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Title:
INSTALLATION FOR LIQUEFYING GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/075374
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an installation for liquefying gas, comprising a device (1) for circulating a cryogenic fluid F, comprising at least one line (5) for circulating said fluid F and intended to be subjected to thermal contraction and/or expansion phenomena, said line (5) being connected, at one end, to an item of equipment (3) of said device and being intended to be connected, at the other end, to a fixed plane of reference (6), said device (1) also comprising a first box structure (7) carrying said item of equipment (3), said device (1) being configured such that said first box structure (7) is able to move with respect to said fixed plane of reference (6).

Inventors:
BRIGLIA ALAIN (CN)
LEVACHER XAVIER (FR)
MENDY MAURICE (FR)
Application Number:
PCT/FR2014/052959
Publication Date:
May 28, 2015
Filing Date:
November 19, 2014
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Assignee:
AIR LIQUIDE (FR)
International Classes:
F16L51/00; F16M9/00; F25D19/00
Foreign References:
US4341088A1982-07-27
US5272882A1993-12-28
US20120023983A12012-02-02
US3872686A1975-03-25
DE2648237A11977-05-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MERCEY, Fiona (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Installation de liquéfaction de gaz comprenant un dispositif (1 ) de circulation d'un fluide cryogénique F, comprenant au moins une canalisation (5) de circulation dudit fluide F, destinée à être soumise à des phénomènes de contraction et/ou dilatation thermique, ladite canalisation (5) étant connectée, d'une part, à un équipement (3) dudit dispositif et destinée à être connectée, d'autre part, à un référentiel fixe (6), ledit dispositif (1 ) comprenant en outre un premier caisson (7) portant ledit équipement (3), ledit dispositif (1 ) étant configuré de façon à ce que ledit premier caisson (7) soit mobile par rapport audit référentiel fixe (6) et l'équipement étant une pompe, un compresseur ou une turbine à gaz ou à liquide .

2. Installation selon la revendication 1 , comprenant un second caisson (9), configuré pour protéger la ou lesdites canalisations (5).

3. Installation selon la revendication 2, dans lequel ledit second caisson (9) est configuré pour être fixe par rapport audit référentiel . 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel la ou lesdites canalisations (5) sont reliées à au moins un point (6b) du second caisson (9).

5. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit équipement (3) est un équipement de mise en circulation du fluide F.

6 Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou lesdites canalisations (5) s'étendent dans des directions d, d' sensiblement parallèles à une direction de mobilité dudit premier caisson par rapport audit référentiel.

7. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un support, dit fixe, (1 1 ) dudit premier caisson (7), ledit support étant destiné à être lié audit référentiel . 8. Installation selon la revendication précédente, dans lequel ledit premier caisson (7) est monté mobile sur ledit support fixe (1 1 ).

9. Installation selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit premier caisson (7) est monté libre en roulement sur le support fixe (1 1 ).

10. Installation selon la revendication 9, dans lequel ledit premier caisson (7) est monté sur des rails sur le support fixe (1 1 ).

1 1 . Installation selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit premier caisson (7) est monté libre en glissement sur le support fixe (1 1 ).

12. Installation selon la revendication 1 1 , dans lequel ledit premier caisson (7) est monté sur des patins (15) sur le support fixe (1 1 ). 13. Installation selon la revendication 12, dans lequel lesdits patins (15) comportent un patin (15a) de glissement attaché au premier caisson (7)ou au support fixe (1 1

14. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou lesdites canalisations (5) sont reliées à au moins un point (6a) du premier caisson (7).

15. Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le référentiel fixe (6) est une paroi d'une enceinte isolée.

Description:
Installation de liquéfaction de gaz

L'invention concerne une installation de liquéfaction de gaz comprenant un dispositif de circulation d'un fluide, notamment d'un fluide cryogénique, tel qu'un dispositif utilisant des équipements rotatifs, par exemple des pompes, des compresseurs, des turbines à gaz ou à liquide.

On sait que les canalisations soumises aux températures cryogéniques d'une installation de liquéfaction de gaz se contractent lors du passage d'une température ambiante à une température cryogénique, par exemple lors de la mise en froid de l'installation. Il est aujourd'hui utilisé des flexibles ou des compensateurs qui permettent d'absorber les efforts liés au phénomène de contraction de ces canalisations. Cependant, les flexibles et compensateurs sont des éléments fragiles qui peuvent soit être endommagés au montage, soit subir de la fatigue en fonctionnement et se rompre.

De plus, pour des pressions élevées, supérieures à 50 bars, il est déconseillé d'utiliser des flexibles et compensateurs de liaison des canalisations.

L'invention a pour objet de remédier en tout ou partie à ces inconvénients.

Il est proposé à cet effet une installation de liquéfaction comprenant un dispositif de circulation d'un fluide cryogénique, comprenant au moins une canalisation de circulation dudit fluide, destinée à être soumise à des phénomènes de dilatation et/ou de contraction thermique, ladite canalisation étant connectée, d'une part, à un équipement dudit dispositif et destinée à être connectée, d'autre part, à un référentiel fixe, ledit dispositif comprenant en outre un premier caisson portant ledit équipement, ledit dispositif étant configuré de façon à ce que ledit premier caisson soit mobile par rapport audit référentiel fixe et l'équipement étant une pompe, un compresseur ou une turbine à gaz ou à liquide.

De la sorte, des contractions et dilatations de la ou des canalisations produites par des variations de températures liées au fluide qui les traverse sont reprises par le mouvement du caisson mobile par rapport au référentiel associé, sous la forme respectivement, d'un rapprochement ou d'un éloignement dudit premier caisson par rapport audit référentiel fixe. Lesdites contractions et dilatations des canalisations sont donc compensées.

On obtient ainsi un dispositif simple qui permet d'éviter les flexibles et compensateurs de l'état de l'art, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas de circuits fonctionnant à haute pression.

Avantageusement, ledit dispositif comprend un second caisson, configuré pour protéger la ou lesdites canalisations. Ledit second caisson est configuré pour être fixe par rapport audit référentiel. Autrement dit, ledit premier caisson est mobile par rapport audit second caisson.

Ainsi, les contractions et dilatations des canalisations entraînent en mouvement le premier caisson par rapport à l'autre caisson. Cela étant, la ou lesdites canalisations pourront être reliées à au moins un point dudit second caisson.

Selon des caractéristiques de l'invention qui peuvent être prises ensemble ou séparément :

- ledit équipement est un équipement de mise en circulation du fluide, notamment un équipement du type rotatif, tel qu'une pompe, un compresseur, ou autres,

- la ou lesdites canalisations sont au nombre d'au moins deux, , notamment une canalisation pour l'alimentation dudit équipement et une canalisation pour le refoulement dudit équipement,

- la ou lesdites canalisations s'étendent dans des directions sensiblement parallèles à une direction de mobilité du premier caisson par rapport audit référentiel,

- ledit dispositif comprend un support, dit fixe, dudit premier caisson, ledit support étant destiné à être relié audit référentiel,

- ledit premier caisson est monté mobile sur ledit support fixe,

- ledit premier caisson est monté libre en roulement et/ou glissement sur le support fixe,

- ledit premier caisson est monté sur des rails sur le support fixe,

- ledit premier caisson est monté sur des patins sur le support fixe,

- lesdits patins comportent un patin de glissement attaché au premier caisson, - lesdits patins comportent un patin de glissement attaché au support fixe,

- la ou lesdites canalisations sont reliées à au moins un point du premier caisson,

- lesdits caissons sont reliés l'un à l'autre au moyen d'un soufflet,

- ledit soufflet est un soufflet de dilatation permettant de contenir l'isolation thermique, notamment apte à isoler lesdites canalisations,

- ledit soufflet est étanche.

- le référentiel fixe est une paroi d'une enceinte isolée

- le référentiel fixe est une paroi reliée au sol

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence au dessin annexé, dans lequel:

- la figure unique est une vue schématique en élévation d'un dispositif de circulation de fluide selon un mode de réalisation de l'invention.

Des références numériques identiques sont utilisées pour désigner des éléments identiques ou analogues.

Comme illustré à la figure 1 , l'invention concerne une installation de liquéfaction de gaz comprenant un dispositif 1 de circulation d'un fluide. Plus généralement, elle pourra être employée dans toutes installations dans lesquelles on est amené à faire circuler des fluides dont la température, en un même point du circuit, varie, en particulier des fluides dont la température est susceptible de passer d'une température proche de la température ambiante à une température cryogénique.

Le dispositif 1 est situé à l'intérieur d'une enceinte isolée renfermant l'installation de liquéfaction de gaz. Cette installation peut par exemple être un liquéfacteur de gaz ou un appareil de séparation par distillation cryogénique.

Ce dispositif 1 comprend au moins une canalisation 5 de circulation dudit fluide, ici deux canalisations 5 de circulation de fluide, destinées à être soumises à des phénomènes de contraction et/ou dilatation thermique, en raison des variations de températures du fluide F qui les traverse.

La ou lesdites canalisations 5 sont connectées, d'une part, à un équipement 3 dudit dispositif et sont destinées à être connectées, d'autre part, chacune, à un référentiel fixe 6 qui est la paroi de l'enceinte isolée de l'installation de liquéfaction de gaz. Ledit référentiel 6 est illustré ici de façon théorique et schématique par une paroi 6 verticale à laquelle sont attachées lesdites canalisations 5. Ledit dispositif est ici situé sur une base horizontale, représenté par un trait inférieur, qui pourra être le sol ou tout étage d'une installation industrielle. Ladite paroi verticale 6 est issue de ladite base horizontale et font toutes deux parties dudit référentiel fixe.

Ledit dispositif 1 comprend en outre un premier caisson 7 portant ledit équipement 3. L'équipement peut être une pompe, un compresseur ou une turbine à gaz ou à liquide

Selon l'invention, ledit dispositif 1 est configuré de façon à ce que ledit premier caisson 7 soit mobile par rapport au référentiel fixe 6.

De la sorte, des contractions et dilatations de la ou des canalisations 5 produites par des variations de températures du fluide F qui les traverse sont reprises par le mouvement du caisson mobile 7 par rapport au référentiel 6 associé, respectivement, sous la forme d'un rapprochement ou d'un éloignement dudit premier caisson par rapport audit référentiel fixe 6, tel qu'illustré par la flèche double M. Lesdites contractions et dilatations de la ou des canalisations 5 sont ainsi compensées.

Ce dispositif simple permet d'éviter les flexibles et compensateurs utilisé entre les différentes canalisations selon les solutions antérieures, tel que mentionné précédemment.

Avantageusement, comme ici, le dispositif 1 comprend un second caisson 9, configuré pour protéger la ou lesdites canalisations 5, en particulier dans une zone desdites canalisations distincte de celle protégée par ledit premier caisson mobile 7.

Ledit second caisson 9 est configuré pour être fixe. Autrement dit, ledit premier caisson 7 est mobile par rapport audit second caisson 9.

Ainsi, les contractions et dilatations des canalisations 5 entraînent en mouvement le premier caisson 7 par rapport à l'autre caisson 9, en particulier sous l'action de la contraction et/ou de la dilatation desdites canalisations.

Lesdits équipements 3 sont avantageusement des équipements de mise en circulation du fluide F et/ou des organes mis en circulation par le fluide F, notamment des équipements comprenant des organes rotatifs. Ledit équipement 3 comprend ici une première partie, située à l'extérieure dudit premier caisson 7, notamment posée sur une paroi supérieure dudit premier caisson, et/ou une secondes partie, située à l'intérieur dudit premier caisson 7. Ladite première partie pourra être portée par ladite seconde partie et/ou par ledit premier caisson 7, notamment par sa paroi supérieure.

Ladite première partie comprend, par exemple, un moteur électrique d'entraînement des organes rotatifs. Ladite seconde partie pourra comprendre une pompe ou compresseur 3, en traits interrompus dans le caisson 7, ou des turbines, non représentées. Cependant, le dispositif pourra comprendre d'autres composants logés dans lesdits premier et second caissons 7 et 9.

La ou lesdites canalisations 5 sont ici au nombre de deux, ainsi que mentionné, sans que ce nombre soit limitatif. Elles comprennent notamment une canalisation 5a pour l'alimentation dudit équipement, à savoir la pompe 3, et une canalisation 5b pour le refoulement dudit équipement, ou pompe 3.

Lesdites canalisations 5a, 5b s'étendent dans des directions sensiblement parallèles vers leur référentiel fixe 6, selon les droites d, d', de sorte que lesdites contractions et/ou dilatations des canalisations 5 s'établissent selon des mouvements sensiblement coïncidents des canalisations 5a, 5b, notamment des mouvements de translation selon la direction M dans laquelle ledit premier caisson 7 a été rendu mobile.

Ledit dispositif 1 comprend avantageusement un support fixe 1 1 du caisson mobile 7, ce qui permet d'adapter notamment le caisson mobile 7 à l'autre caisson 9, par exemple en hauteur au moyen de jambes 13 du support fixe 1 1 .

Le premier caisson 7 est monté mobile sur ledit support fixe 1 1 , en particulier, sur un plan de translation P dudit premier caisson 7 par rapport à l'autre caisson 9.

Le premier caisson 7 peut être monté libre en roulement sur le support fixe 1 1 , par exemple, par l'intermédiaire de rails, non représentés, fixés sur le support fixe.

Alternativement, il pourra être monté sur un autre support, tel qu'à même le sol. Avantageusement, il est monté libre en glissement sur le support fixe 1 1 ,par exemple par l'intermédiaire de patins 15, comme ici.

Lesdits patins 15 comportent un patin 15a de glissement attaché au premier caisson 7. Ils comportent également un patin 15b de glissement attaché au support fixe 1 1 . Les patins 15b de glissement attachés au support fixe 1 1 font notamment office de support de glissement, par exemple de piste, pour les patins 15a de glissement attachés au caisson mobile.

La ou lesdites canalisations 5a, 5b pourront être reliées à au moins un point 6a du premier caisson 7, en étant ainsi solidaires dudit premier caisson 7 au niveau dudit point 6a. Ce point 6a est notamment un point rigide pour entraîner ledit premier caisson 7.

La ou lesdites canalisations 5a, 5b pourront en outre reliées à au moins un point 6b de l'autre caisson 9, qui constitue notamment un point d'ancrage de la ou desdites canalisations 5a, 5b pour entraîner le caisson 7 depuis l'autre caisson 9.

Selon l'exemple, les deux canalisations 5a, 5b sont reliées à deux points 6a distants du caisson 7 et sont reliées à deux points 6b distants du caisson 9. Elles s'étendent dans le caisson 9 suivant lesdites deux droites parallèles d et d', sensiblement dans une direction d'extension longitudinale du caisson 9.

Lesdits caissons 7, 9 sont avantageusement reliés l'un à l'autre au moyen d'un soufflet 17, en particulier un soufflet de dilatation permettant de contenir l'isolation thermique, notamment apte à isoler lesdites canalisations 5a, 5b, en particulier de l'environnement externe E.

Ledit soufflet 17 est de préférence étanche pour permettre notamment de contenir l'isolant contenu dans les caissons 7 et 9.

Le montage du dispositif est à présent décrit. Il résulte de la description ci- dessus.

Il s'agit d'établir un chemin de circulation du fluide F via l'équipement 3, notamment entre la canalisation 5a d'alimentation de l'équipement d'entraînement du fluide, ou ladite pompe 3, et la canalisation 5b de refoulement du fluide de l'équipement, ce chemin étant tel que des contractions et/ou dilatations des canalisations 5a, 5b, dans chacun des caissons 7, 9 auxquels elles sont attachées, soient reprises par le mouvement du caisson mobile 7 par rapport au caisson fixe 9.

Dans ce montage, on adapte notamment le support fixe 1 1 du caisson mobile 7, en particulier en hauteur, pour permettre une translation du caisson mobile 7 sur le support fixe 1 1 en liaison avec le caisson fixe 9. En particulier, on ajuste ledit plan de translation P, en sorte qu'il soit parallèle à la direction des droites d, d' des efforts des contractions et/ou dilatations des canalisations 5a, 5b entre lesdits référentiels 6a, 6b.

On monte les patins 15a, 15b sur le caisson mobile 7 et sur le support fixe 1 1 , puis on dispose le caisson mobile 7 sur le support fixe 1 1 . Les canalisations 5a, 5b sont ensuite reliées aux caissons selon les référentiels 6a, 6b précités dans les deux directions parallèles, d et d'.

Enfin, on monte le soufflet 17 entre les caissons mobile 7 et fixe 9.

L'invention apporte ainsi une solution simple et efficace pour compenser les contractions et dilatations des canalisations produites par des variations de températures des équipements, en particulier dans le domaine cryogénique.