EP3559542B1 - Dispositif, système et procédé de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié - Google Patents

Dispositif, système et procédé de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié Download PDF

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EP3559542B1
EP3559542B1 EP17825592.3A EP17825592A EP3559542B1 EP 3559542 B1 EP3559542 B1 EP 3559542B1 EP 17825592 A EP17825592 A EP 17825592A EP 3559542 B1 EP3559542 B1 EP 3559542B1
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tank
boil
pressure
heat exchanger
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Definitions

  • the present invention relates to a device, system and method for regulating the pressure for a liquefied natural gas storage tank. It applies, in particular, to the field of transporting liquefied natural gas by a vehicle or to any mobile or stationary cryogenic storage tank, pressurized or non-pressurized.
  • LNG liquefied natural gas
  • Vaporized LNG is called “evaporative gas” (translated from English “boil-off gas”, abbreviated “BOG”). This evaporative gas is also called “gas sky” in an LNG tank. The temporal accumulation of evaporative gas causes an increase in pressure inside the tank as the LNG is transported.
  • the evaporating gas contained in the tank consisting of nitrogen and methane, is discharged into the atmosphere in order to avoid degrade the mechanical integrity of the tank.
  • the present invention aims to remedy all or part of these drawbacks.
  • the evaporating gas can be cooled and / or liquefied by a heat exchanger instead of being dispersed in the atmosphere when the pressure in the tank is too high. This makes it possible to keep the reservoir close to a predetermined pressure setpoint.
  • the evaporating gas acts as a hot body in the heat exchanger, the cold body being formed from liquid nitrogen, the flow rate of liquid nitrogen depending on the flow rate of the evaporating gas entering the heat exchanger. the exchanger and / or a temperature of the evaporating gas leaving the exchanger.
  • the device which is the subject of the present invention comprises an evaporation means configured to evaporate part of the liquid nitrogen in the tank so as to increase the pressure inside the tank to cause the flow. liquid nitrogen to the heat exchanger.
  • the device that is the subject of the present invention comprises an outlet for the liquid nitrogen evaporated into the atmosphere.
  • the device that is the subject of the present invention comprises, downstream of at least one overflow valve, a non-return valve.
  • the device that is the subject of the present invention comprises, downstream of the first overflow, a micro-compressor for the evaporating gas.
  • the micro-compressor makes it possible to ensure the flow of gas towards the storage volume up to the maximum storage pressure of this volume, that is to say the calibration pressure of the second regulator, P 2 .
  • the function of the storage volume is to temporarily store a volume of gas, making it possible to delay the use of the cold fluid and to limit intermittent or “plug” cooling of gas.
  • the device that is the subject of the present invention comprises an auxiliary heat exchanger, downstream of the heat exchanger, on the path traveled by the cold fluid, configured to vaporize the heated cold fluid in the heat exchanger. heat.
  • regulator is used to refer to a valve whose purpose is to reduce the pressure of a network to the intended working pressure of the system. Such a regulator is mounted in series between the pressure source and the user station. An upstream pressure regulator or regulator is intended to limit a pressure in a pipe in the event of pressure variations. It has the same function as a relief valve.
  • Such a regulator can be replaced by an assembly formed by a valve, a pressure sensor upstream of the valve and a pressure sensor downstream of the valve, the valve being activated when the pressure sensed is greater than the limit pressure value corresponding to the operating pressure of the equivalent overflow valve and when the pressure picked up downstream is less than the pressure picked up upstream of the valve.
  • cold fluid is used to refer to a fluid the temperature of which is lower than the temperature of liquefied natural gas at a given pressure and capable of partially or totally cooling or liquefying the gas evaporating liquefied natural gas.
  • the transfer line 105 is fixed, for example, by screwing in fixing plates positioned in contact with one another and provided with at least one thread for the passage of screws.
  • a seal is positioned between the two plates, this seal having an annular structure. This fixation can be undone.
  • This attachment is removable, which allows the device 100 to be removed from the reservoir 200.
  • the first regulator 110 is configured to let the evaporating gas pass when the pressure in the reservoir 200 is greater than the first predetermined limit value, P 1 .
  • This predetermined limit value is chosen so as never to exceed the maximum operating pressure for which the reservoir 200 has been dimensioned and varies according to the reservoir 200 to which the device 100 is attached.
  • This first predetermined limit value can be set during the manufacture of the device 100 or during the fixing of the device 100 to the reservoir 200 by an operator via a control interface of the first overflow device 110.
  • This control interface can be mechanical or digital and , depending on an interaction between the interface and the operator, varying the value of the first limit value.
  • the reservoir 200 preferably comprises a usual vent 201 for any gas capacity in order to avoid overpressures liable to damage the reservoir 200.
  • the first predetermined limit value is less than the activation value of the vent 201.
  • the exchanger 115 is, for example, a plate exchanger whose plate acts as a heat exchange medium between the hot evaporating gas and a cold fluid, such as liquid nitrogen or a liquefied inert gas.
  • the exchanger 115 is a tubular exchanger, or a plate exchanger or a coiled exchanger.
  • the exchanger 115 is dimensioned, and the cold fluid chosen, such that at a given flow rate of evaporation gas in the exchanger 115, the evaporation gas is liquefied at the outlet.
  • the fixing of the return pipe 120 is achieved, for example, by screwing fixing plates positioned in contact with one another and provided with at least one thread for the passage of screws.
  • a seal is positioned between the two plates, this seal having an annular structure. This fixation can be undone.
  • This attachment is removable, which allows the device 100 to be removed from the reservoir 200.
  • the cold fluid storage volume 135 is sized in order to have enough cold fluid to cool / liquefy the evaporating gas from the volume 125 and to guarantee the absence of emissions during the total duration of a trip from the tank 200 a minimum.
  • the second regulator 130 is configured to allow the evaporation gas contained in the storage volume 125 to pass through when the pressure in this volume 125 is greater than the second predetermined limit value P 2 .
  • This second predetermined limit value is chosen such that it is greater than the sum of the first predetermined limit value P 1 , of the pressure drop caused by the circulation of gas in the pipes, 105 and 120, of the pressure drop in l. heat exchanger 115.
  • this second predetermined limit value varies according to the reservoir 200 to which the device 100 is attached. A margin corresponding to the estimated pressure drop of the circuit must be added to this sum to guarantee a sufficient injection flow rate inside the circuit. tank 200.
  • the volume 125 preferably comprises a usual vent 126 for any gas capacity in order to avoid overpressures liable to damage the volume 125.
  • the second predetermined limit value is less than the activation value of the vent 126.
  • This second predetermined limit value can be set during the manufacture of the device 100 or during the fixing of the device 100 to the reservoir 200 by an operator via a control interface of the second overflow 130.
  • This control interface can be mechanical or digital and , depending on an interaction between the interface and the operator, varying the value of the second limit value.
  • this regulator is actuated as a function of an evaporating gas pressure measured downstream of the regulator 630, this pressure being representative of the pressure of the evaporating gas in the exchanger 115 or of the gas pressure in the tank 200.
  • the evaporating gas acts as a hot body in the heat exchanger, the cold body being formed of liquid nitrogen, the flow of liquid nitrogen depending on the flow of evaporating gas entering the exchanger 115 and / or a temperature of the evaporating gas at the outlet of the exchanger 115.
  • the device 100 comprises an evaporation means 145 configured to evaporate a portion of the liquid nitrogen in the tank 135 so as to increase the pressure inside the tank to cause the flow of liquid nitrogen towards the tank. 'heat exchanger.
  • the evaporation means 145 is formed, for example, of a pipe for extracting liquid nitrogen contained in the tank 135, of a heat exchanger with a hot fluid, relative to the liquid nitrogen, such as air or water or an electrical resistance for example, to vaporize the liquid nitrogen and a pipe for injecting the vaporized liquid nitrogen into the tank 135.
  • the device 100 comprises an outlet 150 for the liquid nitrogen evaporated into the atmosphere.
  • the device 100 comprises, downstream of at least one overflow valve, 110 and / or 130, a non-return valve, 155 and / or 160.
  • the device 100 comprises, downstream of the first overflow 110, a micro-compressor 165 for the evaporating gas.
  • This micro-compressor 165 can be equipped with a recycling pipe to ensure, at the inlet of the micro-compressor, a minimum flow rate allowing the implementation of said micro-compressor.
  • This micro-compressor is configured to bring the evaporating gas to a pressure between the activation pressure of the first regulator 110 and the activation pressure of the second regulator 130 or 630.
  • the device object of the present invention comprises, an auxiliary heat exchanger 116, downstream of the heat exchanger 115, on the path traveled by the cold fluid, configured to vaporize the cold fluid heated in the heat exchanger 115 .
  • the objective of the auxiliary heat exchanger 116 is to vaporize and heat the cold fluid residues at the outlet of the exchanger 115.
  • This method 400 is carried out, for example, by the implementation of the device 100 as described with reference to the figure 1 or device 600 as described with reference to figure 1 .

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
  • La présente invention vise un dispositif, système et procédé de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié. Elle s'applique, notamment, au domaine du transport de gaz naturel liquéfié par un véhicule ou à tout réservoir de stockage cryogénique mobile ou immobile, pressurisé ou non pressurisé.
    • ÉTAT DE LA TECHNIQUE
  • Aujourd'hui, le gaz naturel liquéfié (ci-après « GNL ») est transporté par voie routière en utilisant des réservoirs de stockage cryogéniques pressurisés. Au cours de cette phase de transport, le GNL se vaporise sous l'effet des entrées de chaleur tout au long de la paroi externe du réservoir.
  • On appelle le GNL vaporisé « gaz d'évaporation » (traduit de l'anglais « Boil-off gas », abrévié « BOG »). Ce gaz d'évaporation est également appelé « ciel gazeux » dans un réservoir de GNL. L'accumulation temporelle de gaz d'évaporation entraîne une augmentation de pression à l'intérieur du réservoir à mesure du transport du GNL.
  • En cas de dépassement d'une valeur seuil maximale de pression, pour laquelle le réservoir a été dimensionné, le gaz d'évaporation contenu dans le réservoir, constitué d'azote et de méthane, est rejeté dans l'atmosphère afin d'éviter de dégrader l'intégrité mécanique du réservoir.
  • Ces émissions sont dommageables pour l'environnement et posent un risque sécuritaire du fait du caractère inflammable du méthane.
  • On connait également les demandes de brevet US 2015/219391 , EP2 196 722 , US 2015/377550 , US 2014/123699 et FR2 841 963 .
    • OBJET DE L'INVENTION
  • La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
  • À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, qui comporte :
    • une conduite de transfert de gaz d'évaporation de gaz naturel liquéfié configurée pour être fixée à une sortie pour gaz d'évaporation du réservoir, cette conduite de transfert étant munie d'un premier déverseur activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une première valeur limite prédéterminée, dite « P1 »,
    • un échangeur de chaleur pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation, déversé depuis le réservoir,
    • entre la conduite de transfert et l'échangeur de chaleur :
      • un volume de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
      • entre le volume de stockage et l'échangeur de chaleur :
        • un deuxième déverseur configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, supérieure à la première valeur limite ou
        • un détendeur configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1 et
    • une conduite de retour de gaz d'évaporation liquéfié reliée à l'échangeur de chaleur, la conduite de retour étant configurée pour être fixée à une entrée pour gaz d'évaporation liquéfié du réservoir.
  • Grâce à ces dispositions, le gaz d'évaporation peut être refroidi et/ou liquéfié par un échangeur de chaleur au lieu d'être dispersé dans l'atmosphère lorsque la pression du réservoir est trop élevée. Ceci permet de garder le réservoir proche d'une valeur consigne de pression prédéterminée.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, entre la conduite de transfert et l'échangeur de chaleur :
    • un volume de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
    • entre le volume de stockage et l'échangeur de chaleur :
      • un deuxième déverseur configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, dite « P2 », supérieure à la première valeur limite P1 ou
      • un détendeur configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1.
  • Ces modes de réalisation permettent de liquéfier le gaz d'évaporation uniquement lorsque ce gaz d'évaporation à une température donné présente une condition de pression suffisamment élevée sans pour autant contraindre la pression dans le réservoir à atteindre un niveau susceptible d'endommager ce réservoir.
  • Dans des modes de réalisation, le gaz d'évaporation agit en tant que corps chaud dans l'échangeur de chaleur, le corps froid étant formé d'azote liquide, le débit d'azote liquide dépendant du débit de gaz d'évaporation entrant dans l'échangeur et/ou d'une température du gaz d'évaporation en sortie de l'échangeur.
  • Ces modes de réalisation permettent de relâcher l'azote évaporé dans l'atmosphère sans créer de gaz à effet de serre.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte :
    • une cuve de stockage d'azote liquide et
    • une vanne configurée pour alimenter l'échangeur de chaleur en azote liquide en fonction d'une valeur de débit de gaz d'évaporation captée et/ou d'une valeur de température du gaz d'évaporation captée en sortie d'échangeur, par un capteur en sortie du réservoir.
  • Ces modes de réalisation permettent de limiter l'alimentation de l'échangeur de chaleur aux seuls moments où du gaz d'évaporation est à refroidir et/ou liquéfier et avec un débit d'azote liquide suffisant pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen d'évaporation configuré pour évaporer une partie de l'azote liquide dans la cuve de manière à augmenter la pression à l'intérieur de la cuve pour provoquer l'écoulement de l'azote liquide vers l'échangeur de chaleur.
  • Ces modes de réalisation permettent de provoquer l'augmentation de la pression dans la cuve d'azote liquide sans introduction d'un fluide supplémentaire dans cette cuve.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une sortie de l'azote liquide évaporé dans l'atmosphère.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, en aval d'au moins un déverseur, un clapet anti-retour.
  • Ces modes de réalisation permettent d'éviter un écoulement inverse du gaz d'évaporation en cas de baisse de pression dans le réservoir.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, en aval du premier déverseur, un micro-compresseur du gaz d'évaporation.
  • Le micro-compresseur permet d'assurer l'écoulement du gaz vers le volume de stockage jusqu'à la pression maximale de stockage de ce volume, c'est-à-dire la pression de tarage du deuxième déverseur, P2. Le volume de stockage a pour fonction de stocker temporairement un volume de gaz, permettant de retarder l'usage du fluide froid et de limiter le refroidissement intermittent ou par « bouchon » de gaz.
  • Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un échangeur auxiliaire de chaleur, en aval de l'échangeur de chaleur, sur le chemin parcouru par le fluide froid, configuré pour vaporiser le fluide froid échauffé dans l'échangeur de chaleur.
  • Ces modes de réalisation permettent de garantir l'évaporation et le chauffage de la vapeur de fluide froid afin que cette vapeur, quand relâchée dans l'atmosphère, ne présente aucun risque de contact avec des opérateurs humains à proximité du dispositif.
  • Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un système de régulation de la pression à l'intérieur d'un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, qui comporte :
    • un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, comportant :
      • une sortie pour gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié et
      • une entrée pour gaz d'évaporation liquéfié et
    • un dispositif de régulation objet de la présente invention, dans lequel :
      • la conduite de transfert est fixée à la sortie du réservoir et
      • la conduite de retour est fixée à l'entrée du réservoir.
  • Les buts, avantages et caractéristiques particulières du système objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
  • Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, qui comporte :
    • une étape de comparaison entre la pression à l'intérieur du réservoir et une première valeur limite prédéterminée,
    • lorsque la pression à l'intérieur du réservoir est supérieure à la première valeur limite prédéterminée, dite « P1 » :
      • une étape de transfert de gaz d'évaporation de gaz naturel liquéfié sorti du réservoir,
      • une étape d'échange de chaleur pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation, transféré depuis le réservoir
      • entre l'étape de transfert et l'étape d'échange de chaleur :
        • une étape de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
        • entre l'étape de stockage temporaire et l'étape d'échange de chaleur :
          • une deuxième étape de transfert configuré pour être activée lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, supérieure à la première valeur limite ou
          • une étape de détente configurée pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1 et
      • une étape de retour de gaz d'évaporation liquéfié dans le réservoir.
  • Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
    • BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
  • D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du dispositif, du système et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif et du système objets de la présente invention,
    • la figure 2 représente, schématiquement et sous forme d'un logigramme, une succession d'étapes particulière du procédé objet de la présente invention et
    • la figure 3 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif et du système objets de la présente invention.
    DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
  • On note dès à présent que les figures ne sont pas à l'échelle.
  • On appelle « déverseur » un appareil de robinetterie dont le but est de diminuer la pression d'un réseau à la pression de travail visée du système. Un tel déverseur est monté en série entre la source de pression et le poste d'utilisation. Un déverseur ou réducteur de pression amont est destiné à limiter une pression dans une tuyauterie en cas de variations de pression. Il a la même fonction qu'une soupape de décharge.
  • Un tel déverseur peut être remplacé par un ensemble formé d'une vanne, d'un capteur de pression en amont de la vanne et d'un capteur de pression en aval de la vanne, la vanne étant activée lorsque la pression captée est supérieure à la valeur de pression limite correspondant à la pression opératoire du déverseur équivalent et lorsque la pression captée en aval est inférieure à la pression captée en amont de la vanne.
  • On appelle « fluide froid » un fluide dont la température est inférieure à la température du gaz naturel liquéfié à une pression donnée et susceptible de refroidir ou liquéfier partiellement ou totalement le gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié.
  • On observe, sur la figure 1, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 100 objet de la présente invention. Ce dispositif 100 de régulation de la pression pour un réservoir 200 de stockage de gaz naturel liquéfié, comporte :
    • une conduite 105 de transfert de gaz d'évaporation de gaz naturel liquéfié configurée pour être fixée à une sortie 205 pour gaz d'évaporation du réservoir, cette conduite de transfert étant munie d'un premier déverseur 110 activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une première valeur limite prédéterminée, dite « P1 »,
    • un échangeur 115 de chaleur pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation, déversé depuis le réservoir et
    • une conduite 120 de retour de gaz d'évaporation liquéfié reliée à l'échangeur de chaleur, la conduite de retour étant configurée pour être fixée à une entrée 210 pour gaz d'évaporation liquéfié du réservoir.
  • La fixation de la conduite de transfert 105 est réalisée, par exemple, par vissage de platines de fixation positionnées au contact l'une de l'autre et munies d'au moins un filetage pour le passage de vis. Dans des variantes, un joint d'étanchéité est positionné entre les deux platines, ce joint présentant une structure annulaire. Cette fixation peut être défaite. Cette fixation est amovible, ce qui permet un retrait du dispositif 100 du réservoir 200.
  • Cette conduite de transfert 105, et la fixation à la sortie 205, confèrent au dispositif 100 un caractère modulaire compatible avec tout type de réservoir 200.
  • Le premier déverseur 110 est configuré pour laisser passer le gaz d'évaporation quand la pression dans le réservoir 200 est supérieure à la première valeur limite prédéterminée, P1. Cette valeur limite prédéterminée est choisie de telle manière à ne jamais dépasser la pression maximale opératoire pour laquelle le réservoir 200 a été dimensionné et varie selon le réservoir 200 auquel est fixé le dispositif 100.
  • Cette première valeur limite prédéterminée peut être fixée lors de la fabrication du dispositif 100 ou lors de la fixation du dispositif 100 au réservoir 200 par un opérateur via une interface de commande du premier déverseur 110. Cette interface de commande peut-être mécanique ou numérique et, en fonction d'une interaction entre l'interface et l'opérateur, faire varier la valeur de la première valeur limite.
  • Le réservoir 200 comporte préférentiellement un évent 201 habituel pour toute capacité de gaz afin d'éviter les surpressions susceptibles d'endommager le réservoir 200. La première valeur limite prédéterminée est inférieure à la valeur d'activation de l'évent 201.
  • L'échangeur 115 est, par exemple, un échangeur à plaque dont la plaque agit comme médium d'échange de chaleur entre le gaz d'évaporation, chaud, et un fluide froid, tel de l'azote liquide ou un gaz inerte liquéfié.
  • Dans des variantes, l'échangeur 115 est un échangeur tubulaire, ou un échangeur à plaque ou un échangeur bobiné.
  • L'échangeur 115 est dimensionné, et le fluide froid choisi, de telle manière qu'à un débit donné de gaz d'évaporation dans l'échangeur 115, le gaz d'évaporation soit liquéfié en sortie.
  • La fixation de la conduite de retour 120 est réalisée, par exemple, par vissage de platines de fixation positionnées au contact l'une de l'autre et munies d'au moins un filetage pour le passage de vis. Dans des variantes, un joint d'étanchéité est positionné entre les deux platines, ce joint présentant une structure annulaire. Cette fixation peut être défaite. Cette fixation est amovible, ce qui permet un retrait du dispositif 100 du réservoir 200.
  • Cette conduite de retour 120, et la fixation à l'entrée 210, confèrent au dispositif 100 un caractère modulaire compatible avec tout type de réservoir 200.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figures 1 et 3, le dispositif, 100 ou 600, comporte, entre la conduite 105 de transfert et l'échangeur 115 de chaleur :
    • un volume 125 de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
    • entre le volume de stockage et l'échangeur de chaleur :
      • un deuxième déverseur 130 configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, dite « P2 », supérieure à la première valeur limite P1 ou
      • un détendeur 630 configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1.
  • Le volume 135 de stockage de fluide froid est dimensionné afin de disposer suffisamment de fluide froid pour refroidir/liquéfier le gaz d'évaporation issu du volume 125 et garantir l'absence d'émissions pendant la durée totale d'un trajet du réservoir 200 a minima.
  • Le deuxième déverseur 130 est configuré pour laisser passer le gaz d'évaporation contenu dans le volume 125 de stockage quand la pression dans ce volume 125 est supérieure à la deuxième valeur limite prédéterminée P2. Cette deuxième valeur limite prédéterminée est choisie de telle manière soit supérieure à la somme de la première valeur limite prédéterminée P1, de la perte de charge provoquée par la circulation de gaz dans les conduites, 105 et 120, de la perte de charge dans l'échangeur 115 thermique. Ainsi, cette deuxième valeur limite prédéterminée varie selon le réservoir 200 auquel est fixé le dispositif 100. Une marge, correspondant à la perte de charge estimée du circuit doit être ajoutée à cette somme pour garantir un débit d'injection suffisant à l'intérieur du réservoir 200.
  • Le volume 125 comporte préférentiellement un évent 126 habituel pour toute capacité de gaz afin d'éviter les surpressions susceptibles d'endommager le volume 125. La deuxième valeur limite prédéterminée est inférieure à la valeur d'activation de l'évent 126.
  • Cette deuxième valeur limite prédéterminée peut être fixée lors de la fabrication du dispositif 100 ou lors de la fixation du dispositif 100 au réservoir 200 par un opérateur via une interface de commande du deuxième déverseur 130. Cette interface de commande peut-être mécanique ou numérique et, en fonction d'une interaction entre l'interface et l'opérateur, faire varier la valeur de la deuxième valeur limite.
  • Lorsque le dispositif 600 comporte un détendeur 630, ce détendeur est actionné en fonction d'une pression de gaz d'évaporation mesurée en aval du détendeur 630, cette pression étant représentative de la pression du gaz d'évaporation dans l'échangeur 115 ou de la pression du gaz dans le réservoir 200.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 1, le gaz d'évaporation agit en tant que corps chaud dans l'échangeur de chaleur, le corps froid étant formé d'azote liquide, le débit d'azote liquide dépendant du débit de gaz d'évaporation entrant dans l'échangeur 115 et/ou d'une température du gaz d'évaporation en sortie de l'échangeur 115.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte :
    • une cuve 135 de stockage d'azote liquide et
    • une vanne 140 configurée pour alimenter l'échangeur 115 de chaleur en azote liquide en fonction d'une valeur de débit de gaz d'évaporation captée et/ou d'une valeur de température du gaz d'évaporation captée en sortie d'échangeur 115, par un capteur 141 en sortie du réservoir.
  • Cet asservissement peut être réalisé par l'adjonction, au dispositif 100, d'un capteur :
    • de débit de gaz d'évaporation en sortie du réservoir 125 et/ou
    • de débit de gaz d'évaporation entrant dans la conduite 105 et/ou
    • de pression du gaz d'évaporation dans le réservoir 125 et/ou
    • de température du gaz d'évaporation entrant dans la conduite 105 et/ou
    • de température du gaz d'évaporation quittant l'échangeur de chaleur 115.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte un moyen 145 d'évaporation configuré pour évaporer une partie de l'azote liquide dans la cuve 135 de manière à augmenter la pression à l'intérieur de la cuve pour provoquer l'écoulement de l'azote liquide vers l'échangeur de chaleur.
  • Le moyen d'évaporation 145 est formé, par exemple, d'une conduite d'extraction d'azote liquide contenu dans la cuve 135, d'un échangeur de chaleur avec un fluide chaud, par rapport à l'azote liquide, tel de l'air ou de l'eau ou une résistance électrique par exemple, pour vaporiser l'azote liquide et d'une conduite d'injection de l'azote liquide vaporisé dans la cuve 135.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte une sortie 150 de l'azote liquide évaporé dans l'atmosphère.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte, en aval d'au moins un déverseur, 110 et/ou 130, un clapet anti-retour, 155 et/ou 160.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 1, le dispositif 100 comporte, en aval du premier déverseur 110, un micro-compresseur 165 du gaz d'évaporation.
  • Ce micro-compresseur 165 peut être équipé d'une conduite de recyclage pour assurer, en entrée du micro-compresseur, un débit minimal permettant la mise en œuvre dudit micro-compresseur.
  • Ce micro-compresseur est configuré pour porter le gaz d'évaporation à une pression comprise entre la pression d'activation du premier déverseur 110 et la pression d'activation du deuxième déverseur 130 ou 630.
  • Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 3, le dispositif objet de la présente invention comporte, un échangeur 116 auxiliaire de chaleur, en aval de l'échangeur 115 de chaleur, sur le chemin parcouru par le fluide froid, configuré pour vaporiser le fluide froid échauffé dans l'échangeur 115 de chaleur.
  • L'échangeur auxiliaire 116 de chaleur a pour objectif de vaporiser et d'échauffer les résidus de fluide froid en sortie de l'échangeur 115.
  • On observe, également en figure 1, un mode de réalisation particulier du système 300 objet de la présente invention. Ce système 300 de régulation de la pression à l'intérieur d'un réservoir 200 de stockage de gaz naturel liquéfié, comporte :
    • un réservoir 200 de stockage de gaz naturel liquéfié, comportant :
      • une sortie 205 pour gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié et
      • une entrée 210 pour gaz d'évaporation liquéfié et
    • un dispositif 100 de régulation tel que décrit en regard dans la figure 1, dans lequel :
      • la conduite 105 de transfert est fixée à la sortie du réservoir et
      • la conduire 120 de retour est fixée à l'entrée du réservoir.
  • On observe, en figure 2, sous forme d'un logigramme, une succession d'étapes particulière du procédé 400 objet de la présente invention. Ce procédé 400 de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, comporte :
    • une étape 405 de comparaison entre la pression à l'intérieur du réservoir et une première valeur limite prédéterminée,
    • lorsque la pression à l'intérieur du réservoir est supérieure à la première valeur limite prédéterminée, dite « P1 » :
      • une étape 410 de transfert de gaz d'évaporation de gaz naturel liquéfié sorti du réservoir,
      • une étape 415 d'échange de chaleur pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation, transféré depuis le réservoir,
      • entre l'étape de transfert et l'étape d'échange de chaleur :
        • une étape 411 de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
        • entre l'étape de stockage temporaire et l'étape d'échange de chaleur :
        • une deuxième étape 412 de transfert configuré pour être activée lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, supérieure à la première valeur limite ou
        • une étape de détente 413 configurée pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1 et
      • une étape 420 de retour de gaz d'évaporation liquéfié dans le réservoir.
  • Ce procédé 400 est réalisé, par exemple, par la mise en œuvre du dispositif 100 tel que décrit en regard de la figure 1 ou du dispositif 600 tel que décrit en regard de la figure 1.

Claims (10)

  1. Dispositif (100) de régulation de la pression pour un réservoir (200) de stockage de gaz naturel liquéfié, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - une conduite (105) de transfert de gaz d'évaporation de gaz naturel liquéfié configurée pour être fixée à une sortie (205) pour gaz d'évaporation du réservoir, cette conduite de transfert étant munie d'un premier déverseur (110) activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une première valeur limite prédéterminée, dite « P1 »,
    - un échangeur (115) de chaleur pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation, déversé depuis le réservoir,
    - une conduite (120) de retour de gaz d'évaporation liquéfié reliée à l'échangeur de chaleur, la conduite de retour étant configurée pour être fixée à une entrée (210) pour gaz d'évaporation liquéfié du réservoir,
    caractérisé ce que le dispositif comporte entre la conduite (105) de transfert et l'échangeur (115) de chaleur :
    - un volume (125) de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
    - entre le volume de stockage et l'échangeur de chaleur :
    - un deuxième déverseur (130) configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, supérieure à la première valeur limite ou
    - un détendeur (630) configuré pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1
  2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel le gaz d'évaporation agit en tant que corps chaud dans l'échangeur de chaleur, le corps froid étant formé d'azote liquide, le débit d'azote liquide dépendant du débit de gaz d'évaporation entrant dans l'échangeur (115) ou d'une température de sortie du gaz d'évaporation en sortie de l'échangeur.
  3. Dispositif (100) selon la revendication 2, qui comporte :
    - une cuve (135) de stockage d'azote liquide et
    - une vanne (140) configurée pour alimenter l'échangeur de chaleur en azote liquide en fonction d'une valeur de débit de gaz d'évaporation capté et/ou d'une valeur de température du gaz d'évaporation captée en sortie d'échangeur, par un capteur (141) en sortie du réservoir.
  4. Dispositif (100) selon l'une des revendications 2 ou 3, qui comporte un moyen (145) d'évaporation configuré pour évaporer une partie de l'azote liquide dans la cuve (135) de manière à augmenter la pression à l'intérieur de la cuve pour provoquer l'écoulement de l'azote liquide vers l'échangeur de chaleur.
  5. Dispositif (100) selon l'une des revendications 2 à 4, qui comporte une sortie (150) de l'azote liquide évaporé dans l'atmosphère.
  6. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 5, qui comporte, en aval d'au moins un déverseur (110, 130), un clapet anti-retour (155, 160).
  7. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 6, qui comporte, en aval du premier déverseur (110), un micro-compresseur (165) du gaz d'évaporation.
  8. Dispositif (100) selon l'une des revendications 1 à 7, qui comporte un échangeur (116) auxiliaire de chaleur, en aval de l'échangeur (115) de chaleur, sur le chemin parcouru par le fluide froid, configuré pour vaporiser le fluide froid échauffé dans l'échangeur (115) de chaleur.
  9. Système (300, 500) de régulation de la pression à l'intérieur d'un réservoir (200) de stockage de gaz naturel liquéfié, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, comportant :
    - une sortie (205) pour gaz d'évaporation du gaz naturel liquéfié et
    - une entrée (210) pour gaz d'évaporation liquéfié et
    - un dispositif (100) de régulation selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel :
    - la conduite (105) de transfert est fixée à la sortie du réservoir et
    - la conduire (120) de retour est fixée à l'entrée du réservoir.
  10. Procédé (400) de régulation de la pression pour un réservoir de stockage de gaz naturel liquéfié, caractérisé en ce qu'il comporte :
    - une étape (405) de comparaison entre la pression à l'intérieur du réservoir et une première valeur limite prédéterminée, dite « P1 »,
    - lorsque la pression à l'intérieur du réservoir est supérieure à la première valeur limite prédéterminée :
    - une étape (410) de transfert de gaz d'évaporation de gaz naturel liquéfié sorti du réservoir,
    - une étape (415) d'échange de chaleur pour refroidir et/ou liquéfier le gaz d'évaporation, transféré depuis le réservoir,
    - une étape (420) de retour de gaz d'évaporation liquéfié dans le réservoir,
    caractérisé en ce que le procédé comporte entre l'étape de transfert et l'étape d'échange de chaleur :
    - une étape (411) de stockage temporaire du gaz d'évaporation et
    - entre l'étape de stockage temporaire et l'étape d'échange de chaleur :
    - une deuxième étape (412) de transfert configuré pour être activée lorsque la pression du gaz d'évaporation dans le réservoir est supérieure à une deuxième valeur limite prédéterminée, supérieure à la première valeur limite ou
    - une étape de détente (413) configurée pour être activé lorsque la pression du gaz d'évaporation au niveau de l'échangeur et/ou du réservoir est inférieure à une troisième valeur limite prédéterminée, dite « P3 », P3 étant inférieure à P1
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