Brevet FR3045775A1 (20170623)
REVENDICATIONS1. Procédé pour calculer en temps réel la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée et définie par une pression de tarage des soupapes Psoupf sa forme et ses dimensions, ainsi que son taux d'évaporation, ladite cuve contenant du gaz naturel se répartissant en : - une couche de gaz naturel à l'état liquide (1), définie à un instant t donné par sa température Tlig(t), sa composition xu_g(t), et le taux de remplissage de la cuve par ladite couche de gaz naturel ; - une couche de gaz naturel à l'état gazeux (g), définie à un instant t donné par sa température Tgaz(t) et sa composition xgaz(t), et une pression p(t) ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste en un algorithme comportant les étapes suivantes : A. à un instant to, on procède à l'initialisation des paramètres physiques desdites couches de gaz naturel, par mesure à l'aide de capteurs de pression et de température, de la pression du gaz p(to), et la température du liquide Tizg (to) ; tandis que les compositions respectives des phases liquide xlig(to) et gazeuse xgaz(to) sont des données d'entrée connues correspondant soit aux compositions respectives des phases liquide et gazeuse au moment du chargement de la cuve, soit à des compositions moyennes pour le type de GNL utilisé ; 3045775 25 B. pour chaque instant t supérieur à to, on soustrait un volume prédéterminé de gaz naturel à l'état gazeux ou liquide, ledit volume correspondant à l'état de fonctionnement de la 5 cuve à cet instant t ; et on calcule, sur la base du volume de gaz naturel restant après soustraction, les paramètres physiques p(t), Tgaz(t), et Tlig(t), à l'aide d'équations basées sur la conservation de la masse et de l'énergie 10 du gaz naturel liquide et gazeux contenu dans la cuve ; C. tant que la pression p(t) est inférieure à Psoupf on réitère le calcul de l'étape B pour l'instant suivant t+ôt, avec un pas de temps physique ôt 15 constant. D. dès qu'au cours de N itérations du processus de calcul de p(t), p(t+ôt),...,p(t+N*Ôt), la pression p(t+N*Ôt) devient égale ou supérieure à Psoupf on arrête le calcul ; 20 E. la durée d'autonomie recherchée est égale à la durée totale N*Ôt parcourue par l'algorithme au moment de l'arrêt du calcul.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel 25 on réitère l'ensemble des étapes A à D dès qu'un intervalle de temps AT s'est écoulé, afin de recalculer la durée d'autonomie à l'instant to +AT.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 1, dans lequel 30 le calcul à l'étape B des paramètres physiques p(t), 3045775 26 Tgaz(t), et Tlig(t) est réalisé selon les étapes définies comme suit. - la température de la phase liquide Tlig(t) et de la phase gazeuse Tgaz(t) sont directement 5 déterminées à partir de l'équation de conservation de l'énergie, avec comme données d'entrée les capacités thermiques du gaz naturel à l'état liquide et du gaz naturel à l'état gazeux, l'isolation thermique de la cuve 10 définie par le constructeur de la cuve et les températures à l'instant t-8t du GNL liquide et du GNL gazeux, - la masse de liquide évaporée dans la phase gazeuse est déterminée par la relation (5) en 15 fonction de la température du liquide et de la pression déterminée à l'étape précédente à l'instant t-8t : (\n<CLM>\1\tq' OAT. 'h a aff)a 20 avec : K désignant une constante relative au GNL et étant toujours positif, Tsurchauffe désignant la surchauffe se produisant lors du phénomène 25 d'évaporation dans la cuve de GNL, Qev désignant le débit d'évaporation normalisé de GNL, et a désignant un coefficient relatif au GNL, avec 1 a 2 ; 30 un coefficient relatif au GNL, avec 1 a 2 ; 3045775 27 - la pression p(t) de la phase gazeuse est obtenue par l'équation de Peng-Robinson, avec comme données d'entrée la masse de liquide évaporée, le volume de la cuve et la 5 température du gaz à l'instant t.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'algorithme est mis en oeuvre au moyen d'un calculateur calculant la durée d'autonomie de la 10 cuve, ledit calculateur étant connecté à une interface IHM permettant d'informer un opérateur sur cette durée d'autonomie.\n<CLM>\1\tSystème pour calculer en temps réel, selon le 15 procédé tel que défini selon la revendication 3, la durée d'autonomie d'une cuve non réfrigérée et définie par une pression de tarage des soupapes Psoupf sa forme et ses dimensions, ainsi que son taux d'évaporation, ledit système comportant : 20 une cuve contenant du gaz naturel liquéfié se répartissant en : o une couche de gaz naturel à l'état liquide, définie à un instant t donné par sa température Tlici(t), sa composition xlici(t), 25 et le taux de remplissage de la cuve par ladite couche de gaz naturel à l'état liquide ; o une couche de gaz naturel à l'état gazeux, définie à un instant t donné par sa 30 température Tgaz(t) et sa composition xgaz(t) et une pression p(t) ; - des capteurs de pression et de température, 3045775 28 ledit système étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : un calculateur (5) connecté auxdits capteurs de pression (3) et de température (4), ledit 5 calculateur étant apte à exécuter l'algorithme du procédé tel que défini selon la revendication 4, une interface IHM (6) interagissant avec ledit calculateur, pour remonter à un opérateur (7) la durée d'autonomie calculée selon le procédé de la 10 revendication\n<CLM>\1\t6. Véhicule comportant une cuve GN et un système tel que défini selon la revendication 5.