Brevet FR3122476A1 — publié le 20221104

L’invention concerne une installation de stockage (71) pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse (3) et une cuve (1), dans laquelle l’installation de stockage (71) comporte une structure traversante (12, 13) qui est fixé à la structure porteuse et qui traverse la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure, dans laquelle la structure traversante (12, 13) comporte un fût (18) et un plafond (28) bombé, le plafond (28) bombé étant fixé à une extrémité supérieure du fût (18), le plafond bombé étant traversé par au moins une conduite, dans laquelle ladite conduite est fixée au plafond bombé au moyen d’un dispositif de support (43), et dans laquelle le dispositif de support comporte : - un anneau de support (44) qui est soudé autour de ladite conduite, - un tube de support (45) qui est soudé d'une part à l’anneau de support et d'autre part au plafond bombé. Figure pour l’abrégé : Fig. 5 Installation de stockage pour gaz liquéfié L’invention se rapporte au domaine des installations de stockage pour gaz liquéfié comprenant une cuve étanche et thermiquement isolante, à membranes. En particulier, l’invention se rapporte au domaine des cuves étanches et thermiquement isolantes pour le stockage et/ou le transport de gaz liquéfié à basse température, telles que des cuves pour le transport de Gaz de Pétrole Liquéfié (aussi appelé GPL) présentant par exemple une température comprise entre -50°C et 0°C, ou pour le transport de Gaz Naturel Liquéfié (GNL) à environ -162°C. Ces cuves peuvent être installées à terre ou sur un ouvrage flottant. Dans le cas d’un ouvrage flottant, la cuve peut être destinée au transport de gaz liquéfié ou à recevoir du gaz liquéfié servant de carburant pour la propulsion de l’ouvrage flottant. Arrière-plan technologique Le document WO2019039132 divulgue une installation de stockage pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante qui est logée à l'intérieur de la structure porteuse. L’installation de stockage comporte un dôme gaz destinée à définir une voie de circulation entre l'espace intérieur de la cuve et l’extérieur de l’installation de stockage. Le dôme est gaz est situé au centre de la paroi de plafond. Ce dôme comporte un fût fixé à la structure porteuse et un plafond bombé soudé au fût et permettant à la structure de résister à une pression interne élevée. Afin d’évacuer la vapeur, une conduite d’évacuation est soudée directement au plafond bombé du dôme gaz. Selon le code IGC (« International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk »), ce document décrit une cuve autoporteuse sous pression de type C. Généralement, le chargement des cuves sous pression de type C est plus long que pour les autres types de cuves. La descende en température de la conduite d’évacuation est donc lente, ce qui permet en outre de limiter les contraintes sur la soudure assurant la fixation du conduit d’évacuation à la paroi bombée du dôme. Au niveau des dômes liquide ou gaz, dans ce type de cuves de type C, la règlementation selon le code IGF (« International Code of Safety for Ship Using Gases or Other Low-flashpoint Fuels ») pour cuve de type C impose de réaliser l’ensemble des soudures du dôme avant son montage sur la structure porteuse afin de pouvoir tester leur résistance sous pression. Dès lors, une portion de la conduite est soudée directement au plafond bombé avant la fixation du dôme sur la structure porteuse. Toutefois, une telle conception ne permet pas notamment d’absorber une trop forte contraction/dilatation thermique exercée sur les conduites, comme cela peut être le cas lors du chargement d’une cuve à membrane qui est susceptible d’être réalisé beaucoup plus rapidement que le chargement d’une cuve de type C. Ceci peut mener à la rupture des soudures. Résumé Une idée à la base de l’invention est d’améliorer la résistance d’une telle conception de structure traversante aux contraintes de contraction/dilatation thermique tout en assurant la compatibilité avec la conception des cuves sous pression. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit une installation de stockage pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse et une cuve étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse, la structure porteuse comprenant une paroi porteuse supérieure et la cuve comprenant une paroi de plafond fixée à la paroi porteuse supérieure, la paroi porteuse supérieure et la paroi de plafond étant interrompues localement de manière à délimiter une ouverture, dans laquelle la paroi de plafond comporte, dans une direction d’épaisseur de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, au moins une barrière thermiquement isolante et au moins une membrane d’étanchéité supportée par la barrière thermiquement isolante et destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve, dans laquelle l’installation de stockage comporte une structure traversante qui est fixé à la structure porteuse et qui traverse la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure au niveau de l’ouverture, dans laquelle la structure traversante comporte un fût qui s'étend selon ladite direction d’épaisseur, et comporte un plafond bombé, le plafond bombé étant fixé à une extrémité supérieure du fût faisant saillie à l’extérieur de la cuve de sorte à former avec le fût un espace interne, le fût comportant une paroi périphérique, la paroi périphérique ou le plafond bombé étant traversé par au moins une conduite, dans laquelle ladite conduite est fixée à la paroi périphérique ou au plafond bombé au moyen d’un dispositif de support, et dans laquelle le dispositif de support comporte : - un anneau de support qui est soudé autour de ladite conduite à l’extérieur de l’espace interne de la structure traversante - un tube de support qui s'étend autour de la conduite et qui est soudé d'une part à l’anneau de support et d'autre part à la paroi périphérique ou au plafond bombé de manière à assurer le support de ladite conduite, le dispositif de support étant configuré pour permettre la contraction radiale et longitudinale de ladite conduite. Grâce à ces caractéristiques, le dispositif de support permet à la conduite de se déformer librement en contraction/dilatation thermique dans une direction radiale et longitudinale de sorte à limiter les contraintes sur les soudures liant la conduite à la structure traversante. En effet, lors de la contraction/dilatation thermique de la conduite, l’anneau de support ou le tube de support du dispositif de support vont se déformer en premier de sorte à limiter la déformation des soudures. De plus, une telle conception permet de souder ensemble la structure traversante, le dispositif de support et la conduite avant la fixation sur la structure porteuse. Le plafond bombé permet à la structure traversante de mieux supporter la pression interne à la cuve. Selon des modes de réalisation, une telle installation de stockage peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, la cuve est dimensionnée pour supporter une pression interne supérieure ou égale à 1,7.10 5 Pa, de préférence comprise entre 1,7.10 5 Pa et 5.10 5 Pa, de manière plus préférentielle compris entre 2.10 5 Pa et 4.10 5 Pa. Selon un mode de réalisation, l’au moins une conduite traversant la paroi périphérique ou le plafond bombé est choisie parmi une conduite de chargement en gaz liquéfié raccordée à une pompe de chargement, une conduite de déchargement en gaz liquéfié raccordée à une pompe de déchargement, une conduite d’évacuation de vapeur qui comporte une soupape de sureté configurée pour s’ouvrir et évacuer de la vapeur de la cuve lorsque elle est soumise à une pression supérieure à une pression seuil Ps, une conduite d’apport en gaz liquéfié raccordée à une rampe de pulvérisation disposée dans la cuve, ou une conduite de sécurité, le plafond bombé de la structure traversante étant soudé à l’extrémité supérieure du fût, le fût et le plafond bombé formant une structure de dôme. Selon un mode de réalisation, une surface extérieure du fût et du plafond bombé est recouverte d’une garniture isolante. Selon un mode de réalisation, l’au moins une conduite traversant la paroi périphérique ou le plafond bombé est choisie parmi une conduite d’évacuation de vapeur qui comporte une soupape de sureté configurée pour s’ouvrir et évacuer de la vapeur de la cuve lorsque elle est soumis à une pression supérieure à une pression seuil Ps, une conduite d’apport en gaz liquéfié raccordée à une rampe de pulvérisation disposée dans la cuve, ou une conduite de sécurité, le plafond bombé étant fixé de manière amovible, par exemple par vissage, à ladite extrémité supérieure du fût, le fût et le plafond bombé formant une structure de trou d’homme. Selon un mode de réalisation, le plafond bombé est fixé au fût à l’aide d’un système de fixation, l’espace interne formé par le plafond bombé et le fût étant au moins partiellement rempli de garniture isolante. Selon un mode de réalisation, une surface interne du plafond bombé est recouverte de la garniture isolante. Ainsi, le placement de la garniture isolante permet d’isoler thermiquement le système de fixation de l’espace interne de la cuve de sorte à diminuer les contraintes thermiques exercées sur le système de fixation. Selon un mode de réalisation, ledit fût est soudé de manière étanche à la membrane d’étanchéité et est fixé à la paroi porteuse supérieure au moyen d'un dispositif de fixation, et dans laquelle le dispositif de fixation comporte : - un anneau de fixation qui est disposé à l'extérieur de la paroi porteuse supérieure de la structure porteuse et qui est soudé autour du fût interne, - une collerette de fixation qui s'étend radialement autour et à distance du fût et qui est soudée à la paroi porteuse supérieure, - un tube externe de support qui s'étend autour du fût et qui est soudé d'une part à la collerette de fixation et d'autre part à l'anneau de fixation de manière à assurer le support du fût, le dispositif de fixation étant configuré pour permettre la contraction radiale et longitudinale du fût. Selon un mode de réalisation, la paroi porteuse supérieure est une paroi porteuse supérieure interne, la structure porteuse comportant une structure porteuse interne comprenant la paroi porteuse supérieure interne et une structure porteuse externe entourant la structure porteuse interne et comprenant une paroi porteuse supérieure externe disposée au-dessus et espacée de la paroi porteuse supérieure interne, la cuve comprenant une structure principale et une cheminée reliée à la structure principale, la structure principale comportant la paroi de plafond et étant agencée dans la structure porteuse interne, la cheminée s’étendant de la paroi porteuse supérieure interne à la paroi porteuse supérieure externe au droit de l’ouverture, la structure traversante étant fixée à la paroi porteuse supérieure externe au moyen d’un dispositif de fixation, et la structure traversante comportant une tour de chargement/déchargement traversant la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure interne au niveau de l’ouverture. Selon un mode de réalisation, la structure traversante est une première structure traversante, et dans laquelle l’installation de stockage comporte au moins une une deuxième structure traversante qui est fixé à la structure porteuse et qui traverse la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure au niveau de l’ouverture, la deuxième structure traversante étant espacée de la première structure traversante. Selon un mode de réalisation, la structure traversante est une première structure traversante et l’ouverture est une première ouverture, et dans laquelle l’installation de stockage comporte au moins une deuxième structure traversante qui est fixé à la structure porteuse et qui traverse la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure au niveau d’une deuxième ouverture, la deuxième ouverture étant espacée de la première ouverture. Selon un mode de réalisation, la première structure traversante forme une structure de dôme et la deuxième structure traversante forme une structure de trou d’homme. Selon un mode de réalisation, le plafond bombé est traversé par une pluralité de conduites, au moins une conduite choisie parmi la pluralité de conduites est fixée au plafond bombé au moyen dudit dispositif de support, de préférence chaque conduite est fixée au moyen d’un dispositif de support dédié. Selon un mode de réalisation, la paroi périphérique du fût est traversée par une pluralité de conduites, au moins une conduite choisie parmi la pluralité de conduites est fixée à la paroi périphérique au moyen dudit dispositif de support, de préférence chaque conduite est fixée au moyen d’un dispositif de support dédié. Selon un mode de réalisation, le plafond bombé est traversé par une première conduite et la paroi périphérique est traversée par une deuxième conduite, la première conduite et la deuxième conduite étant fixées respectivement au plafond bombé et à la paroi périphérique au moyen d’un premier dispositif de support et d’un deuxième dispositif de support. Selon un mode de réalisation, la structure traversante comporte une garniture isolante disposée entre le tube de support et ladite conduite, la garniture isolante étant formée tout autour de la conduite. Selon un mode de réalisation l’ouverture présente un contour rectangulaire. Selon un mode de réalisation, la collerette de fixation, l’anneau de support, ou/et l’anneau de fixation est plan. Selon un mode de réalisation, le tube externe et le fût sont coaxiaux, le tube externe étant compris dans la direction d’épaisseur entre la collerette de fixation et l’anneau de fixation. Le tube externe et/ou le fût sont par exemple réalisés à l’aide d’une tôle roulée. Selon un mode de réalisation, l’anneau de fixation comporte une plaque annulaire formée et soudée tout autour du fut, la plaque annulaire étant située dans un plan parallèle à la collerette de fixation, une extrémité du tube externe étant soudée à la plaque annulaire. Selon un mode de réalisation, la plaque annulaire est une plaque annulaire interne, et l’anneau de fixation comporte une plaque annulaire externe formée et soudée tout autour du fût interne, la plaque annulaire externe étant située dans un plan parallèle à la plaque annulaire interne, l’anneau de fixation comportant des raidisseurs fixés d’une part à la plaque annulaire interne et d’autre part à la plaque annulaire externe, les raidisseurs étant répartis tout autour du fût interne de sorte à rigidifier l’anneau de fixation. Selon un mode de réalisation, l’anneau de support comporte une plaque annulaire formée et soudée tout autour de la conduite. Selon un mode de réalisation, la membrane d’étanchéité est une membrane d’étanchéité primaire et la barrière thermiquement isolante est une barrière thermiquement isolante primaire, la paroi de plafond comportant, dans la direction d’épaisseur de paroi de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve, une barrière thermiquement isolante secondaire fixée à la paroi porteuse supérieure, une membrane d’étanchéité secondaire supportée par la barrière thermiquement isolante secondaire, ladite barrière thermiquement isolante primaire supportée par la membrane d’étanchéité secondaire, et ladite membrane d’étanchéité primaire supportée la barrière thermiquement isolante primaire. Selon un mode de réalisation, le fût et le plafond bombé comporte une surface interne faisant saillie de la paroi porteuse supérieure, ladite surface interne étant au moins partiellement recouverte de garniture isolante. De préférence, la surface interne du plafond est totalement recouverte de garniture isolante. Selon un mode de réalisation, le dispositif de fixation, la structure traversante, la conduite et/ou le dispositif de support est réalisé en acier inoxydable. Une telle installation de stockage peut être une installation de stockage terrestre, par exemple pour stocker du GNL ou être installée dans une structure flottante, côtière ou en eau profonde, notamment un navire méthanier, une unité flottante de stockage et de regazéification (FSRU), une unité flottante de production et de stockage déporté (FPSO) et autres. Une telle installation de stockage peut aussi servir de réservoir de carburant dans tout type de navire. Selon un mode de réalisation, un navire pour le transport d’un produit liquide froid comporte une double coque et une installation de stockage précitée disposée dans la double coque. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant le navire précité, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans la coque du navire à une installation externe de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation externe de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Selon un mode de réalisation, l’invention fournit aussi un procédé de chargement ou déchargement d’un tel navire, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation externe de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve du navire. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La représente une vue en coupe partielle d’une installation de stockage selon un mode de réalisation, comportant sur la paroi de plafond une structure de dôme et une structure de trou d’homme. La est une vue en perspective écorchée du détail II de la , représentant la structure de dôme. La est une vue en coupe du détail II de la , représentant la structure de dôme. La est une vue en coupe selon le plan IV-IV de la , représentant la structure de dôme. La est une vue en coupe du détail V de la , représentant la structure de trou d’homme. La est une représentation schématique écorchée d’un navire méthanier comprenant une installation de stockage et d’un terminal de chargement/déchargement de cette cuve. Installation de stockage (71) pour gaz liquéfié comprenant une structure porteuse (3) et une cuve (1) étanche et thermiquement isolante agencée dans la structure porteuse (3), la structure porteuse (3) comprenant une paroi porteuse supérieure (9) et la cuve (1) comprenant une paroi de plafond (8) fixée à la paroi porteuse supérieure (9), la paroi porteuse supérieure et la paroi de plafond étant interrompues localement de manière à délimiter une ouverture, dans laquelle la paroi de plafond (8) comporte, dans une direction d’épaisseur de l’extérieur vers l’intérieur de la cuve (1), au moins une barrière thermiquement isolante et au moins une membrane d’étanchéité supportée par la barrière thermiquement isolante et destinée à être en contact avec le fluide contenu dans la cuve (1), dans laquelle l’installation de stockage (71) comporte une structure traversante (12, 13) qui est fixé à la structure porteuse et qui traverse la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure au niveau de l’ouverture, dans laquelle la structure traversante (12, 13) comporte un fût (18) qui s'étend selon ladite direction d’épaisseur, et comporte un plafond (28) bombé, le plafond (28) bombé étant fixé à une extrémité supérieure du fût (18) faisant saillie à l’extérieur de la cuve (1) de sorte à former avec le fût un espace interne, le fût (18) comportant une paroi périphérique, la paroi périphérique ou le plafond bombé étant traversé par au moins une conduite (29, 30, 33, 35, 42), dans laquelle ladite conduite (29, 30, 33, 35, 42) est fixée à la paroi périphérique ou au plafond (28) bombé au moyen d’un dispositif de support (43), et dans laquelle le dispositif de support (43) comporte : - un anneau de support (44) qui est soudé autour de ladite conduite (29, 30, 33, 35, 42) à l’extérieur de l’espace interne de la structure traversante (12, 13), - un tube de support (45) qui s'étend autour de la conduite (29, 30, 33, 35, 42) et qui est soudé d'une part à l’anneau de support (44) et d'autre part à la paroi périphérique ou au plafond (28) bombé de manière à assurer le support de ladite conduite (29, 30, 33, 35, 42), le dispositif de support (43) étant configuré pour permettre la contraction radiale et longitudinale de ladite conduite (29, 30, 33, 35, 42). Installation de stockage (71) selon la revendication 1, dans laquelle la cuve est dimensionnée pour supporter une pression interne supérieure ou égale à 1,7.10 5 Pa, de préférence comprise entre 1,7.10 5 Pa et 5.10 5 Pa, de manière plus préférentielle compris entre 2.10 5 Pa et 4.10 5 Pa. Installation de stockage (71) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l’au moins une conduite traversant la paroi périphérique ou le plafond (28) bombé est choisie parmi une conduite de chargement en gaz liquéfié (29) raccordée à une pompe de chargement, une conduite de déchargement en gaz liquéfié (30) raccordée à une pompe de déchargement, une conduite d’évacuation de vapeur (33) qui comporte une soupape de sureté configurée pour s’ouvrir et évacuer de la vapeur de la cuve lorsque elle est soumise à une pression supérieure à une pression seuil Ps, une conduite d’apport en gaz liquéfié (35) raccordée à une rampe de pulvérisation (32) disposée dans la cuve, ou une conduite de sécurité (42), le plafond bombé (28) de la structure traversante (12, 13) étant soudé à l’extrémité supérieure du fût (18), le fût (18) et le plafond (28) bombé formant une structure de dôme (12). Installation de stockage (71) selon la revendication 3, dans laquelle une surface extérieure du fût (18) et du plafond bombé (28) est recouverte d’une garniture isolante (40). Installation de stockage (71) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l’au moins une conduite traversant la paroi périphérique ou le plafond (28) bombé est choisie parmi une conduite d’évacuation de vapeur (33) qui comporte une soupape de sureté configurée pour s’ouvrir et évacuer de la vapeur de la cuve lorsque elle est soumis à une pression supérieure à une pression seuil Ps, une conduite d’apport en gaz liquéfié (35) raccordée à une rampe de pulvérisation (32) disposée dans la cuve, ou une conduite de sécurité (42), le plafond bombé (28) étant fixé de manière amovible à ladite extrémité supérieure du fût (18), le fût (18) et le plafond (28) bombé formant une structure de trou d’homme (13). Installation de stockage (71) selon la revendication 5, dans laquelle le plafond bombé (28) est fixé au fût à l’aide d’un système de fixation (31), l’espace interne formé par le plafond bombé (28) et le fût (18) étant au moins partiellement rempli de garniture isolante (40). Installation de stockage (71) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle la paroi porteuse supérieure est une paroi porteuse supérieure interne (9), la structure porteuse (3) comportant une structure porteuse interne comprenant la paroi porteuse supérieure interne (9) et une structure porteuse externe entourant la structure porteuse interne et comprenant une paroi porteuse supérieure externe disposée au-dessus et espacée de la paroi porteuse supérieure interne (9), la cuve comprenant une structure principale et une cheminée reliée à la structure principale, la structure principale comportant la paroi de plafond (8) et étant agencée dans la structure porteuse interne, la cheminée s’étendant de la paroi porteuse supérieure interne (9) à la paroi porteuse supérieure externe au droit de l’ouverture, la structure traversante (12, 13) étant fixée à la paroi porteuse supérieure externe au moyen d’un dispositif de fixation (19), et la structure traversante comportant une tour de chargement/déchargement traversant la paroi de plafond (8) et la paroi porteuse supérieure interne (9) au niveau de l’ouverture (14). Installation de stockage (71) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle la structure traversante (12, 13) est une première structure traversante (12, 13), et dans laquelle l’installation de stockage (71) comporte une deuxième structure traversante (12, 13) qui est fixé à la structure porteuse et qui traverse la paroi de plafond et la paroi porteuse supérieure au niveau de l’ouverture, la deuxième structure traversante étant espacée de la première structure traversante. Installation de stockage (71) selon la revendication 8, dans laquelle la première structure traversante forme une structure de dôme (12) et la deuxième structure traversante forme une structure de trou d’homme (13). Installation de stockage (71) selon l’une des revendications 1 à 9, dans laquelle le plafond (28) bombé ou la paroi périphérique du fût (18) est traversé par une pluralité de conduites (29, 30, 33, 35, 42), au moins une conduite (29, 30, 33, 35, 42) choisie parmi la pluralité de conduites (29, 30, 33, 35, 42) est fixée au plafond (28) bombé ou à la paroi périphérique au moyen dudit dispositif de support (43), de préférence chaque conduite (29, 30, 33, 35, 42) est fixée au moyen d’un dispositif de support (43) dédié. Installation de stockage (71) selon l’une des revendications 1 à 10, dans laquelle la structure traversante comporte une garniture isolante (40) disposée entre le tube de support (45) et ladite conduite (29, 30, 33, 35, 42), la garniture isolante (40) étant formée tout autour de la conduite (29, 30, 33, 35, 42). Navire (70) pour le transport d’un produit liquide froid, le navire comportant une double coque (72) et une installation de stockage (71) selon l’une des revendications 1 à 11 disposée dans la double coque. Système de transfert pour un produit liquide froid, le système comportant un navire (70) selon la revendication 12, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve (1) installée dans la coque du navire à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entrainer un flux de produit liquide froid à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve (1) du navire. Procédé de chargement ou déchargement d’un navire (70) selon la revendication 12, dans lequel on achemine un produit liquide froid à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (1) du navire.