Brevet FR2504238A1 — publié le 19821022

La présente invention se rapporte à un réservoir pour le stockage de gaz liquéfiés et est constitué par des tôles cylindriques d'enveloppe et par au moins un anneau de renforcement disposé à l'intérieur des tôles d'enveloppe. Une supression règne normalement à l'intérieur des réservoirs de ce type.Cependant ces réservoirs doivent être renforcés pour résister à des dépressions pouvant se produire éventuellement lors de leur vidange et pour éviter qu'ils soient déformés par une pression non uniforme exercée sur le côté extérieur par la poussée des terres. On connaît pour le stockage de liquides, des réservoirs de forme cylindrique qui sont enterrés. Afin de les renforcer eu égard de la dépression régnant à l'intérieur ou eu égard à la pression exercée de l'intérieur, ces réservoirs sont équipés habituellement d'anneaux de renforcement disposés à des distances axiales déterminées à l'intérieur et reliés par soudage à la face intérieure des tôles d'enveloppe. La pression régnant normalement à l'intérieur des réservoirs provoque une dilatation ou une expansion de la paroi de ceux-ci qui est plus importante que celle des anneaux de renforcement.Etant donné que les anneaux de renforcement des réservoirs connus sont reliés par soudage à la paroi et empêchent, en conséquence, cette dernière de se dilater librement, on se trouve confronté à des contraintes dont on doit tenir compte lors des calculs de l'épaisseur de la paroi, contraintes qui nécessite l'utilisation de tôles d'une épaisseur relativement importante. La présente invention a pour objet d'éliminer ou au moins de réduire les contraintes qui,lors d'une dilatation, apparaissent au niveau des tôles d'enveloppe par suite de la liaison entre ces tôles et les anneaux de renforcement. Le problème exposé ci-dessus est résolu conformément à l'invention par un réservoir qui est caractérisé en ce que les tôles d'enveloppe renferment au moins une construction de soutien ne pouvant être soumise qu'à des efforts de compression. Etant donné que la stucture de soutien ne peut être solllicitée qu'à la pression, contrairement aux tôles d'enveloppe, des efforts de traction s'exerçant à partir de la stucture de soutien concernée lors,d'une dilatation des tôles d'enveloppe, ne peuvent pas être transmis à ces dernières de façon que les contraintes au niveau des tôles formant enveloppe se trouvent sensiblement réduites. Selon une caractéristique de l'invention le ou les anneaux de renforcement sont reliés à la paroi intérieure des tôles d'enveloppe, de façon connui,par soudage et le ou les anneaux de renforcement contiennent un Ctrésfllon qui est disposé diamétralement dans le plan de l'anneau et présente sur au moins l'une de ses extrémités un appui ne pouvant être sollicité qu'en compression. Grâce à l'insertion dans l'anneau de renforcement d'un élément de soutien qui est disposé de préférence perpendiculairement par rapport à la surface du sol, les forces produites par la terre reposant sur le réservoir sont absorbées et les sollicitations en flexion de l'anneau de renforcement, au niveau de sa zone supérieure, sont ainsi réduites sensiblement.En conséquence il est possible de prévoir des anneaux de renforcement de plus faibles dimensions qui constituent une moindre gêne à la dilatation des tôles d'enveloppe. Dans une autre forme de réalisation le ou les anneaux de renforcement établissent en regard des tôles d'enveloppe, un contact qui ne peut être sollicité que par une pression s' exerçant radialement. En absence de toute pression, la paroi du réservoir s'applique intimement contre les anneaux de renforcement et elle peut se dilater librement et indépendemment de ces derniers sans qu'on soit obligé à renoncer à la présence des anneaux de renforcement s'il se produit une dépression à l'intérieur du réservoir ou qu'une surpression agisse de I'éxtérieur sur ce dernier. Afin que les anneaux de renforcement conservent leur position dans le cas d'une surpression interne ils sont maintenus axialement, tout en étant libres radialement, entre des goussets fixés aux tôles d'enveloppe. Suivant une autre caractéristique de l'invention les anneaux de renforcement sont constitués par au moins deux segments présentant chacun une plaque de joint à ses extrémités et dont la longueur périphériqueestlégèrement infe- rieureà celle des tôles d'enveloppe sur leur côté intérieur, deux segments présentant sur l'une de leurs extrémités une butée tournée vers l'intérieur. Cette forme de réalisation permet un montage et un assemblage simples des anneaux de renforcement~à l'intérieur du réservoir.En vue de créer la précontrainte nécessaire aux segments, l'invention prévoit un procédé qui est caractérisé en ce que les extrémités des segments à l'exception des extrémités portant les butées sont reliés au niveau de leurs plaques de joint, en ce que les extrémités munies de butées des segments sont écartées à force l'une de l'autre et en ce que l'intervalle délimité par les extrémités Ôartéesst rempli à l'aide de tôles intermédiaires. Selon une autre variante de l'invention les anneaux de renforcement ou leurs segments sont équipés d'une structure croisillonnée. Cette forme de réalisation présente l'avantage de réduire les sollicitations en flexion des segments annulaires ce qui permet de diminuer leur section et de ce fait également leur poids Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig i montre en coupe transversale un réservoir suivant l'invention avec un anneau de renforcement qui est relié par soudage aux tôles d'enveloppe et à l'intérieur duquel est disposé diamétralement un étrésillon de soutien représenté en coupe longitudinale et comportant une pièce de pression cylindrique et creuse. La fig 2 montre, en coupe partielle, une pièce de pression avec une partie de guidage cylindrique destinée à un étrésillon de soutien tubulaire. La fig 3 est une perspective d'un étrésillon de soutien en deux pièces avec une pièce de pression. La fig 4 est une coupe longitudinale partielle d'un réservoir suivant l'invention et comportant un anneau de renforcement composé de trois segments. La fig 5 est une coupe transversale du réservoir de la fig 4. La fig 6 est une coupe transversale d'un réservoir équipé d'un anneau de renforcement composé de trois segments et muni d'une structure croisillonnée. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig 1 le réservoir comporte une tôle d'enveloppe cylindrique 1 à l'intérieur de laquelle sont disposés, de façon équidistante, des anneaux de renforcement 3' qui sont reliés par soudage à la paroi intérieure de la tôle d'enveloppe 1. Au niveau de leur partie inférieure des étrésillons de soutien 4de forme tubulaire sont fixés aux anneaux de renforcement 3' par l'intermédiaire d'une bride 5. Sur le côté de l'anneau de renforcement 3' diamétralement opposé à la bride 5, est fixée une pièce de pression 6 réalisée pour recevoir l'une des extrémités de l'étrésillon de soutien 4. A cet effet la pièce de pression 6 reliée par une bride 7 à l'anneau de renfor cernent 3' comporte une partie de guidage 8 dans laquelle est engagée l'extrémité de l'étrésillon de soutien 4. A l'état initial du réservoir,c'est-à-dire lorsque celui-ci n'est sollicité par aucune pression interne ou externe, l'étrésillon de soutien 4 est en contact avec la bride 7 de la pièce de pression 6. En présence d'une force agissant de l'extérieur, notamment par le haut, la bride 7 s'applique avec une pression correspondante sur l'extrémité supérieure de l'étrésillon de soutien 4. En cas de surpression interne, l'anneau de renforcement 3'relié par soudage aux tôles d'enveloppe 1, se dilate et s'allonge et la pièce de pression 6 reliée à l'anneau de renforcement 3', coulisse grâce à sa pièce de guidage 8 le long de l'étrésillon de soutien 4 sans que ce dernier puisse entraver l'expansion de l'anneau de renforcement 3' et des tôles d'enveloppe cylindriques 1. Dans une variante de la forme de réalisation suivant la fig 1, représentée à la fig 2, la pièce de pression 6' comporte une pièce de guidage cylindrique 8' qui s'engage dans l'étrésillon de soutien tubulaire 4. A la fig 2 les éléments coopérants sont représentés pour un réservoir se trouvant à l'état expansé. Suivant une autre forme de réalisation l'étrésillon de soutien 4' est divisé dans son plan longitudinal et se compose de deux moitiés 4a et 4b qui sont maintenues par deux pièces de pression 6' suivant la fig 2. Les éléments 4a, 4b présentent chacun une paroi semi-cylindrique 41 et deux brides 42. Lors du montage du réservoir, les éléments 4a, 4b sont placés autour des pièces de guidage 8' et les brides 42 sont assemblées au moyen de vis de façon que l'étrésillon 4' forme une unité rigide. Dans le cas d'une pression interne, les tôles d'enveloppe et le ou les anneaux de renforcement peuvent se dilater sans être genés par l'étrésillon de soutien 4'. Dans un autre exemple de réalisation, représenté au fig 4 et 5, les anneaux de renforcement 3 disposés à l'intérieur des tôles d'enveloppe cylindriques 1 ne sont pas reliés par soudage avec ces dernières. Trois goussets doubles 2a, 2b, 2c sont fixés sur la paroi intérieure des tôles d'enveloppe 1 pour le montage et le maintien dans le sens axial des anneaux de renforcement. Un anneau de renforcement 3 qui est composé de trois segments 3a, 3b, 3c est monté entre les goussets 2a, 2b, 2c. Chacun des segments présente sur ses extrémités une plaque de joint : le segment 3a les plaques de joint 11, 12, le segment 3b les plaques de joint 13, 14 et le segment 3c les plaques de joint 15, 16. Les plaques de joint 12 et 13 ainsi que les plaques de joint 11 et 16 sont reliées par des vis. Les segments 2b et 2c présentent chacun une butée 17 ou 18 à proximité des plaques de joint 14, 15. Lors du montage des anneaux de renforcement 3 dans le réservoir, un verin hydraulique est placé entre les butées 17 et 18 et applique l'anneau de renforcement encore ouverte sous une précontrainte contre la face intérieure des tôles d'enveloppe 1. L'espace vide entre les plaques de joint 14 et 15 est rempli au moyen de tôles intermédiaires ou de tôles de gar nissage 20 et les plaques de joint 14, 15 et les tôles de garnissage 20 sont reliées solidement au moyen de vis de façon que l'anneau de renforcement 3 forme alors une unité. Le verin hydraulique 19 est ensuite retirée des butées 17, 18. Lorsque le réservoir est rempli d'un gaz liquéfié sous pression, la tôle d'enveloppe 1 expansée peut s'écarter, sans être retenue, de l'anneau de renforcement 3. Dans le cas d'une dépression à l'intérieur du réservoir, la tôle d'enveloppe 1 peut, par contre, s'appuyer sur les anneaux de renforcement. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig 6, les segments 3a à 3n sont équipés chacun d'une stucture croisillonnée composée de plusieurs membrures ou de barres 21 reliées les unes aux autres à des points de jonction 22. Cette stucture croisillonnée permet d'utiliser des segments d'une plus faible section tout en conservant la même capacité de charge. REVENDICATIONS 1 - Réservoir pour le stockage de gaz liquéfiés qui est constitué par des tôles cylindriques d'enveloppe et par au moins un anneau de renforcement disposé à l'intérieur des tôles d'enveloppe, caractérisé en ce que les tôles d'enveloppe (1) renferment au moins une construction de soutien (3, 4, 6) ne pouvant être soumise qu'à des efforts de compression 2 - Réservoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les anneaux de renforcement (3') sont reliés à la paroi intérieure des tôles d'enveloppe (1), de façon connue, par soudage et en ce que le ou les anneaux de renforcement (3') contiennent unétrésillon (4, 4') qui est disposé diamétralement dans le plan de l'anneau et présente sur au moins l'une de ses extrémités un appui (6, 6') ne pouvant être sollicité qu'en compression. 3 - Réservoir suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les anneaux de renforcement (3, 3a, à 3n) établissent en regard des tôles d'enveloppe (1) un contact qui ne peut être sollicité que par une pression s'exerçant radialement. 4 - Réservoir suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les anneaux de renforcement (3) sont maintenus axialement, tout en étant libres radialement, entre des goussets (2a à 2n) fixés aux tôles d'enveloppe (1). 5 - Réservoir suivant l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que les anneaux de renforcement (3) sont constitués par au moins deux segments (3a, 3b, 3c) présentant chacun une plaque de joint (11 à 16) à ses extrémités et dont la longueur périphérique est légèrement inférieure celle deg tôles d enveloFpe (1) sur leur côté intérieur, et en ce que deux segments (3b, 3c) présentent sur l'une de leurs extrémités une butée (17, 18) tournée vers l'intérieur. 6 - Réservoir suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les anneaux de renforcement (3) ou leurs segments (3a à 3n) sont équipés d'une structure croisillonnée (21, 22). 7 - Procédé de montage d'un réservoir suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les extrémités des segments (3a à 3n) à l'exception des extrémités portant les butées (17, 18) sont reliées au niveau de leurs plaques de joint (12, 13, 11, 16), en ce que les extrémités munies de butées (17, 18) des segments (3b, 3c) sont écartées à force l'une de l'autre et en ce que l'intervalle délimité par les extrémitées écartées est rempli à l'aide de tôles intermédiaires (20).