Brevet FR2941767A1 — publié le 20100806

La présente invention concerne un bloc de remplissage pour réservoir cryogénique, un réservoir et son procédé de remplissage. Pour utiliser et exploiter un réservoir cryogénique il est nécessaire que ce dernier soit équipé de plusieurs robinets, d'une bride pour le remplissage, d'une cellule de niveau ainsi que de soupapes de sécurité. L'invention concerne un bloc de remplissage réunissant sur un ensemble monobloc une bride de remplissage et de vannes ou robinets permettant sélectivement d'alimenter le réservoir selon deux canaux distincts. Un tel bloc de remplissage est prévu notamment pour éviter l'épandage de liquide cryogénique en cas de rupture intempestive du flexible de remplissage du réservoir et ou en cas de mauvaise utilisation des robinets de sectionnements. Un bloc de remplissage est de préférence prévu également pour permettre la mesure de pression de la phase gazeuse du réservoir lorsqu'il est connecté par l'intermédiaire d'un flexible de remplissage à un véhicule ravitailleur. Les véhicules semi-remoques de remplissage sont en général conçus pour piloter le remplissage de façon à éviter un sur-remplissage accidentel ainsi éviter des explosions du réservoir. Il est connu de l'art antérieur un bloc de remplissage mais ce dernier n'est pas apte à assurer les deux fonctions ci-dessus. En effet, pour éviter le sur remplissage du réservoir avec le bloc de remplissage connu, il est nécessaire d'installer un robinet de sur-remplissage sur la bride d'entrée (raccord d'entrée) du bloc de remplissage. Dans les blocs de remplissage existants, un clapet anti-retour est prévu pour empêcher toute sortie intempestive de fluide via le bloc de remplissage (gaz ou liquide provenant du réservoir). Pour éviter aux compagnies gazières d'installer systématiquement un robinet de sur remplissage sur les réservoirs, il est proposé un bloc de remplissage permettant d'équiper les semi remorques ravitailleurs d'un système permettant le sur-remplissage du réservoir. A cette fin l'invention concerne un bloc de remplissage pour réservoir cryogénique, comprenant un corps définissant un circuit interne pour le transit de liquide cryogénique, ledit circuit interne comprenant une extrémité amont prévue pour l'entrée de liquide et deux extrémités aval destinées à être reliées respectivement avec les phases liquide et gazeuse d'un réservoir cryogénique, les deux extrémités aval du circuit étant reliée en parallèle à l'extrémité amont via respectivement un premier conduit et un second conduit ayant des portions aval distinctes, le bloc comprenant une première et une seconde vanne à commande manuelle disposées respectivement sur les premier et second conduits parallèles, dans lequel uniquement le premier conduit comprend un clapet anti-retour prévu pour empêcher la circulation de fluide l'aval vers l'amont. L'invention permet de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le clapet anti-retour est situé sur le premier conduit, entre l'extrémité amont et la première vanne, - le clapet anti-retour est situé sur le premier conduit, entre la première vanne et l'extrémité aval destinée à être reliée avec la phase liquide d'un réservoir cryogénique, - les première et seconde vannes à commande manuelle comportent un clapet mobile de fermeture sélective des conduits respectifs et un organe de commande manuel du déplacement du clapet mobile tel qu'un volant, ledit organe de commande étant rapporté sur le corps du bloc, - le clapet comporte une vanne de purge à commande manuelle disposée sur le circuit, - le corps du bloc comporte un raccord mécanique formé au niveau de l'extrémité amont, le raccord mécanique étant prévu pour coopérer en accrochage amovible avec une extrémité conjuguée d'un flexible de remplissage, - le raccord mécanique est situé entre les deux vannes à commande manuelle, - le bloc comporte un évent de surpression disposée sur le circuit, - le corps et tout est monobloc et formé d'au moins un matériau tel que de l'acier. L'invention concerne également un réservoir cryogénique comportant un bloc de remplissage conforme à l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci les deux extrémités aval du circuit étant reliées respectivement avec les parties basse et haute du réservoir. L'invention concerne également un procédé de remplissage d'un tel réservoir cryogénique, comprenant : - une étape de connexion d'un flexible de remplissage à l'extrémité amont, du bloc de remplissage, - une étape d'ouverture uniquement de la seconde vanne, - une étape de mesure de la pression au niveau de la partie supérieure du réservoir via un capteur de pression situé au niveau de la prise de remplissage, une étape de remplissage du réservoir via le premier ou via le second conduit en fonction de la pression mesurée au niveau de la partie supérieure du réservoir, le remplissage via le premier ou via le second conduit étant réalisé en ouvrant uniquement la vanne du conduit approprié et en refermant l'autre vanne. L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue schématique illustrant la structure et le 20 fonctionnement d'un exemple de réalisation d'un bloc de remplissage selon l'invention lorsqu'il est raccordé à un réservoir, - la figure 2 représente une vue en perspective et partielle illustrant un autre exemple de réalisation d'un bloc de remplissage selon l'invention. Le bloc de remplissage 1 représenté aux figures 1 et 2 est un système 25 compact composé de divers composants qui sont de préférence moulés, usinés, et soudés pour former un ensemble qui intègre de préférence entièrement dans une unité les fonctions décrites ci-après. Le bloc de remplissage 1 comprend un corps, de préférence monobloc, définissant un circuit 2 interne pour le transit de fluide cryogénique. 30 Le circuit 2 interne comprend une extrémité amont 3 définissant un orifice d'entrée prévue pour l'entrée de liquide. Comme représenté à la figure 2, le corps du bloc 1 peut comporter un raccord mécanique 13, tel qu'une bride de remplissage, formée au niveau de l'extrémité 3, pour coopérer en accrochage amovible avec une extrémité conjuguée d'un flexible de remplissage. Le circuit 2 interne comprend deux extrémités aval 6, 7 formant deux orifices de sortie pour le fluide reliées respectivement avec les phases liquide L et gazeuse G d'un réservoir 8 (respectivement au niveau des parties basse et haute du réservoir 8). Les deux extrémités aval 6, 7 du circuit 2 sont reliée en parallèle à l'extrémité 3 amont via respectivement un premier conduit 4 et un second conduit 5. C'est-à-dire que les deux conduits 4, 5 ont une extrémité amont commune mais des portions aval distinctes. Une première 10 vanne à commande manuelle est disposée sur le premier conduit 4 pour contrôler sélectivement la circulation de fluide entre l'entrée 3 et l'extrémité aval 6 correspondante. Une seconde vanne 9 à commande manuelle est disposée sur le second 15 conduit 5 pour contrôler sélectivement la circulation de fluide entre l'entrée 3 et l'extrémité aval 7 correspondante. Comme représenté, le raccord mécanique 13 de remplissage est de préférence situé entre les deux vannes 9, 10. Une vanne de purge 12 à commande manuelle peut être prévue 20 facultativement sur le circuit 2 pour permettre sa vidange. De même, comme représenté sur la figure 2, un clapet formant un évent 14 de surpression peut être prévu sur le circuit 2 pour évacuer vers l'atmosphère du fluide en cas de surpression anormale. Selon une particularité avantageuse, un clapet anti-retour 11 est prévu sur 25 le bloc de remplissage uniquement sur le premier conduit 6 du circuit 2. De cette façon, le clapet anti-retour 11 empêche ainsi uniquement les retours de fluide de vers l'amont via l'extrémité aval 6 raccordée à la phase liquide. C'est-à-dire qu'une mesure de pression au niveau de la partie haute du réservoir 8 est possible via l'extrémité amont 3 lorsque la seconde vanne 9 du second conduit 5 est ouverte. 30 Par exemple, un flexible de remplissage d'un camion ravitailleur équipé d'un capteur de pression peut ainsi mesurer la pression de la phase gazeuse du réservoir préalablement, pendant ou pendant un remplissage. De cette façon, en fonction de la pression mesurée en partie haute du réservoir 8, l'opérateur peut décider de remplir le réservoir par sa partie basse (première vanne 10 ouverte et seconde vanne 9 fermée) ou par sa partie haute (première vanne 10 fermée et seconde vanne 9 ouverte). Le remplissage du réservoir 8 par sa partie haute peut notamment être nécessaire lorsque la pression dans le réservoir est relativement haute. En effet, le remplissage par le haut va provoquer un refroidissement de la phase gazeuse G du réservoir via l'apport de liquide cryogénique relativement froid. Le bloc de remplissage 1 selon l'invention assure donc une fonction régulation à travers deux vannes 9, 10 situées de chaque coté de l'ensemble de remplissage. Cette fonction de régulation de débit de liquide ou de gaz est obtenue en ouvrant, fermant ou obstruant partiellement les conduits 5, 4. Le bloc de remplissage 1 assure également une fonction anti-retour, qui permet, uniquement sur une branche 4 du circuit 2 de limiter le passage du liquide ou du gaz à une seule direction (seule une circulation dans le sens d'un remplissage est possible sur le premier conduit 4). Sur la figure 2, le clapet 11 anti-retour n'est pas visible mais est situé dans le corps du bloc 1, de façon adjacente au clapet de la première vanne 10. Le bloc de remplissage 1 intègre également une fonction de connexion 13 pour le remplissage, de préférence entre deux vannes 9, 10. Le bloc de remplissage 1 peut intégrer une fonction de purge du circuit 2 pour purger le flexible de remplissage et l'intérieur du bloc de remplissage afin d'éviter la contamination du liquide (vanne de purge 12 en option). Le bloc de remplissage 1 peut intégrer également une fonction de protection contre la surpression de l'ensemble de remplissage (évent 14 en option). REVENDICATIONS1. Bloc de remplissage pour réservoir cryogénique, comprenant un corps définissant un circuit (2) interne pour le transit de liquide cryogénique, ledit circuit (2) comprenant une extrémité amont (3) prévue pour l'entrée de liquide et deux extrémités aval (6, 7) destinées à être reliées respectivement avec les phases liquide (L) et gazeuse (G) d'un réservoir (8) cryogénique, les deux extrémités aval (6, 7) du circuit (2) étant reliée en parallèle à l'extrémité (3) amont via respectivement un premier conduit (4) et un second conduit (5), le bloc (1) comprenant une première (10) et une seconde vanne (9) à commande manuelle disposées respectivement sur les premier (4) et second conduits (5) parallèles, caractérisé en ce qu'uniquement le premier conduit (6) comprend un clapet anti-retour (11) prévu pour empêcher la circulation de fluide l'aval vers l'amont. 2. Bloc de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (11) est situé sur le premier conduit (6), entre l'extrémité (3) amont et la première vanne (10). 3. Bloc de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (11) est situé sur le premier conduit (6), entre la première vanne (10) et l'extrémité aval (6) destinée à être reliée avec la phase liquide (L) d'un réservoir cryogénique. 4. Bloc de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les première (10) et seconde vannes (9) à commande manuelle comportent un clapet mobile de fermeture sélective des conduits respectifs et un organe de commande manuel du déplacement du clapet mobile tel qu'un volant, ledit organe de commande étant rapporté sur le corps du bloc (1). 5. Bloc de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une vanne de purge (12) à commande manuelle disposée sur le circuit (2). 6. Bloc de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps du bloc (1) comporte un raccord mécanique (13) formé au niveau de l'extrémité amont (3), le raccord mécanique (13)étant prévu pour coopérer en accrochage amovible avec une extrémité conjuguée d'un flexible de remplissage. 7. Bloc de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le raccord mécanique (13) est situé entre les deux vannes (9, 10) à commande manuelle. 8. Bloc de remplissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un évent (14) de surpression disposée sur le circuit (2). 9. Réservoir cryogénique destiné à contenir un mélange cryogénique en équilibre liquide-vapeur, caractérisé en ce qu'il comprend un bloc (1) de remplissage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, les deux extrémités aval (6, 7) du circuit (2) étant reliées respectivement avec les parties basse et haute du réservoir (8). 10. Procédé de remplissage d'un réservoir cryogénique conforme à la revendication 9, comprenant : - une étape de connexion d'un flexible de remplissage à l'extrémité (3) amont, du bloc de remplissage (1), - une étape d'ouverture uniquement de la seconde (10) vanne, - une étape de mesure de la pression au niveau de la partie supérieure du réservoir (8) via un capteur de pression situé au niveau de la prise de remplissage, - une étape de remplissage du réservoir via le premier (4) ou via le second conduit (5) en fonction de la pression mesurée au niveau de la partie supérieure du réservoir (8), le remplissage via le premier (4) ou via le second conduit (5) étant réalisé en ouvrant uniquement la vanne (9, 10) du conduit (4, 5) approprié et en refermant l'autre vanne (10, 9).