Brevet FR2543261A1 — publié le 19840928

La présente invention concerne un dispo- sitif d'observation à l'intérieur d'un réservoir cryogé- nique en service contenant un gaz combustible liquéfié à basse température. La façon dont sont construits les réser- voirs cryogéniques ne permet pas, avec des moyens conven- tionnels, d'examiner de l'extérieur, l'intérieur de la cuve contenant le liquide à basse température. Or, il s'avère important de vérifier le bon état des accessoires installés dans le réservoir, tels que les clapets de fond ou les appareils de mesure, ainsi que le bon état des parois Ceci n'est réalisé, de façon traditionnelle, qu'après vidange du réservoir, balayage par un gaz inerte, puis éventuellement par de l'air, jus- qu'à élimination totale des gaz combustibles et réchauffement de l'ensemble du réservoir afin de permettre une visite de la cuve in- terne par un observateur équipé, le cas échéant, d'un appareil auto- nome de respiration si le réservoir est rempli de gaz inerte. Les opérations sont longues, coûteuses et non sans danger pour la tenue des ouvrages, en particulier pour ceux qui uti- lisent du béton au contact direct du gaz naturel liquéfié Elles sont impossibles pour un réservoir en sol gelé, qui, par nature, ne peut pas être réchauffé. La présente invention vise précisément à remédier aux inconvénients précités et à permettre l'observation de l'intérieur d'un réservoir cryogénique en service normal, c'est-à-dire contenant un liquide à basse température, surmonté de sa vapeur. L'invention vise ainsi à permettre une observation non seulement de la cuve elle-meme mais éga- lement de la surface libre du liquide, notamment au rem- plissage, pendant le soutirage, en période de brassage ou de recirculation. L'invention a ainsi pour but de permet- tre une observation à l'intérieur d'un réservoir sans qu'il soit nécessaire à un observateur de pénétrer dans la cuve. Ces buts sont atteints grâce à un dispo- sitif d'observation qui selon l'invention, comprend un tube fermé de façon étanche et muni d'au moins une par- tie transparente formant hublot, et de moyens de fixa- tion dans un orifice ou un tronçon de canalisation pré- vu dans la paroi du réservoir à observer, et le tube comprenant, d'une part, des moyens d'observation et/ou d'éclairage disposés dans le tube au voisinage de la par- tie transparente, d'autre part, des moyens d'introduc- tion d'un gaz sec et inerte à une température supérieure à celle de la phase gazeuse du produit présent dans le réservoir, et des moyens d'évacuation du gaz inerte. De préférence, les moyens d'introduction d'un gaz inerte comprennent une canalisation débouchant au voisinage des moyens d'éclairage et/ou d'observation et les moyens d'évacuation du gaz inerte sont disposés au voisinage de l'extrémité supérieure du tube étanche. Le gaz inerte peut être constitué par de l'azote, en particulier par de l'azote liquide regazéi- fié. Le gaz inerte et sec est introduit dans le tube étanche à une température égale ou supérieure à la température ambiante externe au réservoir. Le dispositif selon l'invention permet ainsi d'introduire dans le ciel gazeux du réservoir un appareil d'observation tel qu'appareil photo, endoscope, caméra de cinéma ou de télévision, et de créer autour de cet appareil les conditions nécessaires à son fonction- nement grâce à une température suffisante, une absence d'humidité, la possibilité d'utiliser des moyens d'éclai- rage introduits dans le dispositif lui-meme ou dans d'au- tres dispositifs similaires présents dans la cuve, tout en assurant la sécurité de l'installation grâce à l'étan- 3 2543261 chéité du tube monté sur le réservoir et à la présence du gaz inerte qui élimine tout risque de présence de gaz combustible dans les zones sous tension électrique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui fait suite d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné unique- ment à titre d'exemple, en référence au dessin annexé o la figure unique représente une vue schématique en coupe axiale du dispositif selon l'invention. Dans l'exemple représenté sur la figure, on voit un tube 1 composé d'un ou plusieurs tronçons assemblés bout à bout et fermés par un fond à la partie inférieure 9 du tube Le tube 1 comporte une partie transparente 7, par exemple en forme de hublot, étanche au gaz, réalisée dans la paroi latérale du tube 1 au voisinage du fond 9 pour constituer une zone d'observation. D'autres parties transparentes similaires peuvent être réalisées dans la paroi latérale du tube 1 à divers ni- veaux au-dessus du fond 9 Le fond 9 du tube 1 peut éga- lement être lui-même réalisé en matériau transparent, et être constitué par exemple d'une verrine formant éga- lement une zone d'observation. Le tube l est monté dans une tuyauterie 2 solidaire du dôme 3 du réservoir qui surmonte le toit 3 de la cuve interne, et traversant ledit toit Le tube 1 peut être monté à poste fixedans la tuyauterie 2 lors de la cons- truction de la cuve ou être amovible Dans ce dernier cas, la tuyauterie 2 débouchant sur le toit 3 est munie d'une vanne d'isolation à passage intégrai et le tube 1 est introduit dans la canalisation 1 après décompres- sion de la phase gazeuse présente dans la cuve L'ex- trémité supérieure du tube i est munie d'une bride 4 qui permet une fixation, par boulons, sur la bride 5 équipant l'extrémité supérieure de la tuyauterie 2 pré- existante Un joint 6 entre -brides assure l'étanchéité. 4 2543261 le tube 1 pourrait aussi être monté à l'aide d'une bri- de flottante autorisant une rotation et un coulissement du tube. Un ensemble mobile d'éclairage 30 et d'observation 20,21 est introduit par la partie supé- rieure du tube 1 à travers une ouverture obturable 19. Les moyens d'observation 21 et d'éclairage 30 sont des- cendus à hauteur de la partie transparente 7 du tube 1. Un joint assure l'étanchéité de la traversée de l'ou- verture 19 par la partie de l'ensemble d'éclairage et d'observation qui débouche à l'extérieur du tube 1 Une fois en place, le tube 1 constitue ainsi une enceinte étanche qui isole l'ensemble d'éclairage 30 et d'obser- vation 20,21 de la phase-gazeuse du produit stocké dans la cuve de stockage. Les moyens d'éclairage peuvent être cons- titués par une source lumineuse à alimentation électri- que, munie d'un réflecteur et descendue dans le tube 1 jusqu'au voisinage de la fenêtre d'observation consti- tuée par la partie transparente 7 de la paroi du tube. Naturellement, plusieurs sources lumineuses peuvent être utilisées simultanément avec plusieurs fenêtres 7 d'un même tube 1, ou une source lumineuse unique peut être descendue successivement en regard des différentes fe- netres 7. Les moyens d'observation peuvent compren- dre un tube endoscope 20 associé à un prisme inclinable 21 dont l'inclinaison est commandée par une bague 22 placée à la partie supérieure du tube 1, et à un objec- tif, ou un appareil de prise de vue, tel qu'un appareil photo, ou une caméra vidéo. En fait, tout moyen classique d'observa- tion ou d'éclairage peut être introduit dans le tube étanche 1 selon l'invention, bien que le tube 1 soit plongé dans un milieu froid et combustible En effet, selon l'invention, le système d'éclairage et l'appareil d'observation sont tous deux placés dans une bulle de gaz chaud, ou relativement chaud, sec et inerte Pour ce faire, le tube 1 est équipé d'un tube 10 d'injection de gaz inerte et sec, éventuellement chauffé, ou à tem- pérature ambiante, qui peut être par exemple constitué par de l'azote Le gaz inerte est introduit à la partie supérieure du tube 1 par l'entrée Il de la canalisation , et débouche à la partie inférieure du tube 1, à hauteur de la zone transparente 7 o sont placés les moyens d'éclairage et d'observation Un tuyau de sortie 13, placé à la partie supérieure du tube 1 assure l'éva- cuation du gaz inerte, après balayage de l'intérieur du tube 1, à l'atmosphère ou dans un collecteur. Le balayage de l'intérieur du tube 1 à l'aide d'un gaz inerte, sec et à une température voisi- ne de la température ambiante ou un peu supérieure, as- sure plusieurs fonctions Il permet de rendre inerte l'intérieur du tube étanche 1 et ainsi d'alimenter en toute sécurité en courant électrique basse tension les moyens d'éclairage ou d'observation L'alimentation électrique peut ainsi être amenée jusqu'au fond du tube 1 placé au coeur de la cuve à étudier et les moyens d'éclairage notamment peuvent être relativement puis- sants et beaucoup plus efficaces que des moyens d'éclai- rement indirects utilisant par exemple des fibres opti- ques. Le balayage à l'intérieur du tube étan- che 1 permet aussi de sécher le tube 1 et l'appareil d'observation afin d'éviter la formation de givre sur les hublots, la verrine et l'objectif, du fait de la très basse température (qui peut atteindre environ 1600 C) du milieu dans lequel est plongé le tube i. Le balayage à l'intérieur du tube-étan- che 1 a encore pour rôle de réchauffer la zone d'obser- vation pour éviter la détérioration par le froid de l'appareil d'observation, en particulier de son objectif. Dans le cas o le tube 1 n'est pas monté à poste fixe dès la construction, la mise en oeuvre de celui-ci pour réaliser une observation de l'intérieur d'une cuve est la suivante On pratique d'abord une dé- compression de la phase gazeuse afin de limiter l'échap- pement de gaz de la cuve lors de l'intr-oduction du tube 1 dans la tuyauterie 2 Après introduction du tube 1 et assemblage des brides 4,5, et retour éventuel à la pres- sion de service du réservoir, on pratique l'injection et la circulation de gaz inerte dans le tube étanche 1 qui est obturé à sa partie supérieure Après ouverture de l'orifice 19 à la partie supérieure du tube étanche 1 et, introduction de façon étanche de l'ensemble mobi- le d'éclairage et d'observation 20,30, la circulation de gaz inerte est maintenue pendant toute la durée de l'observation. Dans certains cas, plusieurs dispositifs similaires à tube étanche 1 formant sas, avec zone transparente 7, balayé par un gaz inerte peuvent être utilisés conjointement dans une même cuve et être intro- duits dans des tuyauteries 2 différentes en attente. Certains de ces dispositifs peuvent par exemple, n'avoir qu'un r 8 le d'éclairage de l'intérieur de la cuve et ne comporter que des moyens d'éclairage, les moyens d'ob- servation étant disposés dans un seul tube principal d'observation 1 dont la réalisation est du même type. uoieoijqnd eunone e neil euuop e,,u oiewnu 93 ff ff n m M e W Ni CD hi SIU Vd 3 liaiuisn CINI 3 L 3 18 d O Ud VI 30 IVNOIIV Nin LIISNI 3 SI'VàNV Ud 3 n-oiiend 3 ki 60 L z 9 z Et IS z REVENDICATIONS 1 Dispositif d'observation à l'intérieur d'un réservoir cryogénique en service contenant un gaz combus- tible liquéfié à basse température, c a r a c t é r i S é en ce qu'il comprend un tube ( 1) fermé de façon étanche et muni d'au moins une partie transparente ( 7) formant hublot, et de moyens ( 4,5) de fixation dans un orifice ou un tronçon de canalisation ( 2) prévu dans la paroi ( 3,8) du réservoir à observer, et en ce que le tube ( 1) comprend, d'une part, des moyens d'observations ( 20,21) et/ou d'éclairage ( 30) dis- posés dans le tube ( 1) au voisinage de la partie trans- parente ( 7), d'autre part, des moyens ( 11,12) d'introduc- tion d'un gaz sec et inerte à une température supérieure à celle de la phase gazeuse du produit présent dans le réservoir, et des moyens ( 13) d'évacuation du gaz inerte. 2 Dispositif d'observation selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les moyens ( 11,12) d'intro- duction d'un gaz inerte comprennent une canalisation ( 11, 12) débouchant au voisinage des moyens d'éclairage ( 30) et/ou d'observation ( 20,21) et en ce que les moyens ( 13) d'évacuation du gaz inerte sont disposés au voisinage de l'extrémité supérieure du tube étanche ( 1). 3 Dispositif d'observation selon la'revendica- tion 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le gaz inerte est constitué par de l'azote. 4 Dispositif d'observation selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que le gaz inerte et sec est constitué par de l'azote liquide regazéifié. Dispositif d'observation selon l'une quel- conque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz inerte et sec est introduit, dans le tube étanche à une température égale ou supérieure à la température ambiante externe au réservoir. 6 Dispositif d'observation selon l'une quel- conque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 8 2543261 les moyens d'éclairage ( 30) comprennent des sources lu- mineuses électriques constituées par des lampes à incan- descence ou similaires ( 30). 7 Dispositif d'observation selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'observation ( 20,21) comprennent un endosco- pe ( 20)ou des moyens de prise de vue. 8 Dispositif d'observation selon l'une quel- conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tube étanche ( 1) est monté sur le réservoir à l'aide d'une bride flottante autorisant un coulissement axial et une rotation du tube ( 1) par rapport au réservoir. 9 Dispositif d'observation selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs tubes étanches ( 1) fixés sur la paroi du réservoir, munis d'une partie transparente ( 7) et ali- mentés en gaz inerte et sec à une température très supé- rieure à celle de la phase gazeuse du produit présent dans le réservoir, et en ce que certains tubes ( 1) sont munis exclusivement de moyens d'éclairage ( 30) tandis qu'au moins un tube est muni de moyens d'observation ( 20,21).