Brevet FR2570478A1 — publié le 19860321

Procédés et dispositifs pour condenser et recycler les gaz quoi s'évaporent d'une cuve de navire de transport de gaz liquéfié et navires comportant ces dispositifs. La présente invention a pour objet des procédés et des dispositifs pour condenser et recycler les gaz qui s évaporent d'une cuve de navire de transport de gaz liquéfié et des navires comportant ces dispositifs. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des navires de transport de gaz liquéfié, notamment des méthaniers. Le liquide contenu dans une cuve de navire de transport de gaz liquéfié s'évapore lentement par suite des entrées de calories et il faut évacuer les gaz qui résultent de cette évaporation pour éviter que la surpression dans la cuve ne dépasse la limite de résistance de celle-ci qui est faible. En général, les gaz sont rejetés à l'atmosphère ou brûlés. I1 existe également des navires méthaniers équipés d'une chaîne frigorifique qui permet de condenser les gaz et de les recycler dans les cuves. Cette chaîne frigorifique comporte un condenseur qui est alimenté en fluide de refroidissement à - 1650 pour le cas du méthane, ce qui est une solution onéreuse. A ce jour, on utilise des navires méthaniers non seulement pour transporter du méthane liquide, mais également pour séjourner à proximité de certains utilisateurs qui ne comportent pas de possibilité de stockage de gaz liquéfié ou qui sont situés dans des contrées exposées à des risques de sabotage des réservoirs de stockage,afin d'alimenter les utilisateurs directement à partir du navire qui sert de réservoir de stockage. Dans un tel cas, on est donc amené à pomper du liquide dans les cuves du navire et à le refouler à terre sous une pression élevée pour vaincre la perte de charge des canalisations puis à le vaporiser pour le distribuer aux utilisateurs. Pendant toute la durée de séjour du navire'à proximité du point d'utilisation, le liquide des cuves s'évapore et il est avantageux de récupérer les gaz et de les recycler dans la cuve car cette durée est de plusieurs mois. Les navires utilisés à ce jour comme réservoirs de stockage n'ont pas été transformés, de sorte qu'ils continuent à utiliser les groupes frigorifiques équipant normalement le navire pour condenser les gaz et pour les recycler, ce qui est une solution onéreuse. L'objectif de la présente invention est de procurer des moyens plus économiques pour condenser et recycler les gaz qui s'évaporent d'une cuve de navire de transport de gaz liquéfié qui sert de réservoir de stockage et dans lequel on prélève en continu du liquide destiné à des utilisateurs. Cet objectif est atteint ausmoyen d'un procédé selon lequel on aspire les gaz dans la cuve, on les fait passer à travers un condenseur qui est refroidi par le liquide prélevé dans la cuve et on renvoie le liquide condensé dans la cuve. De préférence, on prélève le liquide dans la cuve au moyen de pompes qui élèvent sa pression de quelques bars et qui refoulent le liquide dans le circuit de fluide de refroidissement d'un condenseur d'ou il ressort a 11 état liquide en ayant échangé uniquement de la chaleur sensible. Un dispositif selon l'invention comporte une pompe qui aspire le liquide contenu dans ladite cuve et qui le refoule sous une pression de quelques bars, un compresseur qui aspire les gaz dans ladite cuve et un condenseur dans lequel les gaz refoulés par ledit compresseur sont refroidis par le liquide refoule par ladite pompe et se condensent. Selon un mode de réalisation préférentiel, un dispositif selon l'invention comporte, en outre, un circuit de retour de la sortie du condenseur vers la cuve qui est équipé d'une vanne de décharge permettant d'abaisser la pression et la température du liquide condensé avant de le réinjecter dans la cuve. L'invention a pour résultat la récupération et le recyclage des gaz qui s'evaporent d'une cuve de navire de transport de gaz liquéfiés dans laquelle on prélève en continu du liquide pour desservir un utilisateur en condensant lesdits gaz au moyen de frigories qui sont produites par des moyens économiques. Dans le cas préférentiel où l'on élève de quelques bars la pression du liquide prélevé dans la cuve, avant de lenvoyer dans le condenseur, les frigories utilisées pour condenser les gaz sont constituées par de la chaleur sensible du liquide qui traverse le condenseur à l'é- tat liquide et à basse pression, de sorte que la construction du condenseur n'entraîne pas des frais élevés. Les procédés et les dispositifs selon l'invention sont particulièrement adaptés au recyclage des gaz qui s'evaporent des cuves de navires de transport de gaz liquifiés qui sont amarrés à proximité d'utilisateurs pour desservir directement ceux-ci en gaz. Une autre application avantageuse des procédés et des dispositifs selon la présente invention est le recyclage des gaz des cuves de navire de transport de gaz liquéfiés qui sont équipés de moteurs de propulsion mixtes pouvant etre alimentés en gaz combustible à partir de liquide prélevé dans les cuves. La description suivante se réfère a la figure unique qui représente schématiquement un dispositif selon l'invention. Le repère 1 représente l'une des cuves d'un navire de transport de gaz naturel liquéfié par exemple d'un méthanier. Selon une application particulière, le navire est un méthanier qui est utilisé non seulement pour transporter du méthane liquide jusqu'à un port de destination, mais également pour stocker le gaz liquéfié à proximité des points d'utilisation et pour délivrer progressivement du gaz aux utilisateurs et pendant tout le temps de stockage, le liquide s'évapore par suite des fuites de calories et il faut évacuer les gaz qui s'accumulent dans le haut de la cuve pour éviter que la pression dans la cuve ne dépasse le seuil de pression auquel les cuves peuvent résister. Comme la durée de stockage est relativement longue, de l'ordre de plusieurs mois, il est avantageux de récupérer les gaz et de les réinjecter dans la cuve. Les navires de transport de gaz liquéfié qui sont utilisés à ce jour pour stocker du gaz à proximité d'un lieu d'utilisation comportent des pompes à haute pression, de l'ordre de 50 bars, qui pompent le liquide dans les cuves et qui le refoulent à terre où il est gazéïfié avant d'etre utilise. Un dispositif selon l'invention comporte des pompes 2 qui aspirent le liquide dans la cuve et qui élèvent sa pression de quelques bars. Par exemple, les pompes 2 qui aspirent du méthane liquide à - 1650 et 1,2 bar, le refoulent à - 1600 et 5 bars. Le liquide refoulé par les pompes 2 traverse un condenseur 3, dans lequel il sert d'agent de refroidissement. Il sort du condenseur a l'état liquide par exemple à une température de l'ordre de - 1420C pour du méthane en ayant cédé seulement une partie de sa chaleur sensible et il est repris par des pompes 4 qui l'envoient à terre sous une pression élevée, de I'ordre de 50 bars nécessaire au transport. Le débit des pompes 2 et 4 est déterminé par les besoins des utilisateurs. En pratique, la consommation horaire minima des utilisateurs est de l'ordre de 80 T/h. La vaporisation moyenne totale d'un navire méthanier de 3 125.000 m est de l'ordre de 7 tonnesXheure. Les gaz sont évacués de la cuve 1 par un compresseur 5 qui refoule ceux-ci b travers le condenseur 3 où ils condensent. Par exemple, le compresseur 5 aspire du méthane gazeux a une pression de 1,2 bar et une température de - 155"C a - 1600C et il refoule un gaz a 5 bars et - 800C par suite de l'echauffement dû a la compression. A la sortie du condenseur 3, le méthane condensé est a une pression de l'ordre de 4,5 bars et une température de l'ordre de - 140"C, ce qui représente une différence d'enthalpie de 606,5 KJ/Kg et pour un débit de 7 tonneslheure, une consommation horaire de calories de 4255.106 KJ/h. La différence d'enthalpie entre le méthane liquide refroidi a - 1600 et a - 1420C, est de 53,25 KI/Rg. Si les besoins des utilisateurs sont d'au moins 80 T/h, on dispose de 4259.10 KJ/h, sous forme de chaleur sensible donc d'une quantité de frigories suffisante pour condenser les gaz sans aucun apport de frigories externes. Le liquide condensé sortant du condenseur 3 retourne a la cuve 1parut circuit 6 en passant a travers une vanne de décharge 7, de sorte que sa température et sa pression diminuent sous l'effet de la détente avant de pénétrer dans la cuve 1. Ainsi, un dispositif selon l'invention équipant un navire de transport de gaz naturel liquéfié permet d'utiliser celui-ci comme stockage de longue durée pour desservir directement des utilisateurs en récupérant la totalité des gaz dus a 11 évaporation dans les cuves avec une dépense d'énergie relativement faible, c'est- -dire l'énergie nécessaire au fonctionnement du compresseur 5 pour comprimer environ 7 T/ heure de gaz w 5 bars, ce qui représente une puissance installée de l'ordre de 500 KW, l'énergie de fonctionnement des pompes 2 étant négligeable et celle des pompes 4 étant de toutes façons nécessaire pour refouler le liquide vers la terre. Les condenseurs 3 sont des condenseurs qui fonctionnent avec des pressions maxima de l'ordre de 5 bars donc des condenseurs de construction relativement économique. Grâce aux pompes 2 qui compriment le liquide de refroidissement du condenseur avant le passage dans celui-ci, on évite de vaporiser ce liquide et d'avoir à le recomprimer, ce qui entraînerait une consommation d'énergie importante et des condenseurs de grande dimension. Une autre application d'un dispositif selon l'invention est l'équipement d'un navire de transport de gaz liquéfié, par exemple d'un navire méthanier, qui est équipé de moteurs de propulsion mixtes qui peuvent être alimentés en fuel ou en gaz comprimé à haute pression. Dans ce cas, pendant les trajets où les cuves sont pleines de gaz liquéfié, on pompe du liquide dans les cuves pour alimenter les moteurs de propulsion et on peut également faire passer le liquide pompé dans les cuves à travers un condenseur 3 pour servir de fluide de refroidissement des gaz. REVENDICATIONS 1. Procédé pour condenser et recycler les gaz qui s'évaporent d'une cuve (1) de navire de transport de gaz liquéfié, dans laquelle on prélève du liquide destiné à des utilisateurs, caractérisé en ce qu'on aspire les gaz dans la cuve (1), on les fait passer à travers un condenseur (3) qui est refroidi par ledit liquide prélevé dans la cuve et on renvoie le liquide condensé dans ladite cuve (1). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on prélève le liquide dans la cuve (1) au moyen de pompes (2) qui élè- vent la pression de quelques bars et qui refoulent le liquide dans le circuit de fluide de refroidissement d'un condenseur (3) d'où il ressort à l'état liquide en ayant échangé uniquement de la chaleur sensible. 3. Dispositif pour condenser et recycler les gaz qui s'évaporent d'une cuve (1)-de navire de transport de gaz liquéfié, dans laquelle on prélève du liquide destiné a des utilisateurs, caractérisé en ce qu'il comporte une pompe (2) qui aspire le liquide contenu dans ladite cuve (1) et qui le refoule sous une pression de quelques bars, un compresseur (5) qui aspire les gaz dans ladite cuve (1) et un condenseur (3) dans lequel les gaz refoulés par ledit compresseur (5) sont refroidis par le liquide refoulé par ladite pompe (2) et se condensent. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qutil comporte un circuit (6) de retour de la sortie du condenseur (3) vers la cuve (1) qui est équipé d'une vanne de décharge (7) permettant d'abaisser la pression et la température du liquide condensé avant de le réinjecter dans la cuve. 5. Navire de transport de gaz liquéfié utilisé comme capacité de stockage pour alimenter en gaz des utilisateurs, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dont le condenseur (3) est refroidi par le liquide prélevé dans les cuves pour alimenter lesdits utilisateurs. 6. Navire de transport de gaz liquéfié équipé de moteurs de propulsion mixtes pouvant etre alimentés en gaz combustible à partir du liquide prélevé dans les cuves, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dont le condenseur (3) est refroidi par le liquide prélevé dans les cuves pour alimenter lesdits moteurs de propulsion.