Brevet FR2033315A1 — publié le 19701204

kc'0 1 2033315 L1 invention concerne un nouveau système de chargement pour le transport en vrac de cargaisons fortement t'oxiques, telles par exemple que le chlore, qui sont à l'état gazeux dans les conditions de température et de pression ambiantes et qui au-5 raient un effet mortel ou fatal sur les organismes humains, animaux ou aquatiques si elles étaient mises en ^contact avec ceux-ci. A l'heure actuelle les cargaisons toxiques qui présentent ce caractère meurtrier, telles que le chlore, sont transportées dans des récipients sous pression à la température 10 ambiante, ce qui signifie évidemment que la pression est suffisante pour maintenir le chlore à l'état liquide. Du fait des exigences rigoureuses de sécurité imposées par les instances réglementatrices et nécessaires à la protection de la vie humaine, animale et aquatique, le transport du chlore par 15 grandes quantités en vrac, par les moyens actuels de conditionnement sous pression, est inéconomique. Bien que des quantités-abondantes de chlore puissent être produites, il existe un déséquilibre notable entre l'offre et la demande en ce qui concerne les sites géographiques. Pour 20 cette raison, le transport par bateaux de grandes quantités de chlore, par exemple de l'ordre de 10 000 tonnes, représenterait un avantage économique considérable, pourvu qu'un tel transport puisse être effectué dans des conditions de sécurité telles que la vie humaine, animale et aquatique ne soit pas mise en danger. 25 Certes, à l'heure actuelle, les moyens techniques et les récipients pressurisés dont on dispose permettraient d'envisager le transport océanique du chlore en vrac à grande échelle ; mais la rentabilité du transport de 10 000 tonnes de chlore environ en récipients pressurisés est suffisamment mauvaise, du point 30 de vue des frais et du tonnage des navires, pour rendre impensable un projet axé sur ce résultat. Le chlore représente une cargaison fortement toxique à laquelle se rapporte la présente invention; néanmoins, d'autres substances à toxicité élevée de même nature entrent dans le 35 cadre de celle-ci. Conformément à l'invention, le transport de la cargaison fortement toxique est effectué, dans le cas du chlore, par une méthode qui apporte un maximum de sécurité à la vie humaine et aquatique environnante et qui_tient compte, en y parant, des 40 différentes éventualités qui risqueraient d'aboutir à un contact 70 04519 2 2033315 entre la cargaison toxique et les organismes environnants. On ne saurait trop insister ou mettre l'accent sur le fait que toutes les précautions doivent être prises pour prévenir un contact entre la cargaison toxique et la vie environnante, et 5 que si un tel contact venait à se produire, dans des circonstances imprévisibles ou incontrôlables, le danger auquel sont expusés ces organismes doit être réduit dans toute la mesure du possible et écarté au plus vite. les trois éventualités essentielles qui aboutiraient à 10 l'introduction de chlore gazeux dans l'atmosphère et, à la mise en danger de la vie environnante sont les suivantes : (1) défaillance interne du système contenant la cargaison; (2) accident résultant de la manutention de la cargaison au cours du transport; et (3) accident résultant de causes exté- 15 rieures, par exemple d'un abordage. Conformément à l'invention, ces trois éventualités sont entièrement prises en considération et il est proposé un nouveau système de chargement doté de diverses caractéristiques visant à offrir un maximum de sécurité aux organismes environ-20 nants. En outre, sans atteindre peut-être l'importance donnée aux considérations de sécurité, le nouveau système de chargement de l'invention fournit une méthode simple et économique pour le transport de grandes quantités en -vrac de telles substances toxiques. 25 le nouveau système de chargement de l'invention comprend une série de citernes de charge à simple paroi, espacées le long de la ligne médiane du navire, chaque citerne étant entourée par Tin espace d'arrêt délimité par une structure d'enceinte secondaire isolée et étanche aux gaz et aux liquides, placée 30 à distance des parois' des citernes, cette structure d'enceinte secondaire étant elle-même entourée complètement par des espaces vides, à l'exception de chacune de ses parties transversales situées en position intermédiaire entre deux citernes de chargement voisines. La cargaison, constituée par exemple de 35 chlore, est transportée sous la forme d'un liquide à l'état d'équilibre réfrigéré, de sorte que sà pression est pratiquement égale à la pression atmosphérique. Les conditions d'équilibre pour le chlore qui donnent ces résultats sont une température de -34°C et la pression atmosphérique. Le chlore liquide 40 a une densité supérieure à.celle de l'eau et le système de BAD ORIGINAL 70 04519 2033315 chargement de l'invention est conçu pour la manutention de cargaisons liquides réfrigérées, ayant des poids spécifiques de l'ordre de 1,28 à 2,24 kg/cm^, et pour le transport de ces cargaisons liquides à des températures de réfrigération eom-5 prises entre -17 et -45°C, ces cargaisons étant normalement à l'état gazeux dans les conditions de température et de pression ambiantes, leur densité étant alors supérieure à celle de l'air. L'espace d'arrêt, associé à un système de circulation d'air en circuit fermé, a pour rôles : (a) de maintenir la 10 température des citernes de chargement pour éviter l'ébulli-tion; (b) de détecter les fuites; (c) de reliquéfier toute fuite de la cargaison qui passe à l'état gazeux; et (d) de contenir toute fuite qui demeure à l'état liquide. Extérieurement, le nouveau système de chargement de l'in-15 vention est caractérisé par la disposition de la structure d'enceinte secondaire à l'intérieur de la coque du navire, ce qui donne naissance à un intervalle extérieur profond, lequel est divisé en espaces vides et en espaces de lestage par des cloisons de division. Les parties latérales de cet inter-20 valie extérieur sont munies de larges porques transversales et de ponts longitudinaux supplémentaires qui, en liaison avec la profondeur de l'intervalle extérieur, assurent un mari mua d'absorption d'énergie avant la pénétration de l'enceinte secondaire en cas d'abordage latéral. De même, le fond de la 25 structure d'enceinte secondaire est protégé contre le talonne™ ment par le fait qu'il est placé nettement au-dessus du fond de la coque et que l'absorption d'énergie est assuré par des varangues verticales intermédiaires et des pièces longitudinales qui franchissent la distance entre le fond de la coque et 30 le fond de l'enceinte. Une protection additionnelle contre l'abordage et le talonnement est assurée par le fait que les-parois des citernes de chargement sont situées plus à l'intérieur que l'enceinte secondaire et au-dessus de celle-ei en direction verticale. Une protection contre les avaries de la 35 citerne de proue en cas de collision par l'avant est assurée par la disposition d'une section d'étrave profonde constituée par un réservoir d'avant-bec en avant de la cloison d'abordage et par un réservoir profond en arrière de la cloison d'abordage de poupe. En outre, un cofferdam est disposé à l'avant 40 de la citerne de chargement de proûe et à l'arrière de la 70 04519 * 2033315 citerne de poupe, pour isoler la partie réservée à la cargaison et les compartiments avant et arrière du navire. ïïn système anti-roulis passif à réservoir est installé à l'arrière du cofferdam de poupe pour réduire à un minimum le transfert de 5 chaleur qui provoquerait une ébullition et pour réduire la composante d'effort des citernes de chargement due aux charges dynamiques. En conséquence, le "but principal de l'invention est de fournir un système de chargement pour le transport de cargai-10 sons fortement toxiques, telles que le chlore, ce système ayant les caractéristiques décrites pour assurer un degré maximal de protection contre l'échappement de la cargaison toxique, pour les raisons précitées* D'autres "buts complémentaires ressortirent de la deserip-15 tion détaillée suivante d'une forme préférée d'exécution de l'invention, considérée en référence aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue en élévation partiellement découpée, représentant le nouveau système de chargement de l'invention* La fig. 2 est une vue en coupe verticale passant par la 20 ligne 2-2 de la figure 1. La fig. 3 est une représentation schématique du système de réfrigération pour le refroidissement de l'espace d'arrêt. L'invention fournit un système sûr et économique de chargement pour le transport maritime en vrac, à. grande échel-25 le, de cargaisons fortement toxiques. La description suivante sera faite à propos du transport du chlore, car il s'agit là de l'exemple préféré; mais on comprendra aisément que le système de chargement se prête volontiers au transport de cargaisons à forte toxicité similaires* 30 Le système de chargement est constitué par une série de citernes de charge 2 à simple paroi en acier basse température, à structure indépendante, espacées les unes des autres en direction longitudinale dans la coque du navire. Les citernes de chargement 2 constituent une enceinte primaire 35 contenant la caxgaison toxique* Les citernes 2 sont entourées à une certaine distance par une structure d'eneeinte secondaire constituée par une paire de cloisons longitudinales 5, un fond interne 7, des cloisons transversales 39 et une structure de pont supérieur 15* L'intervalle entre les enceintes primai-40 re et secondaire est désigné par le numéro de référence 21 » 70 04519 5 2033315 les surfaces intérieures de l'enceinte secondaire sont garnies de Dlocs d'isolation 6, par exemple des blocs de poly-uréthane, et sont munies d'un revêtement 6a imperméable et souple, étanciie aux liquides et aux gaz, sous forme par exemple 5 d'une feuille ou d'une pellicule de matière plastique, notamment de chlorure de polyvinyle, de Teflon ou d'un autre matériau approprié, généralement résistant ou inactif à l'égard du chlore. D'autre part, l'enceinte secondaire est faoriquée en acier à faible teneur en carbone. 10 les citernes de chargement 2 sont supportées au-dessus du fond interne 7 au moyen de fondations 9 et elle sont contenues à l'intérieur du navire, avec possibilité de se dilater autour d'un point fixe à leur partie inférieure, grâce à des cales et des coins de retenue de type usuel (non représentés) . 15 Des mesures de sûreté sont prises pour éviter que la eiterne se soulève en cas d'inondation de l'espace d'arrêt.21, et ce au moyen de cales flottantes de type usuel (non représentées)• De même, des cales de choc (non représentées) sont prévues entre les côtés des citernes et les cloisons 5 de façon en 20 soi connue, pour s'opposer aux déplacements des citernes en cas de sollicitation par choc. L'espace 21 est suffisamment large pour livrer complètement accès, à des fins de contrôle, à l'extérieur de l'enceinte primaire, à l'isolation, aux fondations, aux cales et 25 aux coins. Les parties supérieures des citernes 2 sont enfermées par la superstructure 15 qui est fixée de façon étanche à l'entrée des panneaux 4 au moyen d'un joint de dilatation 17, étanche aux liquides et aux gaz. Les tuyaux de chargement et 30 de vidage, désignés dans l'ensemble par 50, traversent l'entrée des panneaux 4 de façon étanche, selon un mode connu en soi. L'intervalle 14 entre la coque 1 et la cloison longitudinale 5 de l'enceinte secondaire présente une largeur beaucoup 35 plus grande que celle qui est normalement prévue dans les transporteurs de gaz liquéfiés et, dans l'exemple particulier considéré, il correspond à 20 $ de la largeur du navire, mesurée au niveau du maître-bau. En conséquence, les cloisons 5 sont inclinées vers l'intérieur dans les sections avant et 40 arrière du navire pour maintenir un espace 14 de largeur 70 04519 6 2033315 constante d'une extrémité à l'autre de la partie du navire qui contient la cargaison, les citernes de chargement avant et arrière ont donc une section décroissante vers la proue et vers la poupe respectivement. L'espace 14 est muni d'un certain 5 nombre de ponts d'abordage 36 disposés horizontalement et espacés en direction verticale, ainsi que de larges porques 37, en vue d'absorber l'énergie de choc. Outre le pont supérieur 15 et la coque 1 au fond du navire, il est pré?u au moins deux ponts d'abordage 36. Une protection additionnelle contre les 10 avaries par abordage latéral est assurée par le fait que les parois latérales des citernes 2 sont placées à l'intérieur des cloisons 5. Dans la forme d'exécution ici considérée, les parois latérales des citernes Z sont situées à l'intérieur de la coque 1 à une distance égalé à 24 % de la largeur du navire, 15 et cet écart est maintenu d'un bout à l'autre de la zone réservée à la cargaison. L'intervalle 13 ménagé entre le fond 1 de la coque et le fond intérieur 7 est plus profond que ne l'exigent les règlements des sociétés de classification. Le fond intérieur 7 et 20 le fond de coque 1 sont reliés par des membrures verticales et longitudinales 8, ainsi que par des varangues 3. Certaines des varangues 3 et des pièces 8 peuvent présenter des trous d'allégement. Ce complexe structurel profond à double fend assure un 25 degré élevé de protection des citernes de chargement contre les avaries dues au talonnement. Une protection additionnelle contre le talonnement est assurée par le fait que le fond des citernes 2 est surélevé à une distance verticale notable du fond interne 7. 30 Des cloisons inclinées 12, qui ont été représentées au contact des angles inférieurs de .l'enceinte secondaire, mais sont ailleurs à distance de cette enceinte, délimitent des réservoirs de lestage 70 à l'extérieur des cloisons 12. Dans d'autres cas, les cloisons 12 peuvent être à distance de l'en-35 ceinte secondaire et inclinées (comme illustré par exemple par la ligne discontinue 12a) dans une position angulaire telle que l'on obtienne la quantité nécessaire de lest et/ou le centre de gravité de lestage requis pour assurer la stabilité convenable. Dans le cas extrême où les cloisons 12 sont en 40 position verticale, elles seront maintenues à distance des 70 04519 7 2033315 cloisons longitudinales 5 vers 1'extérieur. Avec toutes ces dispositions des cloisons 12, un espace ride entoure complètement l'enceinte secondaire. En ménageant un espace ride entre la cloison 12 et les éléments 5 et 7 de l'enceinte secondaire, 5 on élimine le risque que l'eau de lestage endommage le système d'isolation en cas de rupture de l'élément 5 ou 7* comme tel pourrait être le cas si la cloison 12 appartenait en commun à l'enceinte secondaire. Dans la position inclinée, la cloison 12 fournit également un certain degré de protection contre les 10 chocs. La résistance contre les chocs par l'arant est assurée par unvréserroir d'avant-bec 61 exceptionnellement haut et par un réservoir profond 40 disposé en avant de la eiterae de chargement n° 1. La cloison d'avant-bec 62 est située à une 15 distance de l'étrave supérieure aux 5 & de la longueur du navire fixés par les règlements, et le réservoir profond 40 et un cofferdam 42 sont interposés entre la citerne de chargement n# 1 et la cloison d'avant-bee 62. En arrière de la dernière citerne de chargement, représentée par la citerne n® 20 3, un cofferdam 44 est disposé pour séparer le compartiment arrière du navire et la zone réservée à la gargaison. Un système 46 de stabilisation passive par réservoir, en arrière du cofferdam 44, réduit à un minimum les mouvements de roulis du navire, diminue les efforts appliqués aux citernes de 25 chargement et retarde le transfert de chaleur. La profondeur du compartiment avant (parties 61, 40 et 42) doit être suffisante pour éviter les avaries de la citerne de chargement avant, pour tout abordage par l'avant survenant à des vitesses inférieures à 12 noeuds. 30 L'un des buts principaux de l'invention est d'éviter la nécessité de traiter les vapeurs d'ébullition en provenance des citernes de chargement 2, ce qui pourrait aboutir à un dégagement atmosphérique par suite d'une rupture ou défaillance du système de traitement. Le système de l'invention est 35 conçu de façon à contenir la cargaison à l'intérieur des citernes de chargement 2 à tous moments pendant le transport normal, sans qu'il y ait lieu d'extraire les vapeurs d'ébullition pour maintenir la pression nominale des citernes de chargement. A cette fin, les citernes de chargement 2 sont 40 entièrement closes et l'espace d'arrêt 21 qui les entoure fait 70 04519 3 2033315 partie d'un système de réfrigération en circuit fermé dont le rôle est de maintenir cet espace d'arrêt 21 à une température égale ou légèrement inférieure à la température de saturation de la cargaison. Se l'air filtré et déshumidifié, refroidi à 5 -40°C environ, circule à travers l'espace d'arrêt 21 et à travers le système représenté sur la fig. 3. Le système de circulation et de refroidissement d'air est constitué par une conduite de soutirage 34 qui aboutit à un ventilateur de-circulation 22, lequel souffle l'air sur un serpentin de refroi-10 dissement 23 pour le renvoyer, par une conduite de retour 35» dans l'espace d'arrêt 21. L'espace d'arrêt 21 contient des dispositifs usuels d'alimentation, de distribution et d'accumulation pour assurer une circulation d'air uniforme. Bien qu'il pénètre dans l'espace d'arrêt 21 à 5,5°C" environ au-15 dessous de la température de saturation de là cargaison dans la citerne de chargement 2, l'air est prélevé par la conduite 34 à une température correspondant approximativement à la saturation de la cargaison» Les dispositions doivent être prises pour assurer l'étanchéité parfaite aux gaz du système 20 de circulation d'air et de l'équipement constituant le circuit secondaire. Le système de réfrigération peut être d'un quelconque type approprié et, dans la forme d'exécution ici considérée, il est constitué par un compresseur auxiliaire rotatif 26, un 25 réservoir réfrigérant intermédiaire 28, un compresseur haute pression 27, un condenseur 29, un collecteur de liquide 30, une soupape de détente 31 et un serpentin de refroidissement 23. Le fluide réfrigérant utilisé peut être choisi parmi les fluides connus qui conviennent à cette fin» 30 Outre ce qui précède, des sondes ponctuelles et des jauges de niveau sont disposées dans l'espace d'arrêt 21 pour indiquer la présence de chlore, qui serait à son toux une indication de fuite à partir d'une citerne 2. Les fuites liquides s'accumuleront au fond de l'espace d'arrêt 21, excitant 35 le dispositif d'alarme à sondes ponctuelles indiquant une fuite de liquide. Le chlore gazeux dans l'espace d'arrêt 21 sera aspiré dans le système de circulation d'air à conduites 34, 35 et pompe 22, condensé sur le serpentin 23 et recueilli par un plateau d'égouttage 24. Le chlore 40 liquide sera renvoyé directement dans la citerne de chargement 2 par une conduite 63, une pompe 25 et un système 70 04519 9 2033315 à double soupape 64» 65, chaque soupape étant actionnée automatiquement par des détecteurs de chlore .gazeux disposés dans la conduite 54. En même temps, ces détecteurs déclencheront une sonnerie d1 alarme. Les soupapes 64 et 65 sont munies d8-œa 5 dispositif de commande manuelle superposée, verrouillée à distance. Une sonde à gaz est placée entre les soupapes 64 et 65 pour détecter toute fuite de chlore gazeux au-delà de la soupape 65 en position de fermeture. le système de réfrigération du côté primaire, de type 10 classique, est prévu en double et raccordé en parallèle, de façon à constituer un groupe de secours fonctionnant à 100 Le départ et le retour du fluide réfrigérant, vers et' à partir des serpentins de refroidissement associés aux autres citernes de chargement, sont assurés respectivement par des conduites 15 32 et 33. Une salie des machines de réfrigération est prévue, sous forme d'abri de superstructure séparé 60, entre les panneaux des citernes de chargement n° 2 et 3» Outre la salle des machines de réfrigération, cette superstructure comporte taie 20 chambre de contrôle de la cargaison, équipée d'instruments et de commandes qui permettent une surveillance automatique et à distance des citernes de chargement 2, des espaces d'arrêt 21, des intervalles vides 14 et du fonctionnement de tous les systèmes de service de la cargaison. Outre l'équipement de 25 contrôle contenu dans la chambre de commande de la cargaison, il est prévu un répéteur sur la passerelle et dans la cabine des ingénieurs pour déclencher une sonnerie d'alarme en cas de mauvais fonctionnement ou de dépassement de limites de sécurité en un point quelconque de surveillance. 30 Plusieurs tuyaux (non représentés) nécessaires pour l'ex ploitation de chacune des citernes de chargement 2 ne pénètrent que par le haut du coffre 65 de la citerne. Des dispositifs traditionnels sont prévus pour étanchéifier et isoler de façon souple le coffre 65 de la citerne, selon ce qui est 35 représenté dans l'ensemble en 4. De plus, chaque citerne 2 peut être subdivisée par des cloisons longitudinales et/ou transversales (non représentées), pour réduire à "un minimum la qliantité de chlore dégagé en cas de rupture de la citerne. 40 II est du reste bien entendu que le mode de réalisation 70 04519 10 2033315 de l'invention qui a été décrit ci-dessus, en référence aux dessins annexés, a été donné à titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour cela du cadre de la 5 présente invention. 70 04519 " 2033315 REVENDICATIONS 1. Système de chargement pour le transport d'une cargaison fortement toxique pour les organismes humains et aquatiques, cargaison qui est à l'état gazeux dans les conditions de température et de pression ambiantes, a une densité supérieure 5 à celle de l'air et peut être réfrigérée à une température comprise entre -17 et -45° 2. Système de chargement selon la revendication 1, earacté-30 risé par le fait qu'un cofferdam est disposé en avant de la citerne de chargement de proue, pour séparer la section réservée à la cargaison et le compartiment avant du navire» 3. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le ïait qu'un cofferdam est disposé en arrière de la 35 citerne de chargement de .youpe, pour séparer la section réservée à la cargaison et le compartiment arrière du navire. 4» Systeme de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un premier cofferdam est disposé en avant de la citerne de chargement de proue pour séparer la section 70 04519 ' 2033315 réservée à la cargaison et le compartiment avant du navire, et qu'un second cofferdam est disposé en arrière de la citerne de chargement de poupe pour séparer la section réservée à la cargaison et le compartiment arrière du navire. 5 5. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un système de stabilisation à réservoir. 6. Systems de chargement selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un système de stabi- 10 lisation passive par réservoir, disposé en arrière du second cofferdam. 7. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de protection contre les avaries dues à l'abordage comprennent des ponts et des porques 15 de ehoc, disposés dans l'intervalle entre la coque du navire et l'enceinte secondaire. 8. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface intérieure de l'enceinte secondaire est munie d'une isolation. 20 9*. Système de chargement selon la revendication 8» caractérisé par le fait que l'isolation est réalisée au moyen de mousse de matière plastique. 10. Système de chargement selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'un revêtement imperméable recouvre la 25 mousse de matière plastique. 11. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des cloisons subdivisent chaque citerne de chargement. 12. Système de chargement selon la revendication 11, caracté-30 risé par le fait que les cloisons s'étendent transversalement et longitùdinalement. 13. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des moyens collecteurs sont prévus pour recueillir la cargaison condensée dans le circuit d'air et 35 pour la renvoyer dans les citernes de chargement. 14. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les espaces de lestage sont délimités par des cloisons inclinées. 15* Système de chargement selon la revendication 14, earac-40 térisé par le fait que les cloisons inclinées prennent 13 *■> 70 04519 033315 seulement contact avec l'enceinte secondaire le long d'une ligne. 16. Système de chargement selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les cloisons inclinées sont à distance 5 de l'enceinte secondaire. 17* Système de chargement selon la revendication .1, caractérisé par le fait que les espaces de lestage sont délimités par des cloisons verticales situées à distance de l'enceinte secondaire. 10 18. Système de chargement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enceinte secondaire comprend une paire de cloisons longitudinales et un fond intérieur. 19'. Système de chargement selon la revendication 18, caraeté»-risé par le fait que les cloisons longitudinales de l'enceinte 15 secondaire sont profilées de façon à maintenir constant l'intervalle entre les cloisons longitudinales et la coque du navire d'un bout à l'autre de la section réservée à la cargaison.