Brevet FR3134441A1 — publié le 20231013

Installation et procédé de remplissage de réservoir(s) de gaz liquéfié cryogénique comprenant une source (3), une première conduite (4) de transfert de liquide ayant une première extrémité reliée à la source (3) et une seconde extrémité destinée à être raccordée à un réservoir cryogénique à remplir pour transférer du fluide liquéfié cryogénique de la source (3) vers le réservoir à remplir, l’installation comprenant une seconde conduite (5) de transfert de gaz ayant une première extrémité destinée à être reliée au réservoir cryogénique à remplir et une seconde extrémité raccordée à la source (3), la seconde conduite (5) étant configurée pour collecter du gaz de vaporisation du réservoir à remplir vers la source (3), la première conduite (4) et la seconde conduite (5) comprenant des portions de conduite adjacentes, au moins une partie desdites portions de conduites adjacentes étant en échange thermique. Figure de l’abrégé : Fig. 1 Installation et procédé de remplissage de réservoir(s) de gaz liquéfié L’invention concerne une installation et un procédé de remplissage de réservoir(s) de gaz liquéfié. L’invention concerne plus particulièrement une installation de remplissage de réservoir(s) de gaz liquéfié cryogénique, notamment d’hydrogène, comprenant une source de gaz liquéfié cryogénique, une première conduite de transfert de liquide ayant une première extrémité reliée à la source et une seconde extrémité destinée à être raccordée à un réservoir cryogénique à remplir, ladite première conduite étant configurée pour transférer du fluide liquéfié cryogénique de la source vers le réservoir à remplir, l’installation comprenant une seconde conduite de transfert de gaz ayant une première extrémité destinée à être reliée au réservoir cryogénique à remplir et une seconde extrémité raccordée à la source, la seconde conduite étant configurée pour collecter du gaz de vaporisation du réservoir à remplir vers la source, la première conduite et la seconde conduite comprenant des portions de conduite adjacentes. L’invention concerne notamment le transfert d’hydrogène liquide entre deux stockages et la gestion des gaz d’évaporation. Typiquement, ce transfert de liquide cryogénique peut être réalisé avec une pompe de transfert. Si la pression aval (réservoir à remplir) est supérieure à la pression du stockage source en amont, le gaz liquéfié peut être réchauffé pendant le transfert. L'invention peut concerner en particulier les transferts d’hydrogène liquéfié entre d’une part, un stockage à basse pression et à la température de saturation ou stratifié en température (stockage d’un liquéfacteur et/ou d’une station de remplissage) et, d’autre part, un réservoir embarqué (réservoir de navire, de camion ou d’avion). Le liquide transféré est maintenu à plus haute pression de saturation dans le réservoir aval que dans le stockage en amont. Par exemple, le stockage source est à l’état saturé à une pression 1,5 bara tandis que le réservoir à remplir est dans un état saturé à une pression de à 4 à 5 bara, (par exemple pour alimenter une pile à combustible). L'invention peut également s'appliquer à tout autre type de transfert de gaz liquéfié, par exemple les transferts d’un stockage de liquéfacteur vers une remorque, ou le transfert de liquide d’une remorque vers un réservoir d’une station. La distance entre ces réservoirs (source et réservoir à remplir) peut varier de quelques mètres à plusieurs kilomètres. Le gaz stocké à l'intérieur du réservoir aval est froid et peut être recyclé autour du stockage amont. Le document US5365981 décrit un transfert de gaz liquéfié d’une station vers un réservoir à remplir de véhicule qui est configuré pour éviter la génération de gaz de vaporisation. Pour cela, le gaz présent dans le réservoir est évacué avant de remplir le réservoir avec du gaz liquéfié sous-refroidi. Ce dispositif ne permet pas une valorisation satisfaisante de ce gaz de vaporisation. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, l’installation selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée en ce que au moins une partie desdites portions de conduites adjacentes sont en échange thermique. Ainsi, l'invention propose une portion de conduite à double flux (rigide ou souple) avec le liquide et le gaz à contre-courant. Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : au moins une partie des portions de conduite adjacentes sont logées dans un boîtier (6) commun isolé thermiquement et en ce que les portions de conduites adjacentes sont en échange thermique dans le boîtier, au moins une partie des portions de conduite adjacentes ne sont pas en échange thermique, c’est-à-dire sont isolées thermiquement l’une de l’autre via un isolant thermique, les portions de conduites adjacentes sont en échange thermique via l’un au moins parmi : un contact, une concentricité, un échangeur (8) de chaleur configuré pour assurer un échange thermique entre lesdits tronçons, la seconde extrémité de la seconde conduite comprend un organe de régulation de débit et/ou de pression du gaz, la seconde extrémité de la seconde conduite comprend un échange de chaleur avec un organe de réchauffage, par exemple un échangeur de chaleur en échange de chaleur avec un fluide, la source comprend un stockage de gaz liquéfié cryogénique et une pompe, l’organe de réchauffage est configuré pour assurer un échange thermique entre la seconde extrémité de la seconde conduite et un gaz de vaporisation du stockage de gaz liquéfié, la source comprend un dispositif de liquéfaction configuré pour produire du gaz liquéfié cryogénique, la seconde extrémité de la seconde conduite est reliée au dispositif de liquéfaction qui configuré pour liquéfier ledit gaz. L’invention concerne également un procédé de remplissage d’un réservoir de gaz liquéfié cryogénique, notamment d’hydrogène liquéfié, utilisant une installation selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous, le procédé comprenant un transfert de gaz liquéfié cryogénique de la source vers le réservoir via la première conduite et, simultanément, une collecte de gaz de vaporisation du réservoir vers la source via la seconde conduite dans lequel, le gaz collecté est refroidi ou maintenu en froid par échange thermique avec le gaz liquéfié au niveau des portions de conduites adjacentes en échange thermique. D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : est une vue schématique et partielle selon un premier exemple de réalisation possible de l’invention, est une vue schématique et partielle selon un deuxième exemple de réalisation possible de l’invention, est une vue schématique et partielle selon un troisième exemple de réalisation possible de l’invention, est une vue schématique et partielle selon un quatrième exemple de réalisation possible de l’invention, est une vue schématique et partielle selon un cinquième exemple de réalisation possible de l’invention. Installation de remplissage de réservoir(s) de gaz liquéfié cryogénique, notamment d’hydrogène, comprenant une source (3) de gaz liquéfié cryogénique, une première conduite (4) de transfert de liquide ayant une première extrémité reliée à la source (3) et une seconde extrémité destinée à être raccordée à un réservoir cryogénique à remplir, ladite première conduite (4) étant configurée pour transférer du fluide liquéfié cryogénique de la source (3) vers le réservoir à remplir, l’installation comprenant une seconde conduite (5) de transfert de gaz ayant une première extrémité destinée à être reliée au réservoir cryogénique à remplir et une seconde extrémité raccordée à la source (3), la seconde conduite (5) étant configurée pour collecter du gaz de vaporisation du réservoir à remplir vers la source (3), la première conduite (4) et la seconde conduite (5) comprenant des portions de conduite adjacentes, caractérisée en ce que au moins une partie desdites portions de conduites adjacentes sont en échange thermique. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins une partie des portions de conduite adjacentes sont logées dans un boîtier (6) commun isolé thermiquement et en ce que les portions de conduites adjacentes sont en échange thermique dans le boîtier (6). Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que au moins une partie des portions de conduite adjacentes ne sont pas en échange thermique, c’est-à-dire sont isolées thermiquement l’une de l’autre via un isolant (7) thermique. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les portions de conduites adjacentes sont en échange thermique via l’un au moins parmi : un contact, une concentricité, un échangeur (8) de chaleur configuré pour assurer un échange thermique entre lesdits tronçons. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la seconde extrémité de la seconde conduite (5) comprend un organe (9) de régulation de débit et/ou de pression du gaz. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la seconde extrémité de la seconde conduite (5) comprend un échange de chaleur avec un organe (10) de réchauffage, par exemple un échangeur de chaleur en échange de chaleur avec un fluide. Installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la source (3) comprend un stockage (13) de gaz liquéfié cryogénique et une pompe (33). Installation selon les revendications 7 et 6, caractérisée en ce que l’organe (10) de réchauffage est configuré pour assurer un échange thermique entre la seconde extrémité de la seconde conduite (5) et un gaz de vaporisation du stockage (13) de gaz liquéfié. Installation selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la source (3) comprend un dispositif (23) de liquéfaction configuré pour produire du gaz liquéfié cryogénique. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la seconde extrémité de la seconde conduite (5) est reliée au dispositif (23) de liquéfaction qui configuré pour liquéfier ledit gaz. Procédé de remplissage d’un réservoir (2) de gaz liquéfié cryogénique, notamment d’hydrogène liquéfié, utilisant une installation selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, le procédé comprenant un transfert de gaz liquéfié cryogénique de la source (3) vers le réservoir (2) via la première conduite (4) et, simultanément, une collecte de gaz de vaporisation du réservoir (2) vers la source (3) via la seconde conduite (5) dans lequel, le gaz collecté est refroidi ou maintenu en froid par échange thermique avec le gaz liquéfié au niveau des portions de conduites adjacentes en échange thermique.