WO2024100337A1 - Système de stockage et/ou de transport d'un gaz naturel à l'état liquide - Google Patents

Système de stockage et/ou de transport d'un gaz naturel à l'état liquide Download PDF

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Cédric Morel
Charles MONCHAUX
David HASSLER
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Definitions

  • the present invention relates to the field of systems for storing and/or transporting a gas maintained in the liquid state at low temperature and atmospheric pressure, said system comprising at least one tank placed inside a vessel. transportation. Its purpose is such a storage and/or transport system.
  • Liquefied natural gas commonly known by the acronym “LNG”, or even by the acronym “LNG” for “Liquefied Natural Gas”
  • LNG Liquefied Natural Gas
  • the LNG is maintained in liquid form inside the tank to increase the quantity of gas transported, the LNG then occupying 1/ 600th of the volume that it would occupy in the gaseous state, thus making it easier to transport one site to another.
  • the tank is also capable of maintaining the LNG in the liquid state at very low temperature, in particular at a temperature below -163°C, the temperature at which the LNG is in liquid form at atmospheric pressure.
  • Such an LNG tank can also be used as a fuel tank for some ships. In other words, these ships load and store LNG in a tank, then subsequently use the LNG as fuel.
  • Each tank delimits a main space which is intended to contain the LNG.
  • the tank comprises at least a first space and a second space between which a sealing membrane is interposed.
  • the first space forms a thermal insulation space of the second space.
  • the sealing membrane which is provided to ensure a sealing between the first space and the second space, then the second space.
  • the tank is likely to include two sealing membranes, including a primary sealing membrane housed inside a secondary sealing membrane.
  • a storage and/or transport system comprising the tank of the transport vessel, the storage and/or transport system being capable of protecting the sealing membrane, whether single or primary. and/or secondary.
  • the present invention fits into this context and proposes a system for storing and/or transporting a gas in the liquid state comprising at least one tank which delimits a main space intended to contain a gas in the liquid state, for example liquefied natural gas.
  • the tank comprises at least a first space, a second space and at least one sealing membrane interposed between the first space and the second space, the first space constituting a thermal insulation space of the second space.
  • the storage and/or transport system comprises a safety device which maintains a seal between the first space and the second space when a first pressure prevailing inside the first space is lower than a second pressure prevailing inside the second space, and which places the first space in fluidic relation with the second space when the first pressure is greater than the second pressure.
  • the safety device is designed to resist a pressure present in the second space when this is greater than the pressure prevailing in the first space.
  • the safety device puts the two spaces into fluidic relationship when the pressure in the second space is lower than the pressure in the first space, in particular by a value at least equal to 35 mbarg, for example equal to 45 mbarg + /- 9 mbarg. This avoids any separation or tearing of the waterproofing membrane, the latter ensuring a separation between a volume of the first space and a volume of the second space.
  • the safety device places the first space in fluidic relation with the second space when the first pressure is greater than the second pressure by a value at least equal to 35 mbarg, possibly 50 mbarg.
  • said value is for example equal to 45 mbarg +/- 9 mbarg.
  • the main space constitutes the second space, the first space being a thermally insulating layer surrounding the second space.
  • the tank is provided with a single insulating thermal layer which forms the first space, the second space then being the internal volume of the tank, that is to say that which receives the fluid to be transported and/or or to store.
  • the storage and/or transport system comprises a second thermally insulating layer which surrounds the first space, that is to say the thermally insulating layer surrounding the main space.
  • the second space is a first thermally insulating layer surrounding the main space, the first space being a second thermally insulating layer surrounding the second space.
  • the tank is provided with two layers of thermal insulation superimposed one on the other and which both surround the main space intended to contain and/or store the fluid.
  • each layer is formed of an insulating mass.
  • the safety device comprises a pipe fluidly connecting the first space and the second space.
  • the safety device comprises at least one cover which is capable of breaking as soon as the first pressure exceeds the second pressure, for example by a value at least equal to 35 mbarg, for example equal to 45 mbarg +/- 9 mbarg.
  • the safety device comprises a first flange and a second flange connected to each other by assembly means, the cover being interposed between the first flange and the second flange, the first flange and the second flange jointly delimiting a channel which at least partially houses the cover.
  • the first flange is housed inside the first space and the second flange is placed inside the second space.
  • the safety device comprises at least a plurality of plates connected to each other and forming at least part of the sealing membrane, the safety device comprising at least least one breaking member intended to break the tightness of the sealing membrane so as to put the first space into fluidic relationship with the second space.
  • the plurality of plates comprises at least one central plate and at least two side plates welded to the central plate via side welds, the rupture member comprising at least one of the side welds.
  • the connection between the first space and the second space is carried out by a rupture of at least one of the side welds.
  • a central weld can connect the central plate to an insulating mass constituting the first space or the second space.
  • the central weld then forms a fixing point for the plates, the latter having a tendency to deform around this fixing point, until breaking the lateral weld.
  • the plurality of plates comprises at least one central plate and at least two side plates welded to the central plate via side welds, each side plate consisting of two elementary plates connected to one another. the other by an upper plate via upper welds, the rupture member comprising at least one of the upper welds.
  • a central weld connects the central plate to an insulating mass constituting the first space or the second space.
  • the breaking member can thus be produced only by the side weld, only by the upper weld, or by a combination of these two welds.
  • the rupture member comprises at least one thinning zone provided in at least one of the plates of the plurality of plates.
  • the thinning zone comprises a groove formed on an upper face and/or on a lower face of at least one of the plates of the plurality of plates, for example one of the side plates.
  • the present invention also relates to a transport vessel comprising at least one such storage and/or transport system, that is to say which comprises at least one tank and a safety device as explained in the present document.
  • the present invention also relates to a method of securing at least one tank of a transport vessel implemented by such a storage and/or transport system, the securing method comprising a step of maintaining a seal between the first space and the second space when a first pressure prevailing inside the first space is lower than a second pressure prevailing inside the second space, the method security comprising a step of fluidically connecting the first space with the second space via the safety device when the first pressure is greater than the second pressure, for example by a value at least equal to 35 mbarg, in particular a value equal to at 45 mbarg +/- 9 mbarg.
  • FIG. 1 is a side view of a transport vessel intended to be equipped with a system for storing and/or transporting a gas in the liquid state according to the present invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a first alternative embodiment of the storage and/or transport system fitted to the transport vessel shown in Figure 1.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a second alternative embodiment of the storage and/or transport system fitted to the transport vessel shown in Figure 1.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of a third alternative embodiment of the storage and/or transport system fitted to the transport vessel shown in Figure 1.
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of a fourth alternative embodiment of the storage and/or transport system fitted to the transport vessel shown in Figure 1.
  • FIG. 6 is a schematic sectional view of a fifth alternative embodiment of the storage and/or transport system fitted to the transport vessel shown in Figure 1.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view of a sixth alternative embodiment of the storage and/or transport system fitted to the transport vessel shown in Figure 1.
  • FIG. 8 is a sectional and perspective view of a first embodiment of a security device constituting one of the storage and/or transport systems shown in Figures 2 to 7.
  • FIG. 9 is a sectional view of the safety device illustrated in Figure 8.
  • FIG. 10 is a schematic sectional view of a first variant of a second embodiment of a safety device constituting one of the storage and/or transport systems shown in Figures 2 to 7.
  • FIG. 11 is a schematic view of a section of a second variant of the second embodiment of the safety device illustrated in Figure 10.
  • FIG. 12 is a schematic view of a section of a third variant of the second embodiment of the safety device illustrated in Figure 10.
  • FIG. 13 is a schematic view of a section of a fourth variant of the second embodiment of the safety device illustrated in Figure 10.
  • FIG. 14 is a schematic view of a section of a fifth variant of the second embodiment of the safety device illustrated in Figure 10.
  • FIG. 15 is a schematic view of a section of a sixth variant of the second embodiment of the safety device illustrated in Figure 10.
  • characteristics, variants and different embodiments of the invention can be associated with each other, in various combinations, to the extent that they are not incompatible or exclusive with respect to each other.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described subsequently in isolation from other characteristics, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention from the prior art.
  • Figure 1 a transport ship 1, such as an LNG tanker or the like, which has four tanks 3, one of these tanks 3 being made visible here to facilitate understanding.
  • the tanks 3 are waterproof and thermally insulating and are configured for the transport and/or storage of liquefied natural gas.
  • the transport vessel 1 can be arranged to only store and transport liquefied natural gas, or to use it as fuel for the operation of the transport vessel 1. It is understood that the present invention applies to a transport vessel. 1 which comprises an indifferent number of tanks 3, either a single tank 3, or a plurality of tanks 3.
  • the transport vessel 1 comprises a hull 2 comprising at least one outer hull 4 and an inner hull 6, between which extend a plurality of stiffeners 8.
  • the outer hull 4 is in contact with the external environment of the transport vessel 1 , generally a maritime and/or river environment.
  • the internal shell 6 extends at a distance from this external shell 4 and houses the tank 3 or tanks 3.
  • Each tank 3 comprises a main space 20 which is intended to contain the liquefied natural gas.
  • the transport vessel 1 is equipped with a storage and/or transport system 30 for liquefied natural gas which comprises the tank 3 and a safety device 12 configured to protect the tank 3 against any separation or tearing of membrane.
  • the safety device 12 is arranged to avoid any damage in the event that at least one safety condition relating to one or more pressure states inside the tank 3 is not or no longer met.
  • the tank 3 comprises at least one sealing membrane 10, 10a, 10b which is interposed between a first space 21 and a second space 22, the first space 21 housing the second space 22.
  • the first space 21 is located closer to the internal shell 6 of the tank 3 than the second space 22.
  • the tank 3 is equipped with the safety device 12 capable of protecting the sealing membrane 10, 10a, 10b which the tank 3 comprises against any differential of pressure which would imply a deformation of the membrane towards the main space 20 of the tank 3.
  • the safety device 12 maintains a seal between the first space 21 and the second space 22 when a first pressure PI prevailing inside the first space 21 is lower than a second pressure P2 reigning inside the second space 22, and the safety device 12 places the first space 21 in fluid relationship with the second space 22 when the first pressure P 1 is greater than the second pressure P2.
  • a fluid connection occurs by triggering the safety device 12, for example following the rupture of a rupture member of the safety device 12.
  • Such a rupture occurs when the first pressure PI is greater than the second pressure P2 with a value at least equal to 35 mbarg, and for example equal to 45 mbarg +/- 9 mbarg or 50 mbarg.
  • the safety device 12 acts like a fuse by authorizing fluid communication between the first space 21 and the second space 22.
  • the sealing membrane 10, 10a, 10b undergoes an external excess pressure relative to the main volume which receives the gas in the liquid state, the seal provided by the sealing membrane 10, 10a, 10b is broken, to release this excess pressure and evacuate it towards the second space 22, which makes it possible to balance the pressures on either side of the membrane and therefore to guarantee an absence of deformation.
  • the safety device 12 is arranged in distinct locations, while ensuring the function described above overall. variants of layout and arrangement of the safety device 12 described below.
  • the tank 3 comprises a single sealing membrane 10 which separates and delimits the first space 21 with respect to the second space 22. Otherwise said, starting from the outside of the tank 3 towards the inside of the tank 3, we encounter the first space 21, which forms a thermally insulating layer of the main space 20, then the single sealing membrane 10, which is designed to ensure a perfect seal between the first space 21 and the second space 22, then the second space 22 which is made up of the main space 20 containing the liquefied natural gas.
  • the first space 21 comprises an insulating mass formed of thermally insulating panels.
  • the safety device 12 equips the single sealing membrane 10.
  • the safety device 12 is provided directly on the single sealing membrane 10 and is therefore part of this single sealing membrane 10
  • the safety device is here in the plane of one of the walls which constitute the sealing membrane.
  • the safety device 12 equips a first pipe 13a which fluidly connects the first space 21 and the second space 22.
  • the first pipe 13a extends between a first intake mouth 14a housed at the interior of the first space 21 and a first evacuation mouth 14b housed inside the second space 22, and the safety device 12 equips the first pipe 13a between the first inlet mouth 14a and the first evacuation mouth 14b .
  • the safety device 12 can be placed on the deck of the ship.
  • the tank 3 comprises a primary sealing membrane 10a housed at a distance from a secondary sealing membrane 10b. Starting from the outside of the tank 3 towards the inside of the tank 3, we encounter a thermally insulating layer of the main space 20, then the secondary sealing membrane 10b, then another thermally insulating layer of the main space 20, then the primary sealing membrane 10a delimiting the main space 20 containing the liquefied natural gas.
  • the thermally insulating layer of the main space 20, located between the internal shell 6 and the secondary sealing membrane 10b will subsequently be called secondary thermally insulating layer 48 and the other thermally insulating layer located between the secondary sealing membrane 10b and the primary sealing membrane 10a will subsequently be called primary thermally insulating layer 49.
  • Each layer includes an insulating mass formed of thermally insulating panels.
  • the safety device 12 equips the primary sealing membrane 10a.
  • the safety device 12 is provided directly on the primary sealing membrane 10a.
  • the safety device is here in the plane of one of the walls which constitute the primary sealing membrane 10a.
  • the secondary sealing membrane 10b does not have a safety device 12.
  • the first space 21 is interposed between the secondary sealing membrane 10b and the primary sealing membrane 10a .
  • the second space 22 consists of the main space 20 containing the liquefied natural gas.
  • the safety device 12 equips the secondary sealing membrane 10b.
  • the safety device 12 is provided directly on the secondary sealing membrane 10b.
  • the safety device is here in the plane of one of the walls which constitute the secondary sealing membrane 10b.
  • the primary sealing membrane 10a does not have a safety device 12.
  • first space 21 is interposed between the internal shell 6 and the secondary sealing membrane 10b.
  • the second space 22 consists of the space located between the secondary sealing membrane 10b and the primary sealing membrane 10a.
  • the invention covers the case of a tank with double membranes comprising both a first safety device 12 placed on the primary sealing membrane 10a, the latter being interposed between the main space 20 and the thermally primary insulating layer 49, and a second safety device 12 arranged on the secondary sealing membrane 10b, the latter being interposed between the primary thermally insulating layer 49 and the secondary thermally insulating layer 48.
  • the safety device 12 equips a second pipe 13b which fluidly connects adjacent spaces, the second pipe 13b extending between a second intake mouth 15a and a second evacuation mouth 15b, the device safety device 12 equipping the second pipe 13b between the second intake port 15a and the second exhaust port 15b.
  • the second intake port 15a is arranged inside the first space 21, formed by the secondary thermally insulating layer and the second exhaust port 15b is arranged inside the second space 22 , formed by the primary thermally insulating layer.
  • no safety device is provided between the main space 20 and the second space 22.
  • the second intake port 15a is arranged inside the primary thermally insulating layer 49 and the second exhaust port 15b is housed inside the main space 20.
  • no safety device is provided between the primary thermally insulating layer 49 and the secondary thermally insulating layer 48.
  • the invention also covers the case of a double membrane tank provided with two safety devices 12 as shown in Figure 6 and Figure 7.
  • the safety device 12 comprises a breaking device 16 interposed between a first flange 17a and a second flange 17b connected to each other by assembly means 18.
  • the assembly means are for example bolts.
  • the rupture device 16 comprises at least one cover 16a which is able to rupture as soon as the first pressure PI exceeds the second pressure P2.
  • the first flange 17a and the second flange 17b jointly delimit a channel 19 which extends between a first outlet 31 delimited by the first flange 17a and a second outlet 32 delimited by the second flange 17b.
  • the first outlet 31 is intended to extend inside the first space 21 and that the second outlet 32 is intended to extend inside the second space 22, the cover 16a forming for example a part of the waterproofing membrane.
  • the channel 19 at least partially houses the cover 16a and that the flanges 17a, 17b are removable to allow the cover 16a to be replaced when it is broken and thus restore the seal between the first space 21 and the second space 22.
  • the safety device 12 comprising a plurality of plates 19a, 19b, 19', 19” welded together and arranged in respective parallel planes between them, even confused. These plates are part of the waterproofing membrane which is equipped with the safety device 12.
  • Figures 10 to 15 each include a diagram on the left which shows the state of the membrane when the second pressure P2 is greater than the first pressure PI, that is to say when the safety device 12 maintains the seal between the first space 21 and the second space 22, and a diagram on the right which shows the state of the membrane when the second pressure P2 is lower than the first pressure PI, that is to say when the membrane tends to deform by inflating towards the inside of the tank.
  • a state is immediately prior to the fluidic relationship between the volume of the first space 21 and the volume of the second space 22. Once this state has been exceeded, the safety device 12 puts the first space 21 into fluidic relationship with the second space 22, so as to balance the pressures between these spaces.
  • the safety device 12 comprises at least one central plate 19a and two side plates 19b, which are welded to the central plate 19a via side welds 41b.
  • a central weld 41a joins the central plate 19a to a connecting plate 46 which is secured to the insulating mass of the first space 21.
  • the side plates 19b have no mechanical connection with the connecting plate 46, so as to allow their movement.
  • each side plate 19b extends in the same plane.
  • One end of each side plate 19b locally overlaps the central plate 19a, in a state before rupture of the safety device 12.
  • the insulating mass includes a cavity provided in its thickness and facing the main space. This cavity receives at least the connecting plate 46 and the central plate(s) 19a.
  • the safety device 12 includes a breaking member 44 which here takes the form of a side weld 41b.
  • a breaking member 44 which here takes the form of a side weld 41b.
  • the side plate 19b pivots around the side weld 41b under the effect of the pressure differential between the first space 21 and the second space 22, which causes a rupture of this side weld 41b.
  • Such pivoting is facilitated by the fact that the central plate 19a is securely attached to the connecting plate 46 by the central weld 41a.
  • the safety device 12 comprises at least two central plates 19a and two side plates 19b which are each welded to an adjacent central plate 19a, by means of side welds 41b.
  • Two central welds 41a each connect a central plate 19a to the connecting plate 46 of the insulating mass of the first space 21.
  • the two side plates 19b extend in the same first plane, while the two central plates 19a extend in the same second plane, this first plane and this second plane being parallel but distinct in a state before rupture of the safety device 12.
  • each central plate 19a is connected to the connecting plate 46 by central welds 41a arranged opposite each other.
  • the safety device 12 comprises the breaking member 44 which here takes the form of one or more side welds 41b.
  • the side plate(s) 19b pivot around the side weld 41b under the effect of the pressure differential between the first space 21 and the second space 22, which causes a rupture of this or these lateral welds 41b.
  • Such pivoting is facilitated by the fact that each central plate 19a is individually and securely attached to the connecting plate 46 by central welds 41a.
  • the safety device 12 comprises a single central plate 19a and two side plates 19b, which are welded to the central plate 19a via side welds 41b .
  • a central weld 41 joins the single central plate 19a to the connecting plate 46 secured to the insulating mass of the first space 21.
  • Each side plate 19b is made up of two elementary plates 19' connected to each other by a plate upper 19”.
  • the upper plate 19” is connected to each of the elementary plates 19’ via upper welds referenced 41’.
  • one of the elementary plates 19' is fixed to the upper plate 19” via an upper weld 41' and to the central plate 19a via a side weld 41b.
  • the four elementary plates 19' extend in the same first plane, while the two upper plates 19” extend in the same third plane, this first plane and this third plane being parallel but distinct in a state before rupture of the safety device 12.
  • the first plane is thus interposed between this third plane and the second plane in which the single central plate 19a extends.
  • One of the elementary plates 19’ includes a side weld 41b which connects one edge of this elementary plate 19’ to the central plate 19a and an opposite edge covered by the upper plate 19”.
  • This upper plate 19” includes a first edge and the latter is connected to one face of the elementary plate 19’ by the upper weld 41’.
  • Another of the elementary plates 19' comprises a first edge and another edge fixed to the upper plate 19” by an upper weld 41', the latter extending between a second edge of the upper plate 19” and a surface of the plate elementary 19'.
  • the single central plate 19a is connected to the connecting plate 46 by a single central weld 41a.
  • the safety device 12 comprises the breaking member 44 which here takes the form of one or more lateral welds 41b and/or one or more upper welds 41', whether this is formed between an elementary plate 19' and the central plate 19a or between the upper plate 19” and one and/or the other of the elementary plates 19’ adjacent to the upper plate 19”.
  • each assembly constituted by the elementary plates 19' and the upper plate 19” pivots around its side weld 41b, connecting an elementary plate 19' to the central plate 19a under the effect of the pressure differential between the first space 21 and the second space 22, which causes a rupture of this or these lateral welds 41b and/or the upper weld(s) 41'.
  • Such pivoting is facilitated by the fact that the central plate 19a is securely attached to the connecting plate 46 by the central weld 41a.
  • each side plate 19b is provided with a thinning provided on an upper face 43 of the side plate 19b, the upper face 43 being the face of the side plate 19b which faces the second space 22.
  • Such local thinning forms a rupture member 44 which functionally meets the same criterion as the welds mentioned above.
  • the thinning takes the form of a groove 42.
  • groove 42 constitutes a zone of material fragility which can break during deformation of the side plate 19b just like one of the side welds 41b, as illustrated in the diagram on the right of Figure 13.
  • each upper plate 19 is provided with a thinning, for example produced in the form a groove 42 formed on a lower face 47 of the upper plate 19”, the lower face 47 being the face of the upper plate 19” which is opposite the insulating mass.
  • thinning constitutes a zone of material fragility which breaks during deformation of the side plate 19b.
  • the invention achieves the goal it set for itself, and makes it possible to avoid any blowing of the membrane, that is to say any deformation of the plates which constitute due to a handling error during pressure resistance tests of the insulation spaces of an LNG storage and/or transport tank.
  • Variants not described here could be implemented without departing from the context of the invention, since, in accordance with the invention, they comprise a system for storing and/or transporting a gas in the liquid state which comprises at least one tank and at least one safety device intended to protect a sealing membrane of such a tank.

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Abstract

La présente invention concerne un système de stockage et/ou de transport (30) d'un gaz à l'état liquide comprenant au moins une cuve (3) qui délimite un espace principal (20) contenant un gaz à l'état liquide. La cuve (3) comprend au moins un premier espace (21), un deuxième espace (22) et au moins une membrane d'étanchéité (10, 10a, 10b) interposée entre le premier espace (21) et le deuxième espace (22). Le premier espace (21) est constitutif d'un espace d'isolation thermique du deuxième espace (22). Le système de stockage et/ou de transport (30) comprend un dispositif de sécurité (12) qui maintient une étanchéité entre le premier espace (21) et le deuxième espace (22) quand une première pression (P1) régnant à l'intérieur du premier espace (21) est inférieure à une deuxième pression (P2) régnant à l'intérieur du deuxième espace (22), et qui met en relation fluidique le premier espace (21) avec le deuxième espace (22) quand la première pression (P1) est supérieure à la deuxième pression (P2).

Description

DESCRIPTION
Titre : Système de stockage et/ou de transport d’un gaz naturel à l’état liquide
La présente invention concerne le domaine des systèmes de stockage et/ou de transport d’un gaz maintenu à l’état liquide à basse température et à pression atmosphérique, ledit système comprenant au moins une cuve disposée à l’intérieur d’un navire de transport. Elle a pour objet un tel système de stockage et/ou de transport.
Le gaz naturel liquéfié, communément connu sous l’acronyme « GNL », ou encore sous l’acronyme « LNG » pour « Liquefied Naturel Gas », est fréquemment transporté par voie maritime dans un navire de transport comprenant au moins une cuve logée à l’intérieur du navire de transport et prévue pour contenir le gaz naturel liquéfié. Le GNL est maintenu sous forme liquide à l’intérieur de la cuve pour augmenter la quantité de gaz transportée, le GNL occupant alors l/600ème du volume qu’il occuperait à l’état gazeux, permettant ainsi de faciliter son transport d’un site à un autre. La cuve est par ailleurs apte à maintenir le GNL à l’état liquide à très basse température, notamment à une température inférieure à -163°C, température à laquelle le GNL est sous forme liquide à pression atmosphérique.
Une telle cuve de GNL peut également être utilisée comme un réservoir de carburant pour certains navires. En d’autres termes, ces navires chargent et stockent du GNL dans une cuve, puis utilisent ensuite le GNL comme carburant.
Chaque cuve délimite un espace principal qui est destiné à contenir le GNL. La cuve comprend au moins un premier espace et un deuxième espace entre lesquels une membrane d’étanchéité est interposée. Le premier espace forme un espace d’isolation thermique du deuxième espace. Autrement dit, en partant de l’extérieur de la cuve vers l’intérieur de la cuve, on rencontre au moins le premier espace, qui forme une couche isolante thermiquement du deuxième espace, puis la membrane d’étanchéité qui est prévue pour assurer une étanchéité entre le premier espace et le deuxième espace, puis le deuxième espace. On note que la cuve est susceptible de comporter deux membranes d’étanchéité, dont une membrane primaire d’étanchéité logée à l’intérieur d’une membrane secondaire d’étanchéité.
Une fois la fabrication de la membrane terminée, il est connu de vérifier l’étanchéité de cette membrane pour garantir l’absence de fuite du volume principal contenant le gaz naturel liquéfié vers la couche d’isolation qui entoure ce volume principal.
Aussi, il est courant d’effectuer un test de pression au cours duquel la membrane d’étanchéité est soumise à une pression-test de l’ordre de 20 mbarg au cours duquel on observe un comportement, une résistance à la pression de la membrane d’étanchéité et les fuites éventuelles.
Toutefois, une telle méthode s’avère risquée et est susceptible d’engendrer des dégâts considérables sur l’ensemble de la cuve, en cas de fausse manoeuvre lors du test évoqué ci-dessus. En effet, une erreur de manipulation peut conduire à augmenter la pression dans la couche qui entoure le volume principal, ce qui peut entraîner une rupture partielle, voire totale de la membrane d’étanchéité. Les conséquences sont encore plus importantes dans le cas fréquent où la cuve comporte une membrane primaire d’étanchéité et une membrane secondaire d’étanchéité, qui entourent toutes deux le volume principal qui contient le gaz naturel liquéfié.
Aussi, il existe un besoin de disposer d’un système de stockage et/ou de transport comprenant la cuve du navire de transport, le système de stockage et/ou de transport étant apte protéger la membrane d’étanchéité indifféremment unique, ou bien primaire et/ou secondaire.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et propose un système de stockage et/ou de transport d’un gaz à l’état liquide comprenant au moins une cuve qui délimite un espace principal destiné à contenir un gaz à l’état liquide, par exemple du gaz naturel liquéfié. La cuve comprend au moins un premier espace, un deuxième espace et au moins une membrane d’étanchéité interposée entre le premier espace et le deuxième espace, le premier espace étant constitutif d’un espace d’isolation thermique du deuxième espace. Selon la présente invention, le système de stockage et/ou de transport comprend un dispositif de sécurité qui maintient une étanchéité entre le premier espace et le deuxième espace quand une première pression régnant à l’intérieur du premier espace est inférieure à une deuxième pression régnant à l’intérieur du deuxième espace, et qui met en relation fluidique le premier espace avec le deuxième espace quand la première pression est supérieure à la deuxième pression.
Le dispositif de sécurité est conçu de sorte à résister à une pression présente dans le deuxième espace quand celle-ci est supérieure à la pression qui règne dans le premier espace. En revanche, le dispositif de sécurité met en relation fluidique les deux espaces quand la pression dans le deuxième espace est inférieure à la pression dans le premier espace, notamment d’une valeur au moins égale à 35 mbarg, par exemple égale à 45 mbarg +/- 9 mbarg. On évite ainsi tout décollement ou arrachement de la membrane d’étanchéité, cette dernière assurant une séparation entre un volume du premier espace et un volume du deuxième espace.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif de sécurité met en relation fluidique le premier espace avec le deuxième espace quand la première pression est supérieure à la deuxième pression d’une valeur au moins égale à 35 mbarg, éventuellement 50 mbarg. De manière avantageuse, ladite valeur est par exemple égale à 45 mbarg +/- 9 mbarg.
Selon une caractéristique, l’espace principal constitue le deuxième espace, le premier espace étant une couche thermiquement isolante entourant le deuxième espace. Dans un tel cas, la cuve est pourvue d’une seule couche thermique isolante qui forme le premier espace, le deuxième espace étant alors le volume interne de la cuve, c’est-à-dire celui qui reçoit le fluide à transporter et/ou à stocker.
Selon un autre exemple, le système se stockage et/ou de transport comprend une deuxième couche thermiquement isolante qui entoure le premier espace, c’est-à-dire la couche thermiquement isolante entourant l’espace principal.
Selon une autre caractéristique, le deuxième espace est une première couche thermiquement isolante entourant l’espace principal, le premier espace étant une deuxième couche thermiquement isolante entourant le deuxième espace. Dans un tel cas, la cuve est pourvue de deux couches d’isolation thermique superposées l’une sur l’autre et qui entourent toutes deux l’espace principal voué à contenir et/ou stocker le fluide.
Dans les deux cas évoqués ci-dessus, chaque couche est formée d’un massif isolant.
Selon un premier exemple de réalisation, le dispositif de sécurité comprend une conduite reliant fluidiquement le premier espace et le deuxième espace. Une telle solution permet d’installer ou de déporter les éléments du dispositif de sécurité, de sorte à les rendre accessibles. Ils peuvent par exemple être accessibles depuis le pont du navire ou depuis une chambre dédiée à cet effet.
Selon cet exemple de réalisation, le dispositif de sécurité comprend au moins un opercule qui est apte à se rompre dès que la première pression excède la deuxième pression, par exemple d’une valeur au moins égale à 35 mbarg, par exemple égale à 45 mbarg +/- 9 mbarg.
Dans un tel cas, le dispositif de sécurité comprend une première bride et une deuxième bride reliées l’une à l’autre par des moyens d’assemblage, l’opercule étant interposé entre la première bride et la deuxième bride, la première bride et la deuxième bride délimitant conjointement un canal qui loge au moins partiellement l’opercule.
Selon un aspect de cet exemple de réalisation, la première bride est logée à l’intérieur du premier espace et la deuxième bride est disposée à l’intérieur du deuxième espace.
Selon un deuxième exemple de réalisation alternatif ou complémentaire du premier exemple de réalisation, le dispositif de sécurité comprend au moins une pluralité de plaques reliées les unes aux autres et formant au moins une partie de la membrane d’étanchéité, le dispositif de sécurité comprenant au moins un organe de rupture destiné à rompre l’étanchéité de la membrane d’étanchéité de façon à mettre en relation fluidique le premier espace avec le deuxième espace.
Selon une caractéristique, la pluralité de plaques comprend au moins une plaque centrale et au moins deux plaques latérales soudées sur la plaque centrale par l’intermédiaire de soudures latérales, l’organe de rupture comprenant au moins une des soudures latérales. Selon ce mode de réalisation, la mise en relation entre le premier espace et le deuxième espace est opérée par une rupture de l’une au moins des soudures latérales.
Plus particulièrement, une soudure centrale peut relier la plaque centrale à un massif isolant constitutif du premier espace ou du deuxième espace. La soudure centrale forme alors un point de fixation des plaques, ces dernières ayant tendances à se déformer autour de ce point de fixation, jusqu’à rompre la soudure latérale.
De manière alternative ou complémentaire, la pluralité de plaques comprend au moins une plaque centrale et au moins deux plaques latérales soudées sur la plaque centrale par l’intermédiaire de soudures latérales, chaque plaque latérale étant constituée de deux plaques élémentaires reliées l’une à l’autre par une plaque supérieure par l’intermédiaire de soudures supérieures, l’organe de rupture comprenant au moins une des soudures supérieures.
Ici aussi, une soudure centrale relie la plaque centrale à un massif isolant constitutif du premier espace ou du deuxième espace.
L’organe de rupture peut ainsi être réalisé seulement par la soudure latérale, seulement par la soudure supérieure, ou par une combinaison de ces deux soudures.
Selon un autre exemple de réalisation alternatif ou complémentaire des modes de réalisations décrits ci-dessus, l'organe de rupture comprend au moins une zone d’amincissement ménagée dans au moins une des plaques de la pluralité de plaques.
La zone d’amincissement comprend une rainure ménagée sur une face supérieure et/ou sur une face inférieure d’au moins une des plaques de la pluralité de plaques, par exemple une des plaques latérales.
La présente invention a aussi pour objet un navire de transport comprenant au moins un tel système de stockage et/ou de transport, c’est-à-dire qui comprend au moins une cuve et un dispositif de sécurité tel qu’exposé dans le présent document.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de sécurisation d’au moins une cuve d’un navire de transport mis en oeuvre par un tel système de stockage et/ou de transport, le procédé de sécurisation comprenant une étape de maintien d’une étanchéité entre le premier espace et le deuxième espace quand une première pression régnant à l’intérieur du premier espace est inférieure à une deuxième pression régnant à l’intérieur du deuxième espace, le procédé de sécurisation comprenant une étape de mise en relation fluidique du premier espace avec le deuxième espace via le dispositif de sécurité quand la première pression est supérieure à la deuxième pression, par exemple d’une valeur au moins égale à 35 mbarg, notamment une valeur égale à 45 mbarg +/- 9 mbarg.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture 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] est une vue de côté d’un navire de transport prévu pour être équipé d’un système de stockage et/ou de transport d’un gaz à l’état liquide selon la présente invention ;
[Fig. 2] est une vue schématique en coupe d’une première variante de réalisation du système de stockage et/ou de transport équipant le navire de transport représenté sur la figure 1.
[Fig. 3] est une vue schématique en coupe d’une deuxième variante de réalisation du système de stockage et/ou de transport équipant le navire de transport représenté sur la figure 1.
[Fig. 4] est une vue schématique en coupe d’une troisième variante de réalisation du système de stockage et/ou de transport équipant le navire de transport représenté sur la figure 1.
[Fig. 5] est une vue schématique en coupe d’une quatrième variante de réalisation du système de stockage et/ou de transport équipant le navire de transport représenté sur la figure 1.
[Fig. 6] est une vue schématique en coupe d’une cinquième variante de réalisation du système de stockage et/ou de transport équipant le navire de transport représenté sur la figure 1. [Fig. 7] est une vue schématique en coupe d’une sixième variante de réalisation du système de stockage et/ou de transport équipant le navire de transport représenté sur la figure 1.
[Fig. 8] est une vue en coupe et en perspective d’une première forme de réalisation d’un dispositif de sécurité constitutif de l’un des systèmes de stockage et/ou de transport représenté sur les figures 2 à 7.
[Fig. 9] est une vue en coupe du dispositif de sécurité illustré sur la figure 8.
[Fig. 10] est une vue schématique d’une coupe d’une première variante d’une deuxième forme de réalisation d’un dispositif de sécurité constitutif de l’un des systèmes de stockage et/ ou de transport représenté sur les figures 2 à 7.
[Fig. 11] est une vue schématique d’une coupe d’une deuxième variante de la deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité illustré sur la figure 10.
[Fig. 12] est une vue schématique d’une coupe d’une troisième variante de la deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité illustré sur la figure 10.
[Fig. 13] est une vue schématique d’une coupe d’une quatrième variante de la deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité illustré sur la figure 10.
[Fig. 14] est une vue schématique d’une coupe d’une cinquième variante de la deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité illustré sur la figure 10.
[Fig. 15] est une vue schématique d’une coupe d’une sixième variante de la deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité illustré sur la figure 10.
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
Sur la figure 1 est représenté un navire de transport 1, tel qu’un méthanier ou analogue, qui comporte quatre cuves 3, une de ces cuves 3 étant ici rendue visible pour faciliter la compréhension. Les cuves 3 sont étanches et thermiquement isolantes et sont configurées pour le transport et/ou le stockage d’un gaz naturel liquéfié. Le navire de transport 1 peut être agencé pour uniquement stocker et transporter le gaz naturel liquéfié, ou bien pour s’en servir de carburant pour le fonctionnement du navire de transport 1. On comprend que la présente invention s’applique pour un navire de transport 1 qui comporte un nombre indifférent de cuves 3, soit une unique cuve 3, soit une pluralité de cuves 3.
Le navire de transport 1 comporte une coque 2 comprenant au moins une coque externe 4 et une coque interne 6, entre lesquelles s’étendent une pluralité de raidisseurs 8. La coque externe 4 est en contact avec l’environnement extérieur du navire de transport 1, généralement un environnement maritime et/ou fluvial. La coque interne 6 s’étend à distance de cette coque externe 4 et loge la cuve 3 ou les cuves 3. Chaque cuve 3 comprend un espace principal 20 qui est prévu pour contenir le gaz naturel liquéfié.
Selon la présente invention, le navire de transport 1 est équipé d’un système de stockage et/ou de transport 30 du gaz naturel liquéfié qui comprend la cuve 3 et un dispositif de sécurité 12 configuré pour protéger la cuve 3 contre tout décollement ou arrachement de membrane. Autrement dit, le dispositif de sécurité 12 est agencé pour éviter tout dégât au cas où au moins une condition de sécurité relative à un ou plusieurs états de pression à l’intérieur de la cuve 3 n’est pas ou plus remplie.
Sur les figures 2 à 7, la cuve 3 comprend au moins une membrane d’étanchéité 10, 10a, 10b qui est interposée entre un premier espace 21 et un deuxième espace 22, le premier espace 21 logeant le deuxième espace 22. Ainsi, le premier espace 21 est situé plus près de la coque interne 6 de la cuve 3 que le deuxième espace 22.
Selon l’invention, la cuve 3 est équipée du dispositif de sécurité 12 apte protéger la membrane d’étanchéité 10, 10a, 10b que comprend la cuve 3 contre tout différentiel de pression qui impliquerait une déformation de la membrane en direction de l’espace principal 20 de la cuve 3.
Dans sa généralité, le dispositif de sécurité 12 maintient une étanchéité entre le premier espace 21 et le deuxième espace 22 quand une première pression PI régnant à l’intérieur du premier espace 21 est inférieure à une deuxième pression P2 régnant à l’intérieur du deuxième espace 22, et le dispositif de sécurité 12 met en relation fluidique le premier espace 21 avec le deuxième espace 22 quand la première pression P 1 est supérieure à la deuxième pression P2. Une telle mise en relation fluidique intervient par le déclenchement du dispositif de sécurité 12, par exemple suite à la rupture d’un organe de rupture du dispositif de sécurité 12. Une telle rupture intervient lorsque la première pression PI est supérieure à la deuxième pression P2 d’une valeur au moins égale à 35mbarg, et par exemple égale à 45 mbarg +/- 9 mbarg ou à 50 mbarg.
Autrement dit, dès que la première pression PI régnant à l’extérieur d’un volume délimité par la membrane d’étanchéité 10, 10a, 10b excède d’une valeur au moins égale à 35 mbarg la deuxième pression P2 régnant à l’intérieur d’un volume délimité par la membrane d’étanchéité 10, 10a, 10b, alors le dispositif de sécurité 12 agit comme un fusible en autorisant une communication fluidique entre le premier espace 21 et le deuxième espace 22. Autrement dit encore, dès que la membrane d’étanchéité 10, 10a, 10b subit une surpression externe par rapport au volume principal qui reçoit le gaz à l’état liquide, l’étanchéité procurée par la membrane d’étanchéité 10, 10a, 10b est rompue, pour libérer cette surpression et l’évacuer vers le deuxième espace 22, ce qui permet d’équilibrer les pressions de part et d’autre de la membrane et donc de garantir une absence de déformation.
Selon le type de navire de transport 1 , ou plus précisément le type de cuve 3 que comporte le navire de transport 1, le dispositif de sécurité 12 est disposé en des lieux distincts, tout en assurant la fonction décrite ci-dessus dans l’ensemble des variantes de disposition et d’agencement du dispositif de sécurité 12 décrites ci-dessous.
Sur les figures 2 et 3, la cuve 3 comprend une membrane d’étanchéité unique 10 qui sépare et délimite le premier espace 21 par rapport au deuxième espace 22. Autrement dit, en partant de l’extérieur de la cuve 3 vers l’intérieur de la cuve 3, on rencontre le premier espace 21, qui forme une couche thermiquement isolante de l’espace principal 20, puis la membrane d’étanchéité unique 10, qui est prévue pour assurer une étanchéité parfaite entre le premier espace 21 et le deuxième espace 22, puis le deuxième espace 22 qui est constitué de l’espace principal 20 contenant le gaz naturel liquéfié. Le premier espace 21 comprend un massif isolant formé de panneaux thermiquement isolants.
Sur la figure 2, le dispositif de sécurité 12 équipe la membrane d’étanchéité unique 10. Autrement dit, le dispositif de sécurité 12 est ménagé directement sur la membrane d’étanchéité unique 10 et fait donc partie de cette membrane d’étanchéité unique 10. Le dispositif de sécurité est ici dans le plan d’une des parois qui constituent la membrane d’étanchéité.
Sur la figure 3, le dispositif de sécurité 12 équipe une première conduite 13a qui relie fluidiquement le premier espace 21 et le deuxième espace 22. Autrement dit, la première conduite 13a s’étend entre une première bouche d’admission 14a logée à l’intérieur du premier espace 21 et une première bouche d’évacuation 14b logée à l’intérieur du deuxième espace 22, et le dispositif de sécurité 12 équipe la première conduite 13a entre la première bouche d’admission 14a et la première bouche d’évacuation 14b. Dans un tel cas, le du dispositif de sécurité 12 peut être placé sur le pont du navire.
Sur les figures 4 à 7, la cuve 3 comprend une membrane primaire d’étanchéité 10a logée à distance d’une membrane secondaire d’étanchéité 10b. En partant de l’extérieur de la cuve 3 vers l’intérieur de la cuve 3, on rencontre une couche thermiquement isolante de l’espace principal 20, puis la membrane secondaire d’étanchéité 10b, puis une autre couche thermiquement isolante de l’espace principal 20, puis la membrane primaire d’étanchéité 10a délimitant l’espace principal 20 contenant le gaz naturel liquéfié.
La couche thermiquement isolante de l’espace principal 20, située entre la coque interne 6 et la membrane secondaire d’étanchéité 10b sera par la suite appelée couche thermiquement isolante secondaire 48 et l’autre couche thermiquement isolante située entre la membrane secondaire d’étanchéité 10b et la membrane primaire d’étanchéité 10a sera par la suite appelée couche thermiquement isolante primaire 49. Chaque couche comprend un massif isolant formé de panneaux thermiquement isolants.
Sur la figure 4, le dispositif de sécurité 12 équipe la membrane primaire d’étanchéité 10a. Autrement dit, le dispositif de sécurité 12 est ménagé directement sur la membrane primaire d’étanchéité 10a. Le dispositif de sécurité est ici dans le plan d’une des parois qui constituent la membrane primaire d’étanchéité 10a. Dans cet exemple, la membrane secondaire d’étanchéité 10b est dépourvue de dispositif de sécurité 12. Dans un tel cas, on comprend ainsi que le premier espace 21 est interposé entre la membrane secondaire d’étanchéité 10b et la membrane primaire d’étanchéité 10a. Le deuxième espace 22 est constitué de l’espace principal 20 contenant le gaz naturel liquéfié.
Sur la figure 5, le dispositif de sécurité 12 équipe la membrane secondaire d’étanchéité 10b. Autrement dit, le dispositif de sécurité 12 est ménagé directement sur la membrane secondaire d’étanchéité 10b. Le dispositif de sécurité est ici dans le plan d’une des parois qui constituent la membrane secondaire d’étanchéité 10b. Dans cet exemple, la membrane primaire d’étanchéité 10a est dépourvue de dispositif de sécurité 12.
Dans un tel cas, on comprend que le premier espace 21 est interposé entre la coque interne 6 et la membrane secondaire d’étanchéité 10b. Le deuxième espace 22 est constitué de l’espace situé entre la membrane secondaire d’étanchéité 10b et la membrane primaire d’étanchéité 10a.
Bien entendu, l’invention couvre le cas d’une cuve à double membranes comprenant à la fois un premier dispositif de sécurité 12 disposé sur la membrane primaire d’étanchéité 10a, cette dernière étant interposée entre l’espace principal 20 et la couche thermiquement isolante primaire 49, et un deuxième dispositif de sécurité 12 disposé sur la membrane secondaire d’étanchéité 10b, cette dernière étant interposée entre la couche thermiquement isolante primaire 49 et la couche thermiquement isolante secondaire 48.
Sur les figures 6 et 7, le dispositif de sécurité 12 équipe une deuxième conduite 13b qui relie fluidiquement des espaces adjacents, la deuxième conduite 13b s’étendant entre une deuxième bouche d’admission 15a et une deuxième bouche d’évacuation 15b, le dispositif de sécurité 12 équipant la deuxième conduite 13b entre la deuxième bouche d’admission 15a et la deuxième bouche d’évacuation 15b. Plus particulièrement sur la figure 6, la deuxième bouche d’admission 15a est disposée à l’intérieur du premier espace 21, formée par la couche thermiquement isolante secondaire et la deuxième bouche d’évacuation 15b est disposée à l’intérieur du deuxième espace 22, formée par la couche thermiquement isolante primaire. Dans cet exemple, il n’est pas prévu de dispositif de sécurité entre l’espace principal 20 et le deuxième espace 22.
Sur la figure 7, la deuxième bouche d’admission 15a est disposée à l’intérieur de la couche thermiquement isolante primaire 49 et la deuxième bouche d’évacuation 15b est logée à l’intérieur de l’espace principal 20. Dans cet exemple, il n’est pas prévu de dispositif de sécurité entre la couche thermiquement isolante primaire 49 et la couche thermiquement isolante secondaire 48.
L’invention couvre également le cas à d’une cuve à double membranes munie de deux dispositifs de sécurité 12 tel que représenté à la figure 6 et à la figure 7.
Sur les figures 8 et 9, une première forme de réalisation du dispositif de sécurité 12 est illustrée. Selon cette forme de réalisation, le dispositif de sécurité 12 comprend un dispositif de rupture 16 interposé entre une première bride 17a et une deuxième bride 17b reliées l’une à l’autre par des moyens d’assemblage 18. Les moyens d’assemblage sont par exemple des boulons.
Préférentiellement, le dispositif de rupture 16 comprend au moins un opercule 16a qui est apte à se rompre dès que la première pression PI excède la deuxième pression P2. A cet effet, la première bride 17a et la deuxième bride 17b délimitent conjointement un canal 19 qui s’étend entre un premier débouché 31 délimité par la première bride 17a et un deuxième débouché 32 délimité par la deuxième bride 17b. On comprend que le premier débouché 31 est prévu pour s’étendre à l’intérieur du premier espace 21 et que le deuxième débouché 32 est destiné à s’étendre à l’intérieur du deuxième espace 22, l’opercule 16a formant par exemple une partie de la membrane d’étanchéité. On note aussi que le canal 19 loge au moins partiellement l’opercule 16a et que les brides 17a, 17b sont démontables pour permettre de remplacer l’opercule 16a quand il est rompu et ainsi restaurer l’étanchéité entre le premier espace 21 et le deuxième espace 22. Sur les figures 10 à 15, une deuxième forme de réalisation du dispositif de sécurité 12 est illustrée, le dispositif de sécurité 12 comprenant une pluralité de plaques 19a, 19b, 19’, 19” soudées entre elles et ménagées selon des plans respectifs parallèles entre eux, voire confondus. Ces plaques font parties de la membrane d’étanchéité qui est équipée du dispositif de sécurité 12.
Les figures 10 à 15 comprennent chacune un schéma à gauche qui montre l’état de la membrane quand la deuxième pression P2 est supérieure à la première pression PI, c’est- à-dire lorsque le dispositif de sécurité 12 maintient l’étanchéité entre le premier espace 21 et le deuxième espace 22, et un schéma à droite qui montre l’état de la membrane quand la deuxième pression P2 est inférieure à la première pression PI, c’est-à-dire lorsque la membrane tend à se déformer en gonflant vers l’intérieur de la cuve. Un tel état est immédiatement antérieur à la mise en relation fluidique entre le volume du premier espace 21 et le volume du deuxième espace 22. Une fois cet état dépassé, le dispositif de sécurité 12 met en relation fluidique le premier espace 21 avec le deuxième espace 22, de manière à équilibrer les pressions entre ces espaces.
Selon une première variante de réalisation de cette forme de réalisation illustrée sur la figure 10, le dispositif de sécurité 12 comprend au moins une plaque centrale 19a et deux plaques latérales 19b, qui sont soudées sur la plaque centrale 19a par l’intermédiaire de soudures latérales 41b. Une soudure centrale 41a solidarise la plaque centrale 19a à une plaque de liaison 46 qui est elle solidaire du massif isolant du premier espace 21.
Dans les exemples illustrés aux figures 10 à 15, Les plaques latérales 19b sont dépourvues de liaison mécanique avec la plaque de liaison 46, de manière à autoriser leur mouvement.
On note que les deux plaques latérales 19b s’étendent dans un même plan. Une extrémité de chaque plaque latérale 19b chevauche localement la plaque centrale 19a, dans un état avant rupture du dispositif de sécurité 12. On note également que le massif isolant comprend une cavité ménagée dans son épaisseur et tournée vers l’espace principal. Cette cavité reçoit au moins la plaque de liaison 46 et la ou les plaques centrales 19a.
Le dispositif de sécurité 12 comprend un organe de rupture 44 qui prend ici la forme d’une soudure latérale 41b. En se déformant comme illustré sur le schéma de droite de la figure 10, la plaque latérale 19b pivote autour de la soudure latérale 41b sous l’effet du différentiel de pression entre le premier espace 21 et la deuxième espace 22, ce qui provoque une rupture de cette soudure latérale 41b. Un tel pivotement est facilité par le fait que la plaque centrale 19a est solidement attaché à la plaque de liaison 46 par la soudure centrale 41a.
Selon une deuxième variante de réalisation de cette forme de réalisation illustrée sur la figure 11, le dispositif de sécurité 12 comprend au moins deux plaques centrales 19a et deux plaques latérales 19b qui sont chacune soudées sur une plaque centrale 19a adjacente, par l’intermédiaire de soudures latérales 41b. Deux soudures centrales 41a lient chacune une plaque centrale 19a à la plaque de liaison 46 du massif isolant du premier espace 21.
Selon cet exemple de réalisation, les deux plaques latérales 19b s’étendent dans un même premier plan, tandis que les deux plaques centrales 19a s’étendent dans un même second plan, ce premier plan et ce second plan étant parallèle mais distinct dans un état avant rupture du dispositif de sécurité 12. On note que chaque plaque centrale 19a est reliée à la plaque de liaison 46 par des soudures centrales 41a disposées en vis-à-vis l’une de l’autre.
Le dispositif de sécurité 12 comprend l’organe de rupture 44 qui prend ici la forme d’une ou plusieurs soudures latérales 41b. En se déformant comme illustré sur le schéma de droite de la figure 11, la ou les plaques latérales 19b pivotent autour de la soudure latérale 41b sous l’effet du différentiel de pression entre le premier espace 21 et la deuxième espace 22, ce qui provoque une rupture de cette ou de ces soudures latérales 41b. Un tel pivotement est facilité par le fait que chaque plaque centrale 19a est individuellement et solidement attaché à la plaque de liaison 46 par des soudures centrales 41a.
Selon une troisième variante de réalisation de cette forme de réalisation illustrée sur la figure 12, le dispositif de sécurité 12 comprend une unique plaque centrale 19a et deux plaques latérales 19b, qui sont soudées sur la plaque centrale 19a par l’intermédiaire de soudures latérales 41b. Une soudure centrale 41 a solidarise l’unique plaque centrale 19a à la plaque de liaison 46 solidaire du massif isolant du premier espace 21. Chaque plaque latérale 19b est constituée de deux plaques élémentaires 19’ reliée l’une à l’autre par une plaque supérieure 19”. La plaque supérieure 19” est reliée à chacune des plaques élémentaires 19’ par l’intermédiaire de soudures supérieures référencées 41’. Ainsi, de part et d’autre de la plaque centrale 19a, une des plaques élémentaires 19’ est fixée à la plaque supérieure 19” par l’intermédiaire d’une soudure supérieure 41’ et à la plaque centrale 19a par l’intermédiaire d’une soudure latérale 41b.
Selon cet exemple de réalisation, les quatre plaques élémentaires 19’ s’étendent dans un même premier plan, tandis que les deux plaques supérieures 19” s’étendent dans un même troisième plan, ce premier plan et ce troisième plan étant parallèle mais distinct dans un état avant rupture du dispositif de sécurité 12. Le premier plan est ainsi interposé entre ce troisième plan et le second plan dans lequel s’étend l’unique plaque centrale 19a.
Une des plaques élémentaire 19’ comprend une soudure latérale 41b qui relie un bord de cette plaque élémentaire 19’ à la plaque centrale 19a et un bord opposé couvert par la plaque supérieure 19”. Cette plaque supérieure 19” comprend une première arête et cette dernière est reliée à une face de la plaque élémentaire 19’ par la soudure supérieure 41’.
Une autre des plaques élémentaires 19’ comprend un premier bord et un autre bord fixé à la plaque supérieure 19” par une soudure supérieure 41’, cette dernière s’étendant entre une deuxième arête de la plaque supérieure 19” et une surface de la plaque élémentaires 19’. Comme c’est le cas de la figure 10, l’unique plaque centrale 19a est reliée à la plaque de liaison 46 par une unique soudure centrale 41a.
Le dispositif de sécurité 12 comprend l’organe de rupture 44 qui prend ici la forme d’une ou plusieurs soudures latérales 41b et/ou d’une ou plusieurs soudures supérieures 41’, que celle-ci soit ménagée entre une plaque élémentaire 19’ et la plaque centrale 19a ou entre la plaque supérieure 19” et l’une et/ou l’autre des plaques élémentaires 19’ adjacentes à la plaque supérieure 19”.
En se déformant comme illustré sur le schéma de droite de la figure 12, chaque ensemble constitué par les plaques élémentaires 19’ et la plaque supérieure 19” pivote autour de sa soudure latérale 41b, reliant une plaque élémentaire 19’ à la plaque centrale 19a sous l’effet du différentiel de pression entre le premier espace 21 et la deuxième espace 22, ce qui provoque une rupture de cette ou de ces soudures latérales 41b et/ou de la ou des soudures supérieures 41’. Un tel pivotement est facilité par le fait que la plaque centrale 19a est solidement attachée à la plaque de liaison 46 par la soudure centrale 41a.
Selon une quatrième variante de réalisation de cette forme de réalisation illustrée sur la figure 13, chaque plaque latérale 19b est pourvue d’un amincissement ménagé sur une face supérieure 43 de la plaque latérale 19b, la face supérieure 43 étant la face de la plaque latérale 19b qui fait face au deuxième espace 22. Un tel amincissement local forme un organe de rupture 44 qui répond fonctionnellement au même critère que les soudures évoquées ci-dessus. Selon un exemple de réalisation, l’amincissement prend la forme d’une rainure 42.
On comprend qu’une telle rainure 42 constitue une zone de fragilité de matière qui peut rompre lors d’une déformation de la plaque latérale 19b tout comme l’une des soudures latérales 41b, comme illustré sur le schéma de droite de la figure 13.
En ce qui concerne la forme et la disposition de la plaque centrale 19a, des plaques latérales et des soudures, on se reportera à la description de la figure 10. Selon une cinquième variante de réalisation de cette forme de réalisation illustrée sur la figure 14, l’amincissement qui forme l’organe de rupture est ménagé sur une face inférieure 45 de la plaque latérale 19b, la face inférieure 45 étant la face de la plaque latérale 19b qui est placée en vis-à-vis du massif isolant. Ainsi, cette variante de réalisation diffère de la figure 13 uniquement par la localisation de l’amincissement.
On note aussi qu’une telle rainure 42, qu’elle soit ménagée sur la face supérieure 43 ou sur la face inférieure 45 de la paroi latérale 19b, est obtenue indifféremment par emboutissage ou par enlèvement de matière.
En ce qui concerne la forme et la disposition de la plaque centrale 19a, des plaques latérales et des soudures, on se reportera à la description de la figure 13.
Une sixième variante de réalisation est illustrée à la figure 15. Pour les éléments identiques, on se reportera à la description de la figure 12. Dans cet exemple, chaque plaque supérieure 19” est pourvue d’un amincissement, par exemple réalisé sous la forme d’une rainure 42 ménagée sur une face inférieure 47 de la plaque supérieure 19”, la face inférieure 47 étant la face de la plaque supérieure 19” qui est en vis-à-vis du massif isolant. On comprend qu’un tel amincissement constitue une zone de fragilité de matière qui rompt lors d’une déformation de la plaque latérale 19b.
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 d’éviter tout soufflage de la membrane, c’est-à-dire toute déformation des plaques qui la constituent en raison d’une erreur de manipulation lors des tests de résistance à la pression des espaces d’isolation d’une cuve de stockage et/ou de transport de GNL. Des variantes non décrites ici pourraient être mises en oeuvre sans sortir du contexte de l’invention, dès lors que, conformément à l’invention, elles comprennent un système de stockage et/ou de transport d’un gaz à l’état liquide qui comprend au moins une cuve et au moins un dispositif de sécurité destiné à protéger une membrane d’étanchéité d’une telle cuve.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de stockage et/ou de transport (30) d’un gaz à l’état liquide comprenant au moins une cuve (3) qui délimite un espace principal (20) destiné à contenir un gaz à l’état liquide et comprenant au moins un premier espace (21), un deuxième espace (22) et au moins une membrane d’étanchéité (10, 10a, 10b) interposée entre le premier espace (21) et le deuxième espace (22), le premier espace (21) étant constitutif d’un espace d’isolation thermique du deuxième espace (22), caractérisé en ce que le système de stockage et/ou de transport (30) comprend un dispositif de sécurité (12) qui maintient une étanchéité entre le premier espace (21) et le deuxième espace (22) quand une première pression (PI) régnant à l’intérieur du premier espace (21) est inférieure à une deuxième pression (P2) régnant à l’intérieur du deuxième espace (22), et en ce que le dispositif de sécurité (12) met en relation fluidique le premier espace (21) avec le deuxième espace (22) quand la première pression (PI) est supérieure à la deuxième pression (P2).
2. Système de stockage et/ou de transport (30) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif de sécurité (12) met en relation fluidique le premier espace (21) avec le deuxième espace (22) quand la première pression (PI) est supérieure à la deuxième pression (P2) d’une valeur au moins égale à 35 mbarg.
3. Système de stockage et/ou de transport (30) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel l’espace principal (20) constitue le deuxième espace (22), le premier espace (21) étant une couche thermiquement isolante entourant le deuxième espace (22).
4. Système de stockage et/ou de transport (30) selon la revendication 3, comprenant une deuxième couche thermiquement isolante qui entoure le premier espace (21).
5. Système de stockage et/ou de transport (30) selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le deuxième espace (22) est une première couche thermiquement isolante entourant l’espace principal (20), le premier espace (21) étant une deuxième couche thermiquement isolante entourant le deuxième espace (22).
6. Système de stockage et/ou de transport (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de sécurité (12) comprend une conduite (13a, 13b) reliant fluidiquement le premier espace (21) et le deuxième espace (22).
7. Système de stockage et/ou de transport (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de sécurité (12) comprend au moins un opercule (16a) qui est apte à se rompre dès que la première pression (PI) excède la deuxième pression (P2).
8. Système de stockage et/ou de transport (30) selon la revendication 7 dans lequel le dispositif de sécurité (12) comprend une première bride (17a) et une deuxième bride (17b) reliées l’une à l’autre par des moyens d’assemblage (18), l’opercule (16a) étant interposé entre la première bride (17a) et la deuxième bride (17b), la première bride (17a) et la deuxième bride (17b) délimitant conjointement un canal (19) qui loge au moins partiellement l’opercule (16a).
9. Système de stockage et/ou de transport (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de sécurité (12) comprend au moins une pluralité de plaques (19a, 19b, 19’, 19”) reliées les unes aux autres et formant au moins une partie de la membrane d’étanchéité, le dispositif de sécurité (12) comprenant au moins un organe de rupture (44) destiné à rompre l’étanchéité de la membrane d’étanchéité de façon à mettre en relation fluidique le premier espace (21) avec le deuxième espace (22).
10. Système de stockage et/ou de transport (30) selon la revendication 9, dans lequel la pluralité de plaques (19a, 19b, 19’, 19”) comprend au moins une plaque centrale (19a) et au moins deux plaques latérales (19b) soudées sur la plaque centrale (19a) par l’intermédiaire de soudures latérales (41b), l’organe de rupture (44) comprenant au moins une des soudures latérales (41b).
11. Système de stockage et/ou de transport (30) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel la pluralité de plaques (19a, 19b, 19’, 19”) comprend au moins une plaque centrale (19a) et au moins deux plaques latérales (19b) soudées sur la plaque centrale (19a) par l’intermédiaire de soudures latérales (41b), chaque plaque latérale (19b) étant constituée de deux plaques élémentaires (19’) reliées l’une à l’autre par une plaque supérieure (19”) par l’intermédiaire de soudures supérieures (41’), l’organe de rupture (44) comprenant au moins une des soudures supérieures (41’).
12. Système de stockage et/ou de transport (30) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l'organe de rupture (44) comprend au moins une zone d’amincissement (42) ménagée dans au moins une des plaques de la pluralité de plaques (19a, 19b, 19’, 19”).
13. Système de stockage et/ou de transport (30) selon la revendication 12, dans lequel la zone d’amincissement (42) comprend une rainure ménagée sur une face supérieure (43) et/ou sur une face inférieure (45) d’au moins une des plaques de la pluralité de plaques (19a, 19b, 19’, 19”).
14. Navire de transport (1) comprenant au moins un système de stockage et/ou de transport (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Procédé de sécurisation d’au moins une cuve (3) d’un navire de transport (1) mis en oeuvre par un système de stockage et/ou de transport (30) d’un gaz à l’état liquide selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le procédé de sécurisation comprend une étape de maintien d’une étanchéité entre le premier espace (21) et le deuxième espace (22) quand une première pression (PI) régnant à l’intérieur du premier espace (21) est inférieure à une deuxième pression (P2) régnant à l’intérieur du deuxième espace (22), et en ce que le procédé de sécurisation comprend une étape de mise en relation fluidique du premier espace (21) avec le deuxième espace (22) via le dispositif de sécurité (12) quand la première pression (PI) est supérieure à la deuxième pression (P2), par exemple d’une valeur au moins égale à 35 mbarg.
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