’ammoniac, la cuve de stockage 1 étant particulièrement utilisée pour le stockage d’un tel fluide sur un espace terrestre. La cuve de stockage 1 selon l’invention présente une forme cylindrique circulaire autour d’un axe de révolution R, avec au moins une paroi de fond 2, une paroi supérieure 4 et une paroi périphérique 6 qui les relie. Plus particulièrement, la paroi de fond 2 et la paroi supérieure 4 sont opposée l’une de l’autre suivant l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1 et la paroi périphérique 6 s’étend de telle sorte qu elle relie un bord périphérique 8 de chacune de la paroi de fond 2 et de la paroi supérieure 4, l’un à l’autre. La paroi de fond 2, la paroi supérieure 4 et la paroi périphérique 6 précitées permettent alors de délimiter un volume interne 10 de la cuve de stockage 2 dans lequel peut être contenu le fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique.
La cuve de stockage 2 selon l’invention comprend au moins une barrière d’isolation thermique 12 recouverte par une membrane étanche ondulée 14 et de telle sorte que la membrane étanche ondulée 14 soit au contact du volume interne 10 de la cuve de stockage 1. On définit alors un volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1 comprenant au moins la barrière d’isolation thermique 12 et l’espace formé entre la membrane étanche ondulée 14 et ladite barrière.
On comprend par ailleurs que la cuve de stockage 1 peut comprendre plus d’une barrière d’isolation thermique, par exemple une première barrière d’isolation thermique et une deuxième barrière d’isolation thermique, et une membrane étanche secondaire disposée entre cette première barrière d’isolation thermique et cette deuxième barrière d’isolation thermique, un tel ensemble de barrières et de membrane étanche secondaire faisant alors partie du volume d’isolation de la cuve de stockage.
La barrière d’isolation thermique 12 réduit les déperditions thermiques de la cuve de stockage 1 afin de garantir une conservation optimale du fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique dans la cuve de stockage 1.
La membrane étanche ondulée 14 selon l’invention assure l’étanchéité de la cuve de stockage en garantissant de maintenir ce fluide dans le volume interne 10 de la cuve 2. La membrane étanche ondulée 14 comprend des portions planes 22 et une pluralité d’ondulations 18 visibles aux figures 2 et 3, qui entoure les portions planes.
On entend par ondulation 18 une déformation de la membrane étanche ondulée 14 dans une direction perpendiculaire à un plan principal P de la membrane étanche ondulée 14 dans lequel s’inscrit les portions planes 22. Par exemple, pour la paroi de fond 2, les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 correspondent à une déformation dans une direction axiale A de la cuve de stockage 1, parallèle à l’axe de révolution R. Les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 présentent alors une forme concave vue dans une section perpendiculaire au plan principal P de la membrane étanche ondulée 14.
Dans l’exemple de l’invention, la barrière d’isolation thermique 12 et la membrane étanche ondulée 14 s’étendent au moins contre la paroi de fond 2 et la paroi périphérique 6 de la cuve de stockage 1. Une telle configuration de la cuve de stockage 1 lui procure une plus grande résistance aux contraintes générées par le stockage du fluide dont la température de liquefaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique, notamment à la rétractation thermique lors de la mise à froid de la cuve de stockage ou à la pression hydrostatique due au chargement du fluide à l’état liquide.
Selon l’invention, la pluralité d’ondulations 18 participe à délimiter un espace 20 entre lesdites ondulations 18 et l’au moins une barrière d’isolation thermique 12, visible à la figure 3. De manière plus précise, les portions non déformées de la membrane étanche ondulée 14 forment les portions planes 22 qui s’étendent dans le plan principal P de la membrane étanche ondulée 14 et qui sont en contact de la barrière d’isolation thermique 12. Ainsi, on comprend que les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 permettent entre autres de générer l’espace 20 entre lesdites ondulations 18 et la barrière d’isolation thermique 12.
Tel que particulièrement visible à la figure 2, la membrane étanche ondulée 14 disposée au moins au niveau de la paroi de fond 2 de la cuve de stockage 1 comprend des ondulations circulaires 18a qui s’étendent autour de l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1 et des ondulations radiales 18b, sécantes des ondulations circulaires 18a, et qui s’étendent suivant une direction radiale L de la cuve de stockage 1. On comprend par ailleurs que les ondulations radiales 18b et les ondulations circulaires 18a de la membrane étanche ondulée 14 communiquent fluidiquement les unes avec les autres. Une telle disposition de la membrane étanche ondulée 14 au moins au niveau de la paroi de fond 2 permet notamment à cette dernière de s’adapter à la forme particulière de la cuve de stockage 1 cylindrique.
Par ailleurs, la paroi périphérique 6 de la cuve de stockage 1 , visible à la figure 1 , comprend les ondulations circulaires 18d et des ondulations axiales 18c, sécantes des ondulations circulaires 18d et s’étendant selon la direction axiale de la cuve de stockage 1. Plus particulièrement, la membrane étanche ondulée 14 est configurée de telle sorte que les ondulations radiales 18b au niveau de la paroi de fond 2 et les ondulations axiales 18c au niveau de la paroi périphérique 6 soient alignées les unes par rapport aux autres de telle sorte qu’ elles communiquent fluidiquement. Ainsi, on comprend que l’espace 20 formé entre les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 et la barrière d’isolation thermique 12 est fluidiquement commun pour l’ensemble de la cuve de stockage 1 où est disposée la membrane étanche ondulée 14. On comprend par ailleurs que le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1, situé au niveau de la paroi de fond 2 communique fluidiquement avec le volume d’isolation 13 situé au niveau de la paroi périphérique 6.
Selon l’invention, la cuve de stockage 1 comprend au moins un système d’injection 24 d’un gaz dans l’espace 20 décrit précédemment. Un tel système d’injection 24 de gaz est notamment utilisé dans des procédés d’inertage de la cuve de stockage 1 ou encore dans des procédés de contrôle d’étanchéité de la membrane étanche ondulée 14. Le gaz injecté par le système d’injection 24 peut alors être de manière non limitative de l’azote ou encore de l’ammoniac, ou un gaz traceur qui peut être repéré en cas de fuite au niveau d’un soudure. On comprend par ailleurs que dans de tels procédés d’inertage ou de contrôle d’étanchéité, d’autres moyens extérieurs au système d’injection sont mis en oeuvre tel qu’un système d’évacuation du gaz qui sera décrit plus loin dans la description.
Le système d’injection 24 de gaz selon l’invention, visible aux figures 1 à 3, comprend au moins une conduite circulaire 26 qui s’étend autour de l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1. En d’autres termes, l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1 passe dans un périmètre E défini par la conduite circulaire 26.
La conduite circulaire 26 s’étend dans l’espace 20 entre les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 de la paroi de fond 2 et la barrière d’isolation thermique 12. Plus précisément, la conduite circulaire 26 s’étend dans l’espace 20 formée entre une des ondulations circulaires 18a de la membrane étanche ondulée 14 qui s’étend au niveau de la paroi de fond 2 et la barrière d’isolation thermique 12.
On définit alors un centre C de la paroi de fond 2 qui est aligné sur l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1. La conduite circulaire 26 est alors disposée plus proche du centre C de la paroi de fond 2 que de son bord périphérique 8 évoqué précédemment. Selon un exemple non limitatif de l’invention, la conduite circulaire 26 s’étend dans un rayon compris entre 2m et 2,5m du centre C la paroi de fond 2. Cette disposition plus proche du centre C que du bord périphérique 8 garantit l’alimentation en gaz d’une grande longueur des ondulations radiales 18b de la paroi de fond 2.
Selon l’invention, le système d’injection 24 du gaz comprend au moins une buse 28 reliée fluidiquement à la conduite circulaire 26 et de telle sorte que l’au moins une buse 28 injecte le gaz sous les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14. Plus particulièrement, un axe d’injection I de la buse 28, visible aux figures 1 ou 2, est aligné sur un axe principal A d’une ondulation radiale 18b de la membrane étanche ondulée 14 disposée au niveau de la paroi de fond 2.
On comprend que le gaz est injecté par l’au moins une buse 28 dans l’espace 20 définit précédemment. Plus particulièrement, l’au moins une buse 28 injecte le gaz dans l’espace 20 sous les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 de la paroi de fond 2 et en direction de son bord périphérique 8. Une telle caractéristique de l’au moins une buse 28 permet au gaz injecté de circuler au moins dans l’espace 20 formé sous les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 qui s’étend au moins au niveau de la paroi de fond 2 et se poursuit au niveau de la paroi périphérique 6. On comprend également qu’une telle caractéristique de l’au moins une buse 28 permet au gaz de balayer ou de remplir le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1, au niveau de la paroi de fond 2 jusqu’au volume d’isolation 13 localisé au niveau de la paroi périphérique 6.
Selon une caractéristique de l’invention, l’au moins une buse 28 est apte à réduire une pression du gaz en sortie de ladite buse 28 par rapport à la pression du gaz en entrée de ladite buse 28. Ainsi, une section de sortie de la buse 28 est strictement supérieure à une section d’entrée de ladite buse 28, l’entrée et la sortie de la buse 28 étant définis par rapport à un sens de circulation du gaz dans la buse 28.
La sortie de l’au moins une buse 28 est disposée à une distance D, visible à la figure 2, comprise entre 200mm et 5000mm, de la conduite circulaire 26. De telles caractéristiques de l’au moins une buse 28, permettent d’assurer un débit stable du gaz au moins dans la conduite circulaire 26 et en sortie de la buse 28. Selon un exemple non limitatif de l’invention, la pression du gaz en entrée de buse 28 est de 200mbar et est de 25mbar en sortie de buse 28.
Selon l’exemple de l’invention illustré aux figures 1 et 2, le système d’injection 24 du gaz comprend une pluralité de buses 28, telles que détaillées ci-dessus, disposées autour de la conduite circulaire 26 et de telle sorte que chacune des buses 28 soient éloignées les unes des autres d’un angle G, visible à la figure 2, compris entre 25° et 70° autour de l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1. Dit autrement, chaque secteur angulaire de la paroi de fond 2 de la cuve de stockage 1, représentant entre 25° et 70° autour de l’axe de révolution R, est bordé par une buse 28. On permet ainsi d’homogénéiser l’injection du gaz dans l’espace 20 et dans le volume d’isolation 13 en proposant une répartition optimale des buses 28 autour de la conduite circulaire 26.
Selon l’invention, le système d’injection 24 du gaz comprend au moins un ensemble d’alimentation 30 en gaz de la conduite circulaire 26. Un tel ensemble englobe les conduites et canalisations nécessaires pour fournir le gaz à la conduite circulaire 26 exposée plus haut.
L’ensemble d’alimentation 30 comprend au moins un anneau d’alimentation 32, visible à la figure 1, qui s’étend autour de l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1 de telle sorte qu’il répartisse périphériquement le gaz autour de ladite cuve de stockage 1. Selon un premier exemple de l’invention visible à la figure 1, l’anneau d’alimentation 32 s’étend dans la paroi périphérique 6 de la cuve de stockage 1. L’anneau d’alimentation 32 peut alors être disposé à différentes hauteurs dans la paroi périphérique 6, le long de la direction axiale A de la cuve de stockage 1, permettant ainsi de s’adapter à différentes configurations de cuve de stockage 1. Par ailleurs, suivant un deuxième exemple de l’invention non représenté, l’anneau d’alimentation peut s’étendre dans le bord périphérique de la paroi supérieure évoqué précédemment.
L’anneau d’alimentation 32 est relié fluidiquement à une unité de stockage 33 du gaz à injecter, disposée en dehors de la cuve de stockage 1.
L’ensemble d’alimentation 30 comprend également au moins une conduite d’alimentation 34 qui s’étend dans l’espace 20 et de telle sorte qu elle relie fluidiquement la conduite circulaire 26 avec l’anneau d’alimentation 32. De manière plus précise, la conduite d’alimentation 34 s’étend au moins dans l’espace 20 sous une des ondulations radiales 18b de la membrane étanche ondulée 14 de la paroi de fond 2, tel que cela est visible à la figure 2. Selon l’exemple de l’invention illustré à la figure 1, la conduite d’alimentation 34 s’étend également dans l’espace sous une des ondulations axiales 18c de la membrane étanche ondulée 14 de la paroi périphérique 6 qui s’étend dans le prolongement de l’ondulation radiale précitée.
Selon l’exemple de l’invention illustré de la figure 1, l’ensemble d’alimentation 30 peut comprendre deux conduites d’alimentation 34 disposées à l’opposé l’une de l’autre par rapport à l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1. Une telle configuration de l’ensemble d’alimentation 30 permet entre autres d’améliorer la distribution du gaz jusqu’à la conduite circulaire 26 en l’alimentant en deux points opposés.
Selon un exemple de l’invention visible aux figures 1 et 2, le système d’injection 24 comprend au moins un dispositif d’injection 36 qui s’étend à l’intérieur du périmètre E définit par la conduite circulaire 26. De manière plus précise, le dispositif d’injection 36 s’étend depuis la conduite circulaire 26 et en direction du centre C de la paroi de fond 2 de la cuve de stockage 1.
Le dispositif d’injection 36 s’étend sous une des ondulations radiales 18b de la membrane étanche ondulée 14 de la paroi de fond 2. Le dispositif d’injection 36 peut s’étendre dans le prolongement radial d’une conduite d’alimentation 34 qui chemine sous une ondulation radiale 18b de la membrane ondulée qui équipe la paroi de fond 8. Le dispositif d’injection 36 comprend alors au moins une buse additionnelle 38 disposée à une de ses extrémités qui s’étend dans le périmètre E délimité par la conduite circulaire 26 et à l’opposé de cette dernière. La buse additionnelle 38 permet alors d’injecter du gaz au moins dans le périmètre E délimité par la conduite circulaire 26. On permet ainsi de balayer ou de remplir, avec le gaz injecté, l’intégralité de l’espace 20 formé entre les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 et la barrière d’isolation thermique 12 et donc, l’intégralité du volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1.
Un procédé d’injection du gaz dans la cuve de stockage 1 va maintenant être décrit en rapport avec les figures 1 à 3. On comprend que le procédé d’injection du gaz peut être utilisé dans les procédés de contrôle d’étanchéité de la membrane étanche ondulée ou dans les procédés d’inertage de la cuve de stockage 1.
Au cours du procédé, le gaz stocké dans l’unité de stockage du gaz est injecté dans l’anneau d’alimentation 32 à une pression comprise par exemple entre 170 mbar et 230 mbar. Le gaz injecté dans l’anneau d’alimentation 32 circule verticalement puis radialement dans l’au moins une conduite d’alimentation 34 jusqu’à atteindre la conduite circulaire 26. Une fois le gaz présent dans la conduite circulaire 26, ce dernier est injecté par l’au moins une buse 28 dans l’espace 20 formé entre les ondulations 18 de la membrane étanche ondulée 14 et la barrière d’isolation thermique 12. De manière plus précise, le gaz est injecté par l’au moins une buse 28 de telle sorte qu’il présente une pression comprise entre 20 mbar et 30 mbar, en sortie de ladite buse 28. Une telle pression en sortie de l’au moins une buse 28 permet alors d’améliorer la diffusion du gaz dans l’ensemble de l’espace 20 de la cuve de stockage 1 et dans le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1.
Une telle diffusion du gaz dans le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1 permet alors de contrôler la présence de fuite dans la membrane étanche ondulée 14 ou de procéder à un inertage de la cuve de stockage 1 lorsque celle-ci comprend le gaz liquéfié dans son volume interne 10.
A cette fin, à l’issu du procédé d’injection, un procédé d’évacuation du gaz est mis en oeuvre afin de récupérer le gaz injecté par l’au moins une buse 28 dans l’espace 20 et le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1.
Le procédé d’évacuation du gaz met en oeuvre un système d’évacuation 40, visible à la figure 1, comprenant au moins une conduite d’évacuation circulaire 42 qui s’étend autour de l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1, et en dehors du volume interne 10 de cette dernière. Plus particulièrement, la conduite d’évacuation circulaire 42 s’étend autour de la paroi périphérique 6 de la cuve de stockage 1.
Le système d’évacuation 40 comprend par ailleurs au moins un conduit d’évacuation 44 qui traverse au moins en partie la paroi périphérique 6 de la cuve de stockage 1, l’au moins un conduit d’évacuation 44 étant relié fluidiquement à la conduite d’évacuation circulaire 42. Plus particulièrement, le conduit d’évacuation 44 s’étend jusque dans la barrière d’isolation thermique 12. On comprend alors que le conduit d’évacuation 44 permet de capter le gaz injecté dans le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1. Ainsi, le gaz capté par l’au moins un conduit d’évacuation 44 est dirigé dans la conduite d’évacuation circulaire 42, cette dernière étant reliée fluidiquement à un dispositif de récupération et/ou d’analyse 46 du gaz, afin de récupérer et/ou d’analyser le gaz évacué au moins du volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1.
On entend notamment par analyse du gaz, l’analyse de sa composition, par exemple en ammoniac ou hélium dans le cadre du procédé de contrôle de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée 14 ou d’azote lors du procédé d’inertage de la cuve de stockage 1. Par exemple, la présence d’au moins un autre gaz que ceux cités dans le procédé de contrôle de l’étanchéité de la membrane étanche ondulée 14 est révélatrice d’une fuite de cette dernière.
Selon un exemple avantageux de l’invention, le système d’évacuation 40 comprend deux conduits d’évacuation 44 disposés radialement à l’opposé l’un de l’autre par rapport à l’axe de révolution R de la cuve de stockage 1. Une telle configuration du système d’évacuation 40 permet d’optimiser la captation du gaz dans le volume d’isolation 13 de la cuve de stockage 1.
L’invention telle qu elle vient d’être décrite ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cuve de stockage (1) d’un fluide dont la température de liquéfaction est inférieure à -50° C à pression atmosphérique, la cuve de stockage (1) présentant une forme cylindrique autour d’un axe de révolution (R) avec une paroi de fond (2), une paroi supérieure (4) et une paroi périphérique (6) cylindrique reliant la paroi de fond (2) et la paroi supérieure (4), , ladite cuve de stockage (1) comprenant au moins une barrière d’isolation thermique (12) recouverte par une membrane étanche ondulée (14) et de telle sorte que la membrane étanche ondulée (14) délimite un volume interne (10) de la cuve de stockage (1), la membrane étanche ondulée (14) comprenant une pluralité d’ondulations (18) qui participent à délimiter un espace (20) entre lesdites ondulations (18) et l’au moins une barrière d’isolation thermique (12), la cuve de stockage (1) comprenant au moins un système d’injection (24) d’un gaz dans l’espace (20), caractérisée en ce que le système d’injection (24) du gaz comprend au moins une conduite circulaire (26) qui s’étend autour de l’axe de révolution (R) de la cuve de stockage (1), ladite conduite circulaire (26) étant située dans l’espace (20) délimité par les ondulations (18) de la membrane étanche ondulée (14) de la paroi de fond (2) et la barrière d’isolation thermique (12), le système d’injection (24) du gaz comprenant au moins une buse (28) reliée fluidiquement à la conduite circulaire (26) et de telle sorte que l’au moins une buse (28) injecte le gaz sous les ondulations (18) de la membrane étanche ondulée (14).
2. Cuve de stockage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le système d’injection (24) du gaz comprend au moins un ensemble d’alimentation (30) en gaz de la conduite circulaire (26), l’ensemble d’alimentation (30) comprenant au moins un anneau d’alimentation (32) qui s’étend autour de l’axe de révolution (R).
3. Cuve de stockage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’ensemble d’alimentation (30) comprend au moins une conduite d’alimentation (34) qui s’étend principalement dans l’espace (20) de la paroi périphérique (6) et de telle sorte qu’elle relie fluidiquement la conduite circulaire (26) avec l’anneau d’alimentation (32).
4. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi de fond (2) comprend un bord périphérique (8) et un centre (C) aligné sur l’axe de révolution (R) de la cuve de stockage (1), la conduite circulaire (26) étant disposée plus proche du centre (C) de la paroi de fond (2) que de son bord périphérique (8).
5. Cuve de stockage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’au moins une buse (28) injecte le gaz sous les ondulations (18) de la membrane étanche ondulée (14) de la paroi de fond (2) en direction de son bord périphérique (8).
6. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la membrane étanche ondulée (14) est configurée de telle sorte qu’au moins ses ondulations (18, 18c, 18d) formées au niveau de la paroi périphérique (6) communiquent fluidiquement avec ses ondulations (18, 18a, 18b) formées au niveau de la paroi de fond (2).
7. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins une buse (28) est apte à réduire une pression du gaz en sortie de ladite buse (28) par rapport à la pression du gaz en entrée de ladite buse (28).
8. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins une buse (28) est disposée à une distance (D) comprise entre 200mm et 5000mm de la conduite circulaire (26).
9. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle au moins la membrane étanche ondulée (14) disposée au niveau de la paroi de fond (2) comprend des ondulations circulaires (18a) qui s’étendent autour de l’axe de révolution (R) de la cuve de stockage (1) et des ondulations radiales (18b), sécantes des ondulations circulaires (18a), et qui s’étendent suivant une direction radiale (L) de la cuve de stockage (1), la conduite circulaire (26) s’étendant au moins sous l’une des ondulations circulaires (18a) de la membrane étanche ondulée (14).
10. Cuve de stockage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle un axe d’injection (I) de l’au moins une buse (28) est aligné sur un axe principal (A) d’une ondulation radiale (18b) de la membrane étanche ondulée (14) disposée au niveau de la paroi de fond (2).
11. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications 9 ou 10 en combinaison avec la revendication 3, dans laquelle l’au moins une conduite d’alimentation (34) s’étend au moins dans l’espace (20) sous une des ondulations radiales (18b) de la membrane étanche ondulée (14) de la paroi de fond (2).
12. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le système d’injection (24) comprend au moins un dispositif d’injection (36) qui s’étend à l’intérieur d’un périmètre (E) délimité par la conduite circulaire (26).
13. Cuve de stockage (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’au moins un dispositif d’injection (36) comprend au moins une buse additionnelle (38) disposée à une de ses extrémités qui s’étend dans le périmètre (E) délimité par la conduite circulaire (26), ladite buse additionnelle (38) injectant du gaz au moins dans le périmètre (E) délimité par la conduite circulaire (26).
14. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une pluralité de buses (28) disposées autour de la conduite circulaire (26) et de telle sorte que chacune des buses (28) soient éloignées les unes des autres d’un angle (G) compris entre 25° et 70° autour de l’axe de révolution (R) de la cuve de stockage (1).
15. Cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un système d’évacuation (40) pourvu d’au moins une conduite d’évacuation circulaire (42) qui s’étend autour de l’axe de révolution (R) de la cuve de stockage (1), en dehors de son volume interne (10), le système d’évacuation (40) comprenant au moins un conduit d’évacuation (44) qui traverse au moins partiellement la paroi périphérique (6) de la cuve de stockage (1) jusque dans la barrière d’isolation thermique (12), le conduit d’évacuation (44) étant relié fluidiquement à la conduite d’évacuation circulaire (42).
16. Procédé de contrôle d’étanchéité d’une membrane étanche ondulée (14) d’une cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, le procédé mettant en oeuvre au moins le système d’injection (24) du gaz.
17. Procédé de balayage d’au moins un volume d’isolation d’une cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, le procédé mettant en oeuvre au moins le système d’injection (24) du gaz.
18. Procédé d’injection d’un gaz dans un espace (20) d’une cuve de stockage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel on injecte le gaz dans le système d’injection (24) du gaz de tel sorte qu’il circule au moins dans la conduite circulaire (26) à une 21 pression comprise entre 170 mbar et 230 mbar et de telle sorte qu’il sorte de l’an moins une buse (28) à une pression comprise entre 20 mbar et 30 mbar.
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