Brevet FR2178814A1 — publié le 19731116

La présente invention concerne une installation de vaporisation de gaz et notamment une installation destinée à vaporiser le gaz liquéfié stocké dans des réservoirs avant son utilisation. On connaît déjà un certain nombre d'installa tions de vaporisation de gaz liquéfié dans le système "FEND BACK". Elles sont a) à chauffe électrique et présentent le grave inconvénient de travailler à très haute température (+ 2000C environ), ce qui transforme le vaporiseur en tour de "cracking", d'où remplissage rapide du volume inférieur de décantation par les produits lourds, tels que goudrons et huiles. La transmis sion de chaleur se-fait mal,car les résistances sont accolées aux parois externes du corps de vaporisation.et du fait qu'el les se situent dans les zones dites "dangereuses", elles doi vent être du type "antidéflagrant".Ces matériels coûtent fort cher, sont lourds et ne tiennent pas dans le tempsscar les é carts de température importants, auxquels ils sont soumis, sont la cause de condensations qui se produisent dans les bot tiers électriques de raccordements et qui provoquent des "courts circuits" inévitables entraînant la détérioration des résistances. b) à fluide intermédiaire et présentent comme principal inconvénient, comme pour le cas de la chauffe élec trique d'ailleurs, d'avoir lXéchangeur vertical, ce qui limite la surface mouillée de ltéchangeur au niveau du stockage, d'où une puissance variable de l'appareil, du fait que les niveaux de gaz liquefiés dans les réservoirs de stockage et dans le corps de vaporisation tentent à s'égaliser. I1 en résulte une conséquence grave par le fait que,si le niveau est bas dans les réservoirs de stockage, ctest dans la plu part des cas lorsqu'il fait froid, que les consommations aug mentent rapidement et qe les ravitaillements sont plus diffi ciles au moment donc où lton a le plus besoin de puissance de vaporisation. Certaines installations, en très petit nombre,ont éi réalisées avecltéchangeur "horizontal". Dans ces conditions, le fonctionnement est meilleur mais il n'est pas idéal. En effet, il se forme des bulles de gaz, s'évacuant avec diffi culté, au contact des faisceaux de ltéchangeur, ce qui diminue la surface d'échange. D'autre part, tous ces types d'installations ne comportent pas de système de surchauffe légère des gaz avant leur retour aux réservoirs de stockage (échangeur supplémentaire, incorporé et spécialement prévu à cet effet, avec indications de la température des gaz de retour). La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des installations connues et concerne, à cet effet, une installation caractérisée en ce quelle comprend un réchauffeur dont la partie contenant le moyen de chauffage du gaz liquéfié est située en totalité en-dessous du point le plus bas dudit réservoir. Suivant une caractéristique particulière, le réchauffeur est constitué par une calandre cylindrique de forme coudée, dont une branche est verticale et l'autre inclinée par rapport à l'horizontale et forme avec la précédente un angle supérieur à 900 , cette branche inclinée recevant le moyen de chauffage du gaz liquéfié. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le réchauffeur comporte, dans sa partie supérieure, contenant l'atmosphère gazeuse, au-dessus du gaz liquide, un serpentin de surchauffe assurant une élévation de température du gaz vaporisé, au-delà de sa température de saturation avant l'envoi du gaz au réservoir. Ainsi, grace à l'invention, on a d'excellentes conditions d'échange thermique, quel que soit le niveau de remplissage du réservoir. La réalisation du moyen de chauffage, sous forme de faisceau à tubes parallèles entre eux et à l'axe de la branche inclinée, permet d'évacuer toutes les bulles de gaz vaporisé établissant d'excellentes conditions d'échange thermique entre le moyen de chauffage et le liquide. La présente invention sera décrite plus en détail a l'aide d'un mode de réalisation d'une installation de vaporisation représentée schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue de côté de l'installation, partiellement coupée, - La figure 2 est une vue de face de l'installation. Selon les figures, l'installation de vaporisation est destine à traiter le gaz liquéfié contenu dans des réservoirs, tels que le réservoir sphérique 100, représente à la figure 1. L'installation de vaporisation reçoit ce combustible tel que du propane par la conduite d'arrivée 1 munie d'un robinet d'arrêt 2 et d'une soupape de sécurité 3. Cette conduite débouche dans la partie inférieure du ré chauffeur 5 constituant la partie essentielle de l'invention. Ce réchauffeur 5 a la forme d'un tube coudé, ayant une branche verticale et une branche inclinée, de façon que l'angle d'ouverture du coude soit légèrement supérieur a 900. L'extrémité inférieure du réchauffeur comporte un moyen d'évacuation des produits de décantation 4 au point bas. Il s'agit d'une conduite munie d'un robinet 7.Cette branche inclinée du réchauffeur 5 est occupée par le faisceau de tubes de l'échangeur 9. Ces tubes sont traverses par un fluide de transfert calorifique provenant d'une chaudière non représentée. Le liquide à réchauffer, et que l'on veut partiellement vaporiser, occupe toute la partie inférieure inclinée du réchauffeur et arrive jusqu'au voisinage de l'extrémité supérieure de la branche verticale du réchauffeur. Comme le montrent les dessins, la différence de niveau entre le réservoir 100 et celui du liquide dans le réchauffeur est due aux pertes de charge de la tuyauterie. Il stagit la d'une différence de niveau qui existe en régime dynamique. alors qu'en régime statique ces deux niveaux sont identiques. Le volume. situé au-dessus du niveau du liquide dans le réchauffeur 5, est occupé par un serpentin de surchauffe 10 au-desus duquel se trouvent des chicanes 12 destinées à recueillir les gouttelettes de liquide en suspension dans le gaz pour les faire vaporiser ou retomber dans le liquide. Cette partie supérieure du réchauffeur 5 communique avec le réservoir 100 par une conduite 13 munie d'un robinet 14. Le gaz 7 résultant de la vaporisation du liquide dans le réchauffeur 5 sert ainsi a maintenir une pression constante au-dessus du liquide stocké dans le réservoir 100. Le gaz est extrait du réservoir 100 et l'utilisateur puise dans ce volume gazeux. L'invention comporte en outre, un pressostat pour la Ifsgulation de l'installation de vaporisation, ce pres sostat etant branché au point 17. Le tube 15' va vers le manomètre 15 et le thermomètre Il mesure la température du gaz à la sortie du réchauffeur, dans la conduite 13. Ce thermomètre Il est par exemple un thermomètre à bain de glycérine. Enfin. la conduite de sortie 13 est munie d'une soupape de sûreté 18, permettant l'échappement du gaz lorsque la pression règnant dans le réchauffeur dépasse une certaine valeur. La figure 2,qui est une vue de face de I'ins- tallation, montre divers détails qui ont été supprimés dans la figure 1. On remarque ainsi l'alimentation et la sortie 32, 33 du fluide de préchauffage, passant dans l'échangeur 9 > ainsi que le poste de contrôle et de commande 18 prévu sur une passerelle 19 à laquelle on accede par l'échelle 20. La personne vérifiant l'installation accède directement aux organes de commande et peut vérifier le manomètre 15, le pressos tat -17, et le manomètre isolable pour contrôler la pression regnant à l'intérieur du vaporisateur. Ces conduites 32 et 33 sont munies de robinets dlarrêt 36, 36rif Enfin, le réchauffeur est fermé a son extremité inférieure et à son extrémité supérieure par des brides 22, 23, permettant de démonter complètement l'échangeur 9 et le serpentin de surchauffe 10 pour inspecter l'intérieur du ré chauffeur. Enfin grâce à l'inclinaison de la branche inférieure du réchauffeur 5. on recueille les boues et les produits lourds au point bas. ce qui permet de les extraire par la conduite 4. L'installation décrite ci-dessus fonctionne comme suit Après l'ouverture des robinets 16, 2, 14 et 101, le liquide s'écoule dans le réchauffeur qui fait évaporer le gaz au niveau de l'échangeur 9. Ce gaz réchauffe Iui-même la colonne de liquide contenu notamment dans la branche verticale du réchauffeur 5. Le gaz qui s'échappe d liquide est de nouveau réchauffé par son passage sur le serpentin 10. Ce gaz passe alors dans le réservoir 100 où il échange de la chaleur avec le liquide contenu dans ce réservoir. En fonction de l'extraction de gaz, hors du ré réservoir le réchauffeur débite plus ou moins de gaz pour mainte nir une pression constante notamment dans le réservoir 100, pour que les utilisateurs disposent également d'une pression de gaz constante. Les pressostats 17 permettent de commander l'alimen tation de ltéchangeur en fonction des oscillations de pression. L'alimentation du serpentin de surchauffe, clas sique, n'a pas été représentée dans les dessins. Enfin, il est avantageux de fixer le réchauf feur sur un support 24 au niveau de sa partie coudée, ce sup port reposant sur un bâti 25 par exemple en béton. L'ensemble "support métallique" se présente sous la forme élancée d'une "flamme" réalisée par trois tôles d'acier 24, soudées à 1200 les unes par rapport aux autres sur une platine 26 en acier de forte épaisseur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté,et à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et dtautres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'in vent ion. REVENJ > ICATIONS 1") Installation de vaporisation de gaz liquéfié, reliée à un réservoir contenant du gaz liquéfié, installation caractérisée en ce qu'elle comprend un réchauffeur dont la partie contenant le moyen de chauffage du gaz liquéfié est située en totalité en-dessous du point le plus bas dudit réservoir. 20) Installation selon la revendication 1,carac térisée en ce que le réchauffeur est constitué par une calandre cylindrique de forme coudée, dont une branche est verticale et l'autre inclinée par rapport à l'horizontale et forme avec la précédente un angle supérieur à 900, cette branche inclinée recevant le moyen de chauffage du gaz liquéfié. 30) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le réchauffeur comporte, dans sa partie supérieure, contenant l'atmosphèrega- zeuse au-dessus du gaz liquide, un serpentin de surchauffe assurant une élévation de température du gaz vaporisé, au-delà de sa température de saturation avant l'envoi du gaz au réservoir. 40) Installation selon I'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen de chauffage du réchauffeur est constitué par un faisceau de tubes, traversé par le fluide de transfert calorifique. 50) Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les faisceaux de tubes sont sensiblement parallèles à l'axe de la branche inclinée du réchauffeur. 60) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le faisceau de tubes du moyen de chauffage et le dispositif de surchauffe sont fixés à des disques reliés de façon amovible à chaque extrémité du réchauffeur. 70) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'extré- mité inférieure de la branche inclinée du réchauffeur constitue un point bas de décantation des produits lourds contenus dans le gaz liquéfié. 80) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que le dispositif de surchauffe comprend un serpentin de surchauffe en contact avec le gaz vaporise du liquide et un certain nombre de chicanes destinées à retenir et å vaporiser les gouttelettes de liquide en suspension dans le gaz. 90 > Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de réglage et ne commande de la pression et de la température de l'atmosphère gazeuse du réchauffeur. IOOj Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de controle de la- tempé- rature sont constitués par un thermomètre a sonde plongé dans la conduite de sortie du réchauffeur. 110j Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens de commande de pression sont constitués par un pressostat et des manomètres liés à l'atmosphère du réchauffeur.