FR3115092A1 - Watertight and thermally insulated tank - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une paroi (1) d’une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié comportant au moins une barrière thermiquement isolante (6) et une membrane étanche (8) qui est ancrée à ladite barrière thermiquement isolante (6) et est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, la barrière thermiquement isolante (6) comportant des panneaux isolants (7) qui sont juxtaposés les uns aux autres selon des rangées et colonnes parallèles les unes aux autres, chaque panneau isolant (7) comportant une face interne supportant la membrane étanche (8) et étant relié aux panneaux isolants (7) adjacents au moyen d’éléments de pontage (26), chaque élément de pontage (26) étant disposé à cheval entre deux des panneaux isolants (7) adjacents et étant fixé dans un décrochement (25) ménagé dans un bord de la face interne de l’un des deux panneaux isolants (7) adjacents et dans un décrochement (25) ménagé dans un bord de la face interne de l’autre des deux panneaux isolants (7) adjacents. Figure à publier : 2 The invention relates to a wall (1) of a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas comprising at least one thermally insulating barrier (6) and a sealing membrane (8) which is anchored to said thermally insulating barrier ( 6) and is intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank, the thermally insulating barrier (6) comprising insulating panels (7) which are juxtaposed to each other in rows and columns parallel to each other, each insulating panel (7) comprising an internal face supporting the waterproof membrane (8) and being connected to the adjacent insulating panels (7) by means of bridging elements (26), each bridging element (26) being arranged astride two of the adjacent insulating panels (7) and being fixed in a recess (25) formed in an edge of the internal face of one of the two adjacent insulating panels (7) and in a recess (25) formed in an edge of the internal face of the other s two adjacent insulating panels (7). Figure to be published: 2
Description
L’invention concerne le domaine des cuves, étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport d’un gaz liquéfié, telles que des cuves pour le transport de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant par exemple une température comprise entre -50°C et 0°C, ou pour le transport de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à environ -163°C à pression atmosphérique.The invention relates to the field of sealed and thermally insulating tanks for the storage and/or transport of a liquefied gas, such as tanks for the transport of Liquefied Petroleum Gas (also called LPG) having for example a temperature between between -50°C and 0°C, or for transporting Liquefied Natural Gas (LNG) at approximately -163°C at atmospheric pressure.
Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur une structure flottante. Dans le cas d’une structure flottante, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant.These tanks can be installed on land or on a floating structure. In the case of a floating structure, the tank may be intended for the transport of liquefied gas or to receive liquefied gas used as fuel for the propulsion of the floating structure.
Arrière-plan technologiqueTechnology background
On connaît dans l’état de la technique une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi de cuve retenue sur une structure porteuse, la paroi de cuve incluant, dans le sens de l’épaisseur depuis l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire retenue sur la structure porteuse, une membrane étanche secondaire retenue sur la barrière thermiquement isolante secondaire, une barrière thermiquement isolante primaire retenue sur la membrane étanche secondaire et une membrane étanche primaire ondulée retenue sur la barrière thermiquement isolante primaire. Une telle cuve étanche et thermiquement isolante peut notamment être utilisée dans le transport de gaz liquéfié, tels que du gaz naturel liquéfié (GNL), notamment à bord d’une structure flottante, telle qu’un navire.Known in the state of the art is a sealed and thermally insulating vessel comprising a vessel wall retained on a supporting structure, the vessel wall including, in the direction of the thickness from the outside towards the inside of the vessel , a secondary thermally insulating barrier retained on the supporting structure, a secondary waterproof membrane retained on the secondary thermally insulating barrier, a primary thermally insulating barrier retained on the secondary waterproof membrane and a corrugated primary waterproof membrane retained on the primary thermally insulating barrier. Such a sealed and thermally insulating tank can in particular be used in the transport of liquefied gas, such as liquefied natural gas (LNG), in particular on board a floating structure, such as a ship.
Il est connu de réaliser la membrane étanche primaire par l’assemblage d’une pluralité de tôles qui présentent des ondulations, avantageusement perpendiculaires les unes aux autres. Les ondulations confèrent à la membrane étanche primaire une flexibilité lui permettant de se déformer sous l’effet des sollicitations thermiques et mécaniques et notamment celles générées par le gaz liquéfié stocké dans la cuve et celles-liées à la déformation de la structure porteuse. La membrane étanche primaire est ancrée sur les panneaux isolants de la barrière thermiquement isolante primaire.It is known to produce the primary waterproof membrane by assembling a plurality of sheets which have undulations, advantageously perpendicular to each other. The corrugations give the primary sealed membrane a flexibility allowing it to deform under the effect of thermal and mechanical stresses and in particular those generated by the liquefied gas stored in the tank and those related to the deformation of the supporting structure. The primary waterproof membrane is anchored to the insulating panels of the primary thermally insulating barrier.
La demanderesse a constaté que dans une cuve du type précité, les ondulations de la membrane étanche primaire n’étaient pas sollicitées de manière uniforme. En particulier, dans la mesure où la barrière thermiquement isolante primaire est discontinue, c’est-à-dire qu’elle est constituée de panneaux isolants juxtaposés les uns aux autres, son comportement n’est pas homogène lorsque la structure porteuse se déforme sous l’effet généré par la houle et/ou sous l’effet des sollicitations thermiques et mécaniques générées par le gaz liquéfié stocké dans la cuve. Ainsi, la demanderesse a constaté que les ondulations qui sont disposées dans une zone à cheval entre un premier élément d’ancrage fixé à un premier panneau isolant et un deuxième élément d’ancrage fixé à un deuxième panneau isolant sont sollicitées de manière plus importantes que les autres. Or, il est important, d’assurer que les contraintes soient réparties le plus uniformément possible entre les ondulations de la membrane étanche primaire, notamment en vue d’optimiser la durée de vie de la membrane étanche primaire.The applicant has found that in a tank of the aforementioned type, the undulations of the primary sealed membrane were not stressed uniformly. In particular, insofar as the primary thermally insulating barrier is discontinuous, that is to say that it consists of insulating panels juxtaposed to each other, its behavior is not homogeneous when the load-bearing structure deforms under the effect generated by the swell and/or under the effect of the thermal and mechanical stresses generated by the liquefied gas stored in the tank. Thus, the applicant has found that the corrugations which are arranged in a zone straddling between a first anchoring element fixed to a first insulating panel and a second anchoring element fixed to a second insulating panel are stressed in a greater way than others. However, it is important to ensure that the stresses are distributed as evenly as possible between the undulations of the primary waterproof membrane, in particular with a view to optimizing the life of the primary waterproof membrane.
RésuméSummary
Une idée à la base de l’invention est de proposer une cuve étanche et thermiquement isolante dans laquelle les contraintes subies par la membrane étanche primaire sont plus uniformément réparties.One idea underlying the invention is to provide a sealed and thermally insulating tank in which the stresses undergone by the primary sealed membrane are more evenly distributed.
Selon un mode de réalisation, l’invention vise une paroi d’une cuve étanche et thermiquement isolante de stockage d’un gaz liquéfié comportant au moins une barrière thermiquement isolante et une membrane étanche qui est ancrée à ladite barrière thermiquement isolante et est destinée à être en contact avec le gaz liquéfié contenu dans la cuve, la barrière thermiquement isolante comportant des panneaux isolants qui sont juxtaposés les uns aux autres selon des rangées et colonnes parallèles les unes aux autres, chaque panneau isolant comportant une face interne supportant la membrane étanche et étant relié aux panneaux isolants adjacents au moyen d’éléments de pontage, chaque élément de pontage étant disposé à cheval entre deux des panneaux isolants adjacents et étant fixé à la face interne de l’un des deux panneaux isolants adjacents et à la face interne de l’autre des deux panneaux isolants adjacents, les panneaux isolants comportant des fentes de relaxation qui sont chacune ménagées selon une direction d’épaisseur de la paroi, chaque élément de pontage étant fixé à l’un des panneaux isolants entre un bord dudit panneau isolant et une fente de relaxation qui est adjacente et parallèle audit bord.According to one embodiment, the invention relates to a wall of a sealed and thermally insulating tank for storing a liquefied gas comprising at least one thermally insulating barrier and a sealed membrane which is anchored to said thermally insulating barrier and is intended to be in contact with the liquefied gas contained in the tank, the thermally insulating barrier comprising insulating panels which are juxtaposed to each other in rows and columns parallel to each other, each insulating panel comprising an internal face supporting the sealed membrane and being connected to the adjacent insulating panels by means of bridging elements, each bridging element being arranged astride two of the adjacent insulating panels and being fixed to the internal face of one of the two adjacent insulating panels and to the internal face of the other of the two adjacent insulating panels, the insulating panels comprising relaxation slots which are each formed along a thickness direction of the wall, each bridging element being fixed to one of the insulating panels between an edge of said insulating panel and a relaxation slot which is adjacent and parallel to said edge.
Ainsi, les éléments de pontage assurent une fonction de raccord mécanique entre les panneaux isolants qui limite ou empêche leur écartement mutuel dans un plan parallèle à la surface des panneaux isolants.Thus, the bridging elements provide a mechanical coupling function between the insulating panels which limits or prevents their mutual separation in a plane parallel to the surface of the insulating panels.
De manière avantageuse, pour empêcher que les panneaux isolants ne s’écartent les uns des autres, les panneaux isolants doivent pouvoir se déformer et leur raideur doit, par conséquent, être inférieure à celle des éléments qui imposent la déformation, à savoir les éléments de pontage. Or, grâce aux fentes de relaxation, la raideur des panneaux isolants est inférieure à celle des éléments de pontage. Ainsi, les éléments de pontage imposent les déformations des panneaux isolants. Les caractéristiques précitées contribuent ainsi à répartir de manière plus homogène la déformation de la structure porteuse sur la barrière thermiquement isolante primaire. Les ondulations de la membrane étanche sont donc sollicitées de manière plus homogène.Advantageously, to prevent the insulating panels from moving apart from each other, the insulating panels must be able to deform and their stiffness must therefore be less than that of the elements which impose the deformation, namely the elements of bridging. However, thanks to the relaxation slots, the stiffness of the insulating panels is less than that of the bridging elements. Thus, the bridging elements impose the deformations of the insulating panels. The aforementioned characteristics thus contribute to distributing more evenly the deformation of the load-bearing structure over the primary thermally insulating barrier. The corrugations of the waterproof membrane are therefore stressed more evenly.
Selon des modes de réalisation, une telle paroi de cuve peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.According to embodiments, such a vessel wall may comprise one or more of the following characteristics.
Selon un mode de réalisation, les éléments de pontage sont des plaques métalliques. Ceci permet d’assurer un raccord mécanique robuste entre les panneaux isolants et ainsi d’imposer une déformation aux panneaux.According to one embodiment, the bridging elements are metal plates. This ensures a robust mechanical connection between the insulating panels and thus imposes deformation on the panels.
Selon un mode de réalisation, chaque élément de pontage est fixé dans un décrochement ménagé dans la face interne de l’un des deux panneaux isolants adjacents et dans un décrochement ménagé dans la face interne de l’autre des deux panneaux isolants adjacents.According to one embodiment, each bridging element is fixed in a recess formed in the internal face of one of the two adjacent insulating panels and in a recess formed in the internal face of the other of the two adjacent insulating panels.
Selon un mode de réalisation, chaque décrochement est disposé entre un bord de l’un des panneaux isolants et l’une des fentes de relaxation qui est adjacente et parallèle audit bord.According to one embodiment, each recess is arranged between an edge of one of the insulating panels and one of the relaxation slots which is adjacent and parallel to said edge.
Selon un mode de réalisation, chaque plaque métallique est soudée sur deux platines métalliques qui sont respectivement fixées dans l’un des décrochements de l’un et l’autre des deux panneaux isolants adjacents. Ainsi, la fixation des éléments de pontage est simple puisque les platines métalliques peuvent être fixées en atelier sur les éléments isolants, les éléments de pontage pouvant alors être fixés, lors de l’assemblage de la cuve, au moyen d’équipements de soudage qui sont nécessairement présents dans la cuve, notamment afin de souder les tôles de la membrane étanche les unes aux autres, et dont le fonctionnement est maîtrisé par les opérateurs chargés de la fabrication de la cuve.According to one embodiment, each metal plate is welded to two metal plates which are respectively fixed in one of the recesses of one and the other of the two adjacent insulating panels. Thus, the fixing of the bridging elements is simple since the metal plates can be fixed in the workshop on the insulating elements, the bridging elements then being able to be fixed, during assembly of the vessel, by means of welding equipment which are necessarily present in the tank, in particular in order to weld the sheets of the sealed membrane to each other, and whose operation is mastered by the operators responsible for manufacturing the tank.
Selon un autre mode de réalisation, chaque plaque métallique est rivetée dans l’un des décrochements de l’un et l’autre des deux panneaux isolants adjacents. Ceci assure également une fixation simple des éléments de pontage.According to another embodiment, each metal plate is riveted in one of the recesses of one and the other of the two adjacent insulating panels. This also ensures easy fixing of the bridging elements.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche est soudée sur au moins certaines des plaques métalliques. Ainsi, les éléments de pontage assurent une double fonctionnalité à savoir d’une part, assurer une fonction de raccord mécanique entre les panneaux isolants, et, d’autre part, assurer l’ancrage de la membrane étanche sur la barrière thermiquement isolante.According to one embodiment, the waterproof membrane is welded to at least some of the metal plates. Thus, the bridging elements provide a dual functionality, namely, on the one hand, providing a mechanical connection function between the insulating panels, and, on the other hand, ensuring the anchoring of the waterproof membrane on the thermally insulating barrier.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche comporte des tôles métalliques, chaque tôle métallique comportant des bords qui sont disposés au droit d’au moins certaines des plaques métalliques et forment chacun un bord recouvrant ou un bord recouvert soudé respectivement à un bord recouvert ou un bord recouvrant d’une tôle métallique adjacente, chaque bord recouvert étant en outre soudé à au moins l’une des plaques métalliques au droit desquelles ledit bord recouvert se situe.According to one embodiment, the waterproof membrane comprises metal sheets, each metal sheet comprising edges which are arranged in line with at least some of the metal plates and each form a covering edge or a covered edge welded respectively to a covered edge or a covering edge of an adjacent metal sheet, each covered edge being further welded to at least one of the metal plates to the right of which said covered edge is located.
Selon un mode de réalisation, les panneaux isolants présentent une forme parallélépipédique et présentent deux premiers bords parallèles à une première direction et deux deuxièmes bords parallèles à une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, les tôles métalliques présentant deux premiers bords parallèles à la première direction et présentant une dimension égale ou valant un multiple entier de celle des premiers bords des panneaux isolants et deux deuxièmes bords parallèles à la deuxième direction et présentant une dimension égale ou valant un multiple entier de celle des deuxièmes bords des panneaux isolants, les premiers bords des tôles métalliques longeant au moins certains des deux premiers bords des panneaux isolants de manière à se situer au droit de certaines des plaques métalliques et les deuxièmes bords des tôles métalliques longeant au moins certains des deuxièmes bords des panneaux isolants de manière à se situer au droit de certaines des plaques métalliques.According to one embodiment, the insulating panels have a parallelepipedic shape and have two first edges parallel to a first direction and two second edges parallel to a second direction perpendicular to the first direction, the metal sheets having two first edges parallel to the first direction and having a dimension equal to or equal to an integer multiple of that of the first edges of the insulating panels and two second edges parallel to the second direction and having a dimension equal to or equal to an integer multiple of that of the second edges of the insulating panels, the first edges of the metal sheets along at least some of the first two edges of the insulating panels so as to be located at the right of some of the metal plates and the second edges of the metal sheets along at least some of the second edges of the insulating panels so as to be located at the right of some of the metal plates ues.
Selon un mode de réalisation, les deux premiers bords des tôles métalliques présentent une dimension valant un multiple entier des premiers bords des panneaux isolants de sorte que les tôles métalliques recouvrent intégralement certaines des plaques métalliques, les tôles métalliques étant soudées par une soudure par bouchon ou par une soudure par transparence auxdites plaques métalliques intégralement recouvertes.According to one embodiment, the first two edges of the metal sheets have a dimension equal to an integer multiple of the first edges of the insulating panels so that the metal sheets completely cover some of the metal plates, the metal sheets being welded by a plug weld or by a weld by transparency to said fully covered metal plates.
Selon un mode de réalisation, les éléments de pontage affleurent la surface interne des panneaux isolants de manière à assurer une continuité du support de la membrane étanche.According to one embodiment, the bridging elements are flush with the internal surface of the insulating panels so as to ensure continuity of the support of the waterproof membrane.
Selon un autre mode de réalisation, les éléments de pontage font saillie, en direction de la membrane étanche, au-delà de la surface interne des panneaux isolants, avantageusement d’une dimension inférieure à 3 mm et par exemple comprise entre 1,2 et 3 mm.According to another embodiment, the bridging elements protrude, in the direction of the waterproof membrane, beyond the internal surface of the insulating panels, advantageously by a dimension less than 3 mm and for example between 1.2 and 3mm.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche comporte deux séries d’ondulations perpendiculaires l’une à l’autre.According to one embodiment, the waterproof membrane comprises two series of corrugations perpendicular to each other.
Selon un mode de réalisation, les fentes de relaxation des panneaux isolants sont ménagées en regard de chacune des ondulations des deux séries d’ondulations de la membrane étanche. De telles fentes de relaxation permettent de diminuer la raideur des panneaux isolants de sorte que les éléments de pontage imposent les déformations aux panneaux isolants et que la barrière thermiquement isolante se déforme de manière plus homogène.According to one embodiment, the relaxation slots of the insulating panels are provided opposite each of the corrugations of the two series of corrugations of the waterproof membrane. Such relaxation slots make it possible to reduce the stiffness of the insulating panels so that the bridging elements impose the deformations on the insulating panels and the thermally insulating barrier deforms more homogeneously.
Selon un mode de réalisation, les panneaux isolants présentent des fentes de relaxation dont le nombre et la profondeur sont telles que lesdits panneaux isolants présentent des raideurs en traction selon une première et une deuxième directions orthogonales à la direction d’épaisseur de la paroi et respectivement parallèles aux rangées et aux colonnes de panneaux isolants qui sont respectivement inférieures, et avantageusement plus de 3 fois inférieures, aux raideurs de l’élément de pontage selon la première et la deuxième directions.According to one embodiment, the insulating panels have relaxation slots, the number and depth of which are such that said insulating panels have tensile stiffnesses along a first and a second direction orthogonal to the thickness direction of the wall and respectively parallel to the rows and to the columns of insulating panels which are respectively lower, and advantageously more than 3 times lower, than the stiffnesses of the bridging element according to the first and second directions.
Selon un mode de réalisation avantageux, on définit la profondeur des fentes de manière obtenir une ouverture des différentes fentes, sous l’effet de la déformation de la structure porteuse, la plus uniforme et obtenir ainsi des déformations les plus uniformes possibles des ondulation.According to an advantageous embodiment, the depth of the slots is defined so as to obtain the most uniform opening of the various slots, under the effect of the deformation of the supporting structure, and thus obtain the most uniform possible deformations of the undulations.
Selon un mode de réalisation, les fentes de relaxation présentent une profondeur selon la direction d’épaisseur de la paroi qui est supérieure à 60 mm.According to one embodiment, the relaxation slots have a depth in the thickness direction of the wall which is greater than 60 mm.
Selon un mode de réalisation, les panneaux isolants présentent chacun une première série de fentes de relaxation, par exemple trois, qui sont ménagées dans la face interne dudit panneau isolant et parallèles à deux premiers bords opposés dudit panneau isolant et une deuxième série de fentes de relaxation, par exemple trois, qui sont ménagées dans la face interne dudit panneau isolant et parallèles à deux deuxièmes bords opposés dudit panneau isolant.According to one embodiment, the insulating panels each have a first series of relaxation slots, for example three, which are formed in the internal face of said insulating panel and parallel to two first opposite edges of said insulating panel and a second series of relaxation slots. relaxation, for example three, which are formed in the inner face of said insulating panel and parallel to two opposite second edges of said insulating panel.
Selon un mode de réalisation, lesdites fentes de relaxation ont une profondeur comprise entre 80 et 150 mm et de préférence entre 115 et 150 mm selon la direction d’épaisseur de la paroi.According to one embodiment, said relaxation slots have a depth comprised between 80 and 150 mm and preferably between 115 and 150 mm according to the thickness direction of the wall.
Selon un mode de réalisation, au moins l’une des deux séries de fentes de relaxation présente au moins une fente de relaxation centrale et deux fentes de relaxation de bord qui s’étendent de part et d’autre de la fente de relaxation centrale, la fente de relaxation centrale présentant une profondeur supérieure à celle de chacune des deux fentes de relaxation de bord.According to one embodiment, at least one of the two series of relaxation slots has at least one central relaxation slot and two edge relaxation slots which extend on either side of the central relaxation slot, the central relaxation slot having a greater depth than that of each of the two edge relaxation slots.
Selon un mode de réalisation, les fentes de relaxation sont ménagées dans la face interne des panneaux isolants, les panneaux isolants comportant en outre des fentes de relaxation externe qui sont ménagées dans la face externe des panneaux isolants et qui sont positionnées en alternance avec les fentes de relaxation ménagées sur la face interne.According to one embodiment, the relaxation slots are provided in the internal face of the insulating panels, the insulating panels further comprising external relaxation slots which are provided in the external face of the insulating panels and which are positioned alternately with the slots of relaxation arranged on the internal face.
Selon un mode de réalisation, les fentes de relaxation externe présentent une profondeur supérieure à 60 mm et par exemple comprise entre 115 et 150 mm.According to one embodiment, the external relaxation slots have a depth greater than 60 mm and for example between 115 and 150 mm.
Selon un mode de réalisation, chaque panneau isolant présente deux fentes de relaxation passant respectivement par l’un et l’autre des deux axes médians dudit panneau isolant.According to one embodiment, each insulating panel has two relaxation slots passing respectively through one and the other of the two central axes of said insulating panel.
Selon un mode de réalisation, les fentes de relaxation sont écartées les unes des autres d’un pas constant.According to one embodiment, the relaxation slots are separated from each other at a constant pitch.
Selon un mode de réalisation, les fentes de relaxation sont écartées d’un pas correspondant au pas entre les ondulations parallèles auxdites fentes de relaxation.According to one embodiment, the relaxation slots are spaced apart by a pitch corresponding to the pitch between the corrugations parallel to said relaxation slots.
Selon un mode de réalisation, la plaque interne des panneaux isolants présente quatre bords qui comportent chacun une pluralité de décrochements, lesdits décrochements étant disposés de part et d’autre de chaque fente de relaxation.According to one embodiment, the inner plate of the insulating panels has four edges which each comprise a plurality of recesses, said recesses being arranged on either side of each relaxation slot.
Selon un mode de réalisation, la membrane étanche est une membrane étanche primaire et la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire, la paroi comportant en outre une barrière thermiquement isolante secondaire retenue contre une structure porteuse et une membrane étanche secondaire fixée à la barrière thermiquement isolante secondaire et disposée entre la barrière thermiquement isolante secondaire et la barrière thermiquement isolante primaire.According to one embodiment, the waterproof membrane is a primary waterproof membrane and the thermally insulating barrier is a primary thermally insulating barrier, the wall further comprising a secondary thermally insulating barrier retained against a load-bearing structure and a secondary waterproof membrane fixed to the barrier secondary thermally insulating barrier and disposed between the secondary thermally insulating barrier and the primary thermally insulating barrier.
Selon un mode de réalisation, l’invention vise une cuve étanche et thermiquement isolante comportant une paroi précitée.According to one embodiment, the invention relates to a sealed and thermally insulating tank comprising an aforementioned wall.
Une cuve selon l’un des modes de réalisation précités peut faire partie d’une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire éthanier ou méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Dans le cas d’une structure flottante, la cuve peut être destinée à recevoir du gaz naturel liquéfié servant de carburant pour la propulsion de la structure flottante.A tank according to one of the aforementioned embodiments can be part of an onshore storage installation, for example for storing LNG or be installed in a floating, coastal or deep-water structure, in particular an ethane or LNG carrier, a floating storage and regasification unit (FSRU), floating production and remote storage unit (FPSO) and others. In the case of a floating structure, the tank may be intended to receive liquefied natural gas serving as fuel for the propulsion of the floating structure.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un navire pour le transport d’un fluide qui comporte une coque, telle qu‘une double coque, et une cuve précitée disposée dans la coque.According to one embodiment, the invention provides a vessel for the transport of a fluid which comprises a hull, such as a double hull, and a aforementioned tank disposed in the hull.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un fluide à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.According to one embodiment, the invention also provides a method for loading or unloading such a ship, in which a fluid is routed through insulated pipes from or to a floating or terrestrial storage installation to or from the tank of the ship.
Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un fluide, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de fluide à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire.According to one embodiment, the invention also provides a transfer system for a fluid, the system comprising the aforementioned vessel, insulated pipes arranged so as to connect the tank installed in the hull of the vessel to a floating or terrestrial storage installation and a pump for driving a flow of fluid through the insulated pipes from or to the floating or onshore storage facility to or from the vessel's tank.
Breve description des figuresBrief description of figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.The invention will be better understood, and other aims, details, characteristics and advantages thereof will appear more clearly during the following description of several particular embodiments of the invention, given solely by way of illustration and not limitation. , with reference to the accompanying drawings.
Par convention, les termes «externe » et « interne » sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'extérieur et à l’intérieur de la cuve.By convention, the terms “external” and “internal” are used to define the relative position of one element in relation to another, by reference to the exterior and the interior of the tank.
Sur la
La structure porteuse 4 peut notamment être formée par la coque ou la double coque d’un navire. La structure porteuse 4 comporte une pluralité de parois définissant la forme générale de la cuve, habituellement une forme polyédrique.The load-bearing structure 4 can in particular be formed by the hull or the double hull of a ship. The support structure 4 comprises a plurality of walls defining the general shape of the tank, usually a polyhedral shape.
En relation avec la
La membrane étanche secondaire 5, illustrée partiellement sur la
Par ailleurs, la barrière thermiquement isolante primaire 6 comporte une pluralité de panneaux primaires 7 qui sont ancrés sur la barrière thermiquement isolante secondaire 2 au moyen de dispositifs d’ancrage primaires, tels que décrits plus loin en relation avec la
Les panneaux primaires 7 peuvent présenter une structure multicouche analogue à la structure des panneaux secondaires 3. Ainsi, selon le mode de réalisation représenté, les panneaux primaires 7 comportent successivement, selon la direction d’épaisseur de la paroi 1, une plaque externe 13, par exemple en bois contreplaqué, une couche de mousse polymère isolante 14 et une plaque interne 15, par exemple en bois contreplaqué. La couche de mousse polymère isolante 14 est, par exemple, une mousse à base de polyuréthane, optionnellement renforcée par des fibres de verre. La structure du panneau primaire 7 est décrite ci-dessus à titre d’exemple.The primary panels 7 may have a multilayer structure analogous to the structure of the secondary panels 3. Thus, according to the embodiment shown, the primary panels 7 comprise successively, in the thickness direction of the wall 1, an outer plate 13, for example in plywood, a layer of insulating polymer foam 14 and an internal plate 15, for example in plywood. The insulating polymer foam layer 14 is, for example, a polyurethane-based foam, optionally reinforced with glass fibers. The structure of the primary panel 7 is described above by way of example.
Dans le mode de réalisation représenté, la plaque externe 13 et la plaque interne 15 sont de forme carrée. En d’autres termes, les panneaux primaires 7 comportent quatre bords de même dimension.In the embodiment shown, the outer plate 13 and the inner plate 15 are square in shape. In other words, the primary panels 7 have four edges of the same dimension.
Comme illustré sur la
Par ailleurs, la membrane étanche primaire 8 est obtenue par assemblage d’une pluralité de tôles métalliques ondulées 16, dont l’une est représentée sur la
Les tôles métalliques ondulées 16 sont rectangulaires, et présentent, par conséquent deux premiers bords 20, 21 opposés qui sont parallèles l’un à l’autre et deux deuxièmes bords 22, 23 opposés qui sont parallèles l’un à l’autre et perpendiculaires aux deux premiers bords 20, 21. Les tôles métalliques ondulées 16 présentent de préférence, des dimensions de largeur et de longueur qui valent des valeurs entières ou des multiples entiers d’un espacement entre des ondulations et aussi des multiples entiers des dimensions des panneaux primaires 7.The corrugated metal sheets 16 are rectangular, and therefore have two opposite first edges 20, 21 which are parallel to each other and two opposite second edges 22, 23 which are parallel to each other and perpendicular at the first two edges 20, 21. The corrugated metal sheets 16 preferably have width and length dimensions which are whole values or whole multiples of a spacing between corrugations and also whole multiples of the dimensions of the primary panels 7.
Ainsi, dans le mode de réalisation illustré sur la
La plaque interne des panneaux primaires 7 présente des fentes de relaxation 24 qui s’étendent chacune en regard d’une ondulation 17, 18 respective de la membrane étanche primaire 8. Les fentes de relaxation 24 délimitent le long des bords de chaque panneau primaire 7, une pluralité de zones de bordure. Les fentes de relaxation 24 traversent la plaque interne 15 et s’étendent selon la direction d’épaisseur de la paroi au travers de la couche de mousse polymère isolante 14 des panneaux primaires 7. De manière avantageuse, la profondeur des fentes de relaxation 24 ainsi que leur nombre sont déterminées de manière à ce que les raideurs en traction des panneaux primaires 7 selon des directions orthogonales à la direction d’épaisseur de la paroi et parallèles aux bords des panneaux primaires 7 soient inférieures à la raideur en traction des éléments de pontage 26 selon la direction correspondante. Ainsi, les fentes de relaxation 24 présentent avantageusement une profondeur supérieure à 60 mm, préférentiellement comprise entre 115 et 150 mm. A titre d’exemple, les panneaux primaires 7 présentent une épaisseur de 230 mm tandis que les fentes de relaxation 24 présentent une profondeur de 115 mm. Les plages de valeurs précitées correspondent de préférence à des panneaux primaires 7 présentant une couche de mousse polymère isolante 14 qui est réalisée en mousse à base de polyuréthane ayant une densité comprise entre 110 et 150 kg/m3 et plus particulièrement 130 kg/m3Pour des mousses présentant des densités plus importantes, par exemple comprises entre 150 et 210 kg/m3, la profondeur des fentes de relaxation 24 sera avantageusement supérieure à celles correspondant aux plages de valeurs mentionnées ci-dessus et par exemple de 40% supérieure pour une mousse à 210 kg/m3par rapport à une mousse à 130 kg/m3. L’évolution de la profondeur des fentes de relaxation 24 sera avantageusement linéaire par rapport à la densité de la mousse.The inner plate of the primary panels 7 has relaxation slots 24 which each extend facing a respective corrugation 17, 18 of the primary waterproof membrane 8. The relaxation slots 24 delimit along the edges of each primary panel 7 , a plurality of edge areas. The relaxation slots 24 pass through the inner plate 15 and extend along the thickness direction of the wall through the layer of insulating polymer foam 14 of the primary panels 7. Advantageously, the depth of the relaxation slots 24 as well as that their number are determined so that the tensile stiffnesses of the primary panels 7 along directions orthogonal to the thickness direction of the wall and parallel to the edges of the primary panels 7 are less than the tensile stiffness of the bridging elements 26 in the corresponding direction. Thus, the relaxation slots 24 advantageously have a depth greater than 60 mm, preferably between 115 and 150 mm. By way of example, the primary panels 7 have a thickness of 230 mm while the relaxation slots 24 have a depth of 115 mm. The aforementioned ranges of values preferably correspond to primary panels 7 having a layer of insulating polymer foam 14 which is made of polyurethane-based foam having a density of between 110 and 150 kg/m3 and more particularly 130 kg/m3For foams with higher densities, for example between 150 and 210 kg/m3, the depth of the relaxation slots 24 will advantageously be greater than those corresponding to the ranges of values mentioned above and for example 40% greater for a foam at 210 kg/m3compared to a foam at 130 kg/m3. The evolution of the depth of the relaxation slots 24 will advantageously be linear with respect to the density of the foam.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 4, chaque panneau primaire 7 est en regard de trois ondulations 17 s’étendant parallèlement à une première direction et de trois ondulations 18 s’étendant parallèlement à une deuxième direction perpendiculaire à la première direction. Aussi, chaque panneau primaire 7 comporte trois fentes de relaxation 24 s’étendant parallèlement à la première direction et disposées chacune en regard de l’une des ondulations 17 et trois fentes de relaxation 24 s’étendant parallèlement à la deuxième direction et disposées chacune en regard de l’une des ondulations 17, 18. Les panneaux primaires 7 comportent donc deux fentes de relaxation qui passent respectivement par l’un et l’autre des deux axes médians dudit panneau isolant 7, c’est-à-dire par les axes qui sont parallèles à deux bords du panneau isolant 7 et qui le divise en deux parties égales.In the embodiment shown in Figures 2 and 4, each primary panel 7 faces three corrugations 17 extending parallel to a first direction and three corrugations 18 extending parallel to a second direction perpendicular to the first direction . Also, each primary panel 7 comprises three relaxation slots 24 extending parallel to the first direction and each arranged facing one of the undulations 17 and three relaxation slots 24 extending parallel to the second direction and each arranged in facing one of the undulations 17, 18. The primary panels 7 therefore comprise two relaxation slots which pass respectively through one and the other of the two central axes of said insulating panel 7, that is to say through the axes which are parallel to two edges of the insulating panel 7 and which divide it into two equal parts.
Les fentes de relaxation 24 sont donc écartées d’un pas correspondant au pas entre les ondulations 17, 18 parallèles auxdites fentes de relaxation 24. Toutefois, chaque fente de relaxation 24 adjacente à l’un des bords d’un panneau primaire 7 est écartée dudit bord d’une distance correspondant sensiblement à la moitié d’un pas entre les ondulations parallèles à ladite fente de relaxation 24.The relaxation slots 24 are therefore spaced apart by a pitch corresponding to the pitch between the undulations 17, 18 parallel to said relaxation slots 24. However, each relaxation slot 24 adjacent to one of the edges of a primary panel 7 is spaced said edge by a distance corresponding substantially to half a pitch between the undulations parallel to said relaxation slot 24.
La plaque interne 15 des panneaux primaires 7 définit une surface de support de la membrane étanche primaire 8. Les panneaux primaires 7 présentent le long de chacun de leurs bords des décrochements 25, représentés sur les figures 2 et 4, destinés à recevoir un élément de pontage 26, et disposés de part et d’autre de chaque fente de relaxation 14. En d’autres termes, chaque zone de bordure définie par les fentes de relaxation 24 le long des bords des panneaux primaires 7 comporte un décrochement 25.The internal plate 15 of the primary panels 7 defines a support surface for the primary waterproof membrane 8. The primary panels 7 have along each of their edges recesses 25, shown in FIGS. 2 and 4, intended to receive an element of bridging 26, and arranged on either side of each relaxation slot 14. In other words, each edge zone defined by the relaxation slots 24 along the edges of the primary panels 7 comprises a recess 25.
Les éléments de pontage 26 sont chacun disposés à cheval entre au moins deux panneaux primaires 7 adjacents en enjambant l’interstice entre les deux panneaux primaires 7 adjacents. Chaque élément de pontage 26 comporte une extrémité qui est fixée dans le décrochement 25 de l’un des deux panneaux primaires 7 adjacents et une autre extrémité qui est fixée dans le décrochement 25 de l’autre des deux panneaux primaires 7 adjacents. Les éléments de pontage 26 assurent ainsi une fonction de raccord mécanique entre les panneaux primaires 7 qui empêche leur écartement mutuel. Ceci contribue, en combinaison avec la présence des fentes de relaxation 24, à répartir de manière plus homogène la déformation de la structure porteuse 4 sur la barrière thermiquement isolante primaire 6 et permet ainsi de solliciter la membrane étanche primaire 8 de manière plus homogène.The bridging elements 26 are each arranged astride between at least two adjacent primary panels 7, spanning the gap between the two adjacent primary panels 7. Each bridging element 26 has one end which is fixed in the recess 25 of one of the two adjacent primary panels 7 and another end which is fixed in the recess 25 of the other of the two adjacent primary panels 7. The bridging elements 26 thus ensure a function of mechanical connection between the primary panels 7 which prevents their mutual separation. This contributes, in combination with the presence of the relaxation slots 24, to distributing more evenly the deformation of the supporting structure 4 over the primary thermally insulating barrier 6 and thus makes it possible to stress the primary sealed membrane 8 more evenly.
Pour assurer la fixation des éléments de pontage 26, chaque décrochement 25 est équipé d’une platine métallique 27 qui est fixée à la plaque interne 15 à l’intérieur du décrochement 25. La platine métallique 27 est, par exemple, fixée à plaque interne 15 des panneaux primaire 7 par collage et/ou au moyen d’organes de fixation, tels que des rivets par exemple. En outre, les éléments de pontage 26 sont des plaques métalliques qui sont soudées sur les platines métalliques 27.To ensure the fixing of the bridging elements 26, each recess 25 is equipped with a metal plate 27 which is fixed to the internal plate 15 inside the recess 25. The metal plate 27 is, for example, fixed to the internal plate 15 primary panels 7 by gluing and / or by means of fasteners, such as rivets for example. Furthermore, the bridging elements 26 are metal plates which are welded to the metal plates 27.
Les éléments de pontage 26 affleurent la surface interne de la plaque interne 15 des éléments primaires 7. Pour ce faire, dans le mode réalisation représenté, la profondeur des décrochements 25 est égale ou sensiblement égale à la somme de l’épaisseur d’une platine métallique 27 et d’un élément de pontage 26. Ainsi, les éléments de pontage 26 sont en mesure d’assurer une continuité dans le support de la membrane étanche primaire 8.The bridging elements 26 are flush with the inner surface of the inner plate 15 of the primary elements 7. To do this, in the embodiment shown, the depth of the recesses 25 is equal or substantially equal to the sum of the thickness of a plate metal 27 and a bridging element 26. Thus, the bridging elements 26 are able to ensure continuity in the support of the primary waterproof membrane 8.
Les tôles métalliques ondulées 16 de la membrane étanche primaire 8 sont soudées à recouvrement le long de leurs bords 20, 21, 22, 23. En outre, les tôles métalliques ondulées 16 sont ancrés à la barrière thermiquement isolante primaire 6.The corrugated metal sheets 16 of the primary waterproof membrane 8 are lap welded along their edges 20, 21, 22, 23. Further, the corrugated metal sheets 16 are anchored to the primary thermally insulating barrier 6.
Dans le mode de réalisation représenté sur la
Selon un mode de réalisation, le bord 21, 23 d’un première tôle métallique ondulée 16 qui est destinée à être recouvert par le bord 20, 22 d‘une deuxième tôle métallique ondulée 16 adjacente est soudée sur l’élément de pontage 26, par exemple par un procédé de soudage par point, puis, le bord 20, 22 de la deuxième tôle métallique ondulée 16 qui recouvre le bord 21, 23 de la première tôle métallique ondulée 16 est soudé en continue, avantageusement à clin, audit bord 20, 22 de la première tôle métallique ondulée 16.According to one embodiment, the edge 21, 23 of a first corrugated metal sheet 16 which is intended to be covered by the edge 20, 22 of a second adjacent corrugated metal sheet 16 is welded to the bridging element 26, for example by a spot welding process, then the edge 20, 22 of the second corrugated metal sheet 16 which covers the edge 21, 23 of the first corrugated metal sheet 16 is welded continuously, advantageously to lap, to said edge 20 , 22 of the first corrugated metal sheet 16.
Selon un mode de réalisation non représenté, hors des décrochements 25, les bords de panneaux primaires 7 présentent des bandes de protection thermique qui sont disposées en regard de la ligne de soudure entre les tôles métalliques ondulées 16 et qui visent à protéger les panneaux primaires 7 et notamment leur couche de mousse polymère isolante 14 contre des températures susceptibles de les dégrader lors des opérations de soudage des tôles métalliques ondulées 16 les unes aux autres le long de leurs bords 20, 21, 22, 23.According to an embodiment not shown, outside the recesses 25, the edges of the primary panels 7 have thermal protection strips which are arranged opposite the weld line between the corrugated metal sheets 16 and which aim to protect the primary panels 7 and in particular their layer of insulating polymer foam 14 against temperatures likely to degrade them during the operations of welding the corrugated metal sheets 16 to each other along their edges 20, 21, 22, 23.
Lorsque les tôles métalliques ondulées 16 présentent des bords 20, 21 dont la dimension vaut sensiblement un multiple entier de celle des bords des panneaux primaires 7, comme c’est le cas dans le mode de réalisation illustré où les bords 20, 21 des tôles métalliques ondulées 16 présentent une longueur qui est sensiblement égale à trois fois la dimension d’un bord d’une panneau primaire 7, les tôles métalliques ondulées 16 sont, selon une variante de réalisation optionnelle, soudées sur les éléments de pontage 26 qu’elles recouvrent intégralement. Pour ce faire, dans le mode de réalisation illustré sur la
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la
Les autres parties des bords 20, 21, 22, 23 des tôles métalliques ondulées 16 viennent alors au droit d’éléments de protection thermique 29, représentés sur la
Selon un autre mode de réalisation, les éléments de protection thermiques 29, représentés sur la
La
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la
La
Dans un mode de réalisation non représenté, les plaques métalliques 27 sont supprimées et les éléments de pontage 26 sont directement fixés par rivetage à l’intérieur des décrochements 25.In an embodiment not shown, the metal plates 27 are eliminated and the bridging elements 26 are directly fixed by riveting inside the recesses 25.
La
Comme représenté sur la
Le goujon 35 est fixé à une base 37 qui est elle-même fixée à la plaque interne 11 des panneaux secondaires 3. Pour ce faire, la base 37 comporte, par exemple, un filetage qui coopère avec une extrémité filetée complémentaire du goujon 35. Par ailleurs, la plaque interne 11 des panneaux secondaires 3 présente un évidement dans lequel est logée la base 37. L’évidement présente une section interne présentant un premier diamètre et une section externe présentant un deuxième diamètre supérieur au premier diamètre de sorte à ménager un épaulement. La base 37 présente une forme complémentaire à celle de l’évidement. Ainsi, la face interne de la base 37 affleure avec la face interne de la plaque interne 11 des panneaux secondaires 3 de manière à former une surface plane de support de la membrane étanche secondaire 5. En outre, la base 37 présente une section externe ayant un diamètre plus important que sa section interne de telle sorte que la section externe de ladite base 37 soit en butée contre l’épaulement de l’évidement. La base 37 est en outre collée au panneau secondaire 3.The stud 35 is fixed to a base 37 which is itself fixed to the internal plate 11 of the secondary panels 3. To do this, the base 37 comprises, for example, a thread which cooperates with a complementary threaded end of the stud 35. Furthermore, the internal plate 11 of the secondary panels 3 has a recess in which the base 37 is housed. The recess has an internal section presenting a first diameter and an external section presenting a second diameter greater than the first diameter so as to shoulder. The base 37 has a shape complementary to that of the recess. Thus, the internal face of the base 37 is flush with the internal face of the internal plate 11 of the secondary panels 3 so as to form a flat support surface for the secondary waterproof membrane 5. In addition, the base 37 has an external section having a larger diameter than its internal section so that the external section of said base 37 is in abutment against the shoulder of the recess. The base 37 is also glued to the secondary panel 3.
Par ailleurs, le goujon 35 traverse de manière étanche un orifice ménagé dans la membrane étanche secondaire 5.Furthermore, the stud 35 passes through in a leaktight manner an orifice made in the secondary leaktight membrane 5.
Dans le mode de réalisation représenté sur la
Dans le mode de réalisation représenté sur la
En référence à la
De manière connue en soi, des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur le pont supérieur du navire peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de GNL depuis ou vers la cuve 71.In a manner known per se, loading/unloading pipes 73 arranged on the upper deck of the ship can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal to transfer a cargo of LNG from or to the tank 71.
La
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du gaz liquéfié, on met en œuvre des pompes embarquées dans le navire 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.To generate the pressure necessary for the transfer of the liquefied gas, pumps on board the ship 70 and/or pumps fitted to the shore installation 77 and/or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention revendiquée.Although the invention has been described in connection with several particular embodiments, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these fall within the scope of the claimed invention.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.In the claims, any reference sign in parentheses cannot be interpreted as a limitation of the claim.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.Although the invention has been described in connection with several particular embodiments, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these fall within the scope of the invention.
En particulier, si la description ci-dessus décrit une cuve comportant deux barrières thermiquement isolantes et deux membranes étanches, l’invention n’est pas limitée à une telle structure multicouche et peut par exemple ne comporter qu’une seule barrière thermiquement isolante et qu’une seule membrane étanche.In particular, if the description above describes a tank comprising two thermally insulating barriers and two sealed membranes, the invention is not limited to such a multilayer structure and may for example comprise only one thermally insulating barrier and that a single waterproof membrane.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.The use of the verb "to comprise", "to understand" or "to include" and of its conjugated forms does not exclude the presence of other elements or other steps than those set out in a claim.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.In the claims, any reference sign in parentheses cannot be interpreted as a limitation of the claim.
Claims (24)
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