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Title:
SHIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/017581
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ship (1), which comprises equipment operating with a fuel (2) that generates or releases vapours (hazardous gases) or re-vaporizes as hazardous gases at ambient temperature, and a vent (3). The ship is characterized by a conduit (4) for sending the hazardous gas from the equipment (2) to the vent (3) and a heat exchanger (5) for condensing at least part of said hazardous gas.

Inventors:
THOMAS AMANDINE (FR)
MONGE OLIVIER (FR)
FOUILLAND OLIVIER (FR)
BOURGES GUILLAUME (FR)
Application Number:
PCT/EP2023/067509
Publication Date:
January 25, 2024
Filing Date:
June 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
CHANTIERS DE LATLANTIQUE (FR)
International Classes:
B01D5/00; B01D53/00
Foreign References:
US5573866A1996-11-12
GB2026534A1980-02-06
GB2532224A2016-05-18
KR20210141818A2021-11-23
KR20220033068A2022-03-16
Other References:
VALERA-MEDINA A ET AL: "Review on Ammonia as a Potential Fuel: From Synthesis toEconomics", ENERGY & FUELS, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, WASHINGTON, DC, US, vol. 35, no. 9, 28 February 2021 (2021-02-28), pages 6964 - 7029, XP002808619, ISSN: 0887-0624, DOI: 10.1021/ACS.ENERGYFUELS.0C03685
"Methanol, Brief Profile", 2022, EUROPEAN CHEMICAL AGENCY
"Study on méthanol vapour toxicity", 9 June 2018, BRIEF PROFILE - ECHA
Attorney, Agent or Firm:
REGIMBEAU (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Navire (1 ), qui comporte au moins un équipement (2) qui génère ou dégage un gaz dangereux et au moins un évent (3) permettant de relarguer ce gaz dangereux à l'extérieur du navire (1 ), caractérisé par le fait que le navire (1 ) comporte en outre :

- au moins un premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux depuis l’équipement (2) vers ledit évent (3),

- au moins un premier échangeur (5) de chaleur de condensation, interposé sur le premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux et configuré pour provoquer la condensation d'au moins une partie dudit gaz dangereux, au moins un ventilateur (7) de dispersion du gaz dangereux dans l'air ambiant vers l’évent (3), le ventilateur (7) de dispersion du gaz dangereux étant prévu dans le premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux entre l’évent (3) et le premier échangeur (5) de chaleur de condensation.

2. Navire selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que ledit équipement (2) est choisi dans le groupe constitué par un moteur ou un convertisseur d’énergie fonctionnant avec un carburant pouvant dégager un gaz dangereux condensable à température ambiante ou basse température, et une cuve de stockage de carburant pouvant dégager un gaz dangereux condensable à température ambiante ou basse température.

3. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le premier échangeur (5) de chaleur de condensation comporte une zone (50) d’échange thermique, dans laquelle passent une première section (41 ) du premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux et une section (61 ) d’un deuxième conduit (6) de passage d’un fluide réfrigérant, dont la température est choisie pour provoquer la condensation de ladite au moins une partie dudit gaz dangereux dans la première section (41 ) du premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux, la première section (41 ) du premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux étant reliée à une première sortie (42) du premier échangeur (5) de chaleur de condensation (42), elle-même reliée en aval à une deuxième section (43) du premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux.

4. Navire selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le ventilateur (7) de dispersion du gaz dangereux dans l'air ambiant est prévu dans une deuxième section (43) du premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux, qui est située entre l’évent (3) et la première sortie (42) du premier échangeur (5) de chaleur de condensation. 5. Navire selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que la température dudit fluide réfrigérant dans la section (61 ) du deuxième conduit (6) de passage est inférieure à un seuil de température correspondant à une concentration maximale de consigne de gaz dangereux à la première sortie (42) du premier échangeur (5) de chaleur de condensation (42).

6. Navire selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte une source (60) d’envoi du fluide réfrigérant au deuxième conduit (6) de passage.

7. Navire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier échangeur (5) de chaleur de condensation comporte une première boucle (8) de réception du gaz dangereux condensé récupéré par le premier échangeur (5) de chaleur de condensation et de retour de ce gaz dangereux condensé dans ledit équipement (2) ou dans un autre équipement du navire (1 ).

8. Navire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un séparateur (9) de gouttelettes de gaz dangereux condensé prévu sur le premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux entre le premier échangeur (5) de chaleur de condensation et l’évent (3).

9. Navire selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une deuxième boucle (91 ) de réception du gaz dangereux condensé récupéré dans le séparateur (9) de gouttelettes, et de retour de ce gaz dangereux condensé dans ledit équipement (2) ou dans un autre équipement du navire (1 ).

10. Navire selon les revendications 7 et 9 prises en combinaison, caractérisé par le fait que la première boucle (8) de réception et de retour de gaz dangereux condensé et la deuxième boucle (91 ) de réception et de retour de gaz dangereux condensé comportent un troisième conduit (10) de gaz dangereux condensé en commun.

11. Navire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un deuxième échangeur (11 ) de chaleur interposé sur le premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux et configuré pour provoquer le refroidissement de la température du gaz dangereux dans une troisième section (44) dudit premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux, située en amont du premier échangeur (5) de chaleur de condensation, par échange thermique avec le gaz dangereux dans une deuxième section (431 ) dudit premier conduit (4) d’envoi du gaz dangereux, située en aval du premier échangeur (5) de chaleur de condensation. 12. Navire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le gaz dangereux est dégagé d’un carburant utilisé pour la propulsion du navire, choisi parmi : le méthanol, l’éthanol et l’ammoniac.

Description:
NAVIRE

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL

La présente invention se situe dans le domaine des navires de transport de passagers, tels que par exemple les navires de croisières ou les ferrys, et des navires de transport de marchandises, tels que par exemple les porte- conteneurs.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Différents carburants alternatifs sont envisagés pour les navires de transport de passagers ou de marchandises, afin de réduire l’impact environnemental de ces derniers, et notamment leurs émissions de CO?. Les options envisagées sont notamment le méthanol, l’éthanol et l’ammoniac. A bord des navires, le stockage de ces carburants peut être réalisé à température et pression ambiante, ou sous forme de gaz liquéfiés dans des cuves de stockage. Selon leur nature et la forme de stockage choisie, les carburants peuvent émettre des vapeurs à températures ambiantes ou se re-vaporiser s’ils étaient stockés sous forme liquéfiés.

Ces gaz ou vapeurs peuvent être considérées toxiques pour l’homme, selon les différents seuils limites d’exposition qui sont définis pour les travailleurs et le public, selon des critères de durée et fréquence. Pour le méthanol, par exemple, les références pour les seuils de toxicité sont : le document "Methanol, Brief Profile", ECHA (European CHemical Agency), 2022, lequel est disponible sur : Brief Profile - ECHA (europa.eu) et "Study on methanol vapour toxicity", IMO CCC5/INF., 9 June 2018).

Les navires de transport de passagers accueillant du public et présentant de nombreux ponts extérieurs, un traitement des évents visant à réduire la concentration des rejets en vapeurs et/ou gaz dangereux (toxiques par exemple) est nécessaire. Ce traitement doit intervenir avant le rejet à l’atmosphère, et a pour objectif de satisfaire les seuils limites susvisés. Cela concerne les évents associés aux rejets des moteurs, aux convertisseurs d’énergie et ceux des cuves de stockage de carburant. Dans la suite, les vapeurs ou gaz dangereux dégagés par les carburants à température ambiante seront appelés simplement « gaz dangereux ». Il est entendu que le dispositif de traitement décrit ici s’applique aux gaz dangereux condensables à température ambiante ou basse température.

De même, un traitement des rejets de gaz dangereux est nécessaire sur les navires de transport de marchandises, pour protéger les marins présents à bord de ces navires.

La présente invention a essentiellement pour but de proposer un navire doté d’une solution simple, économique et efficace permettant de rejeter à l'extérieur un gaz dont la concentration en gaz dangereux est réduite et conforme aux exigences en vigueur.

PRESENTATION DE L'INVENTION

A cet effet, un premier objet de la présente invention est un navire, qui comporte au moins un équipement qui génère ou dégage un gaz dangereux et au moins un évent permettant de relarguer ce gaz dangereux à l'extérieur du navire, caractérisé par le fait que le navire comporte en outre :

- au moins un premier conduit d’envoi du gaz dangereux depuis l’équipement vers ledit évent,

- au moins un premier échangeur de chaleur de condensation, interposé sur le premier conduit d’envoi du gaz dangereux et configuré pour provoquer la condensation d'au moins une partie dudit gaz dangereux.

Ces caractéristiques permettent de diminuer les rejets de gaz dangereux dans l’évent, en optimisant à la fois le volume et l’efficacité énergétique du dispositif de traitement des rejets de ce gaz dangereux.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, ledit équipement est choisi dans le groupe constitué par un moteur ou un convertisseur d’énergie fonctionnant avec un carburant pouvant dégager un gaz dangereux condensable à température ambiante ou basse température, et une cuve de stockage de carburant pouvant dégager un gaz dangereux condensable à température ambiante ou basse température.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, ledit équipement qui génère ou dégage le gaz dangereux est choisi dans le groupe constitué par : un moteur ou un convertisseur d’énergie fonctionnant avec l’un des carburants cité ci-dessous; une cuve de stockage de carburants de la liste suivante : le méthanol, l’éthanol ou l’ammoniac. Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire comporte en outre au moins un ventilateur de dispersion du gaz dangereux dans l’air ambiant vers l’évent, le ventilateur de dispersion du gaz dangereux étant prévu dans le premier conduit d’envoi du gaz dangereux entre l’évent et le premier échangeur de chaleur de condensation.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le premier échangeur de chaleur de condensation comporte une zone d’échange thermique, dans laquelle passent une première section du premier conduit d’envoi du gaz dangereux et une section d’un deuxième conduit de passage d’un fluide réfrigérant, dont la température est choisie pour provoquer la condensation d’au moins une partie dudit gaz dangereux dans la première section du premier conduit d’envoi du gaz dangereux, la première section du premier conduit d’envoi du gaz dangereux étant reliée à une première sortie du premier échangeur de chaleur de condensation, elle-même reliée en aval à une deuxième section du premier conduit d’envoi du gaz dangereux.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le ventilateur de dispersion du gaz dangereux dans l'air ambiant est prévu dans une deuxième section du premier conduit d’envoi du gaz dangereux, qui est située entre l’évent et la première sortie du premier échangeur de chaleur de condensation.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, la température dudit fluide réfrigérant dans la section du deuxième conduit de passage est inférieure à un seuil de température correspondant à une concentration maximale de consigne de gaz dangereux à la première sortie du premier échangeur de chaleur de condensation.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire de croisière comporte une source d’envoi du fluide réfrigérant au deuxième conduit de passage.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le premier échangeur de chaleur de condensation comporte une première boucle de réception du gaz dangereux condensé récupéré par le premier échangeur de chaleur de condensation, et de retour de ce gaz dangereux condensé (par exemple carburant sous forme liquide) dans ledit équipement ou dans un autre équipement du navire.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire comporte un séparateur de gouttelettes de gaz dangereux condensé prévu sur le premier conduit d’envoi du gaz dangereux entre le premier échangeur de chaleur de condensation et l’évent. Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire comporte une deuxième boucle de réception du gaz dangereux condensé récupéré dans le séparateur de gouttelettes, et de retour de ce gaz dangereux condensé dans ledit équipement ou dans un autre équipement du navire.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, la première boucle de réception et de retour de gaz dangereux condensé et la deuxième boucle de réception et de retour de gaz dangereux condensé comportent un troisième conduit de gaz dangereux condensé en commun.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire comporte un deuxième échangeur de chaleur interposé sur le premier conduit d’envoi du gaz dangereux et configuré pour provoquer le refroidissement de la température du gaz dangereux dans une troisième section dudit premier conduit d’envoi du gaz dangereux, située en amont du premier échangeur de chaleur de condensation, par échange thermique avec le gaz dangereux dans une deuxième section dudit premier conduit d’envoi du gaz dangereux, située en aval du premier échangeur de chaleur de condensation.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le gaz dangereux est dégagé par le carburant ou combustible de propulsion du navire, qui peut être compris dans la liste suivante : le méthanol, l’éthanol et l’ammoniac. L’élément commun de ces carburants est qu’ils peuvent, selon leur nature et les caractéristiques du stockage associé, dégager des vapeurs, ou se re-vaporiser si la température ambiante est supérieure à celle du stockage.

Ce carburant peut être une charge utile devant être transportée par le navire.

Un deuxième objet de l’invention est un navire de croisière, qui comporte au moins un équipement qui génère ou dégage un gaz contenant du méthanol et au moins un évent permettant de relarguer du gaz à l'extérieur du navire, caractérisé par le fait que le navire de croisière comporte en outre :

- au moins un premier conduit d’envoi du gaz depuis l’équipement vers ledit évent,

- au moins un premier échangeur de chaleur de condensation, interposé sur le premier conduit d’envoi du gaz et configuré pour provoquer la condensation d'au moins une partie dudit méthanol,

- au moins un ventilateur de dispersion du gaz dans l'air ambiant vers l’évent, le ventilateur de dispersion du gaz étant prévu dans le premier conduit d’envoi du gaz entre l’évent et le premier échangeur de chaleur de condensation.

DESCRIPTION DES FIGURES

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif en référence à la figure ci-dessous du dessin annexé.

[Fig. 1] est une vue schématique d’un navire suivant des modes de réalisations de l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

A la figure 1 , le navire 1 suivant l’invention peut être un navire de transport de passagers, tel qu’un navire de croisière, notamment un paquebot de croisière ou de loisirs ou d’agrément, le navire 1 pouvant transporter un nombre total de passagers et de membres d’équipage supérieur à 500 ou à 1000, ou ayant un nombre de couchettes installées ou de lits installés supérieur à 500 ou à 1000. Le navire 1 peut également être un ferry ou autre. Le navire 1 comporte plusieurs ponts, par exemple un nombre de ponts, supérieur ou égal à 5. Le navire 1 peut également être un navire de transport de marchandises ou d’une charge utile, tel que par exemple un porte-conteneurs, un navire chimiquier ou autre.

Tous les éléments décrits ci-dessous sont des éléments embarqués à bord du navire 1 .

Le navire 1 comporte un (ou plusieurs) équipement 2 qui génère ou dégage un gaz condensable par une diminution de température et dangereux pour la santé humaine (toxique) et/ou pour l’environnement. Ce gaz déterminé est appelé gaz dangereux ci -dessous. Ce gaz dangereux peut être dégagé par un carburant liquide à température ambiante (on parlera alors de vapeur), ou par un carburant gazeux liquéfié, dès que la température ambiante est supérieure à sa température de stockage (il s’agira alors d’une re-vaporisation). Ce carburant dégageant un gaz dangereux peut être stockée dans l’équipement 2 (par exemple une cuve 2) ou pouvant être utilisée par l’équipement 2 (par exemple un moteur 2 ou un convertisseur 2), ce carburant pouvant être le carburant ou combustible de propulsion du navire 1 ou la charge utile devant être transportée par le navire 1 , ou autre, ainsi que mentionné dans les exemples ci-dessous. Ce gaz dangereux peut être par exemple des vapeurs de méthanol. Ce gaz dangereux peut être autre que du méthanol et peut être par exemple des vapeurs d’éthanol, ou d’ammoniac, ou autre. Le navire 1 comporte un (ou plusieurs) évent 3 permettant de relarguer du gaz dangereux depuis l’équipement 2 vers l’extérieur.

L’équipement 2 peut être un (ou plusieurs) moteur et/ou un (ou plusieurs) convertisseur d’énergie fonctionnant avec un carburant pouvant dégager un gaz dangereux et/ou une (ou plusieurs) cuve de stockage stockant un carburant pouvant dégager un gaz dangereux. La cuve de stockage de carburant peut être un (ou plusieurs) réservoir de carburant ou une (ou plusieurs) cuve de drain. Le convertisseur d’énergie est tout élément produisant de la puissance mécanique à partir de carburant, comme par exemple un (ou plusieurs) moteur à combustion interne, une (ou plusieurs) pile à combustible, ou une (ou plusieurs) turbine à gaz dangereux.

Dans le mode de réalisation, l’équipement 2 contient un volume de carburant liquide, désigné par MeOH à la figure 1 , surmonté d’un volume de gaz d’azote, désigné par N2 à la figure 1 et servant à l’inertage de la cuve de stockage du carburant liquide. L’équipement 2 peut comporter une canalisation 21 de remplissage en méthanol liquide ou en un autre carburant liquide. La partie supérieure 20 de l’équipement 2 comporte une ouverture 22, qui communique avec le volume de gaz d’azote et qui est reliée dans ce cas au premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, qui sera décrit ci-dessous, pour pouvoir évacuer ce volume de gaz d’azote vers l’évent 3, par exemple lorsque l’on remplit la cuve de méthanol liquide ou de carburant. Dans ce cas, l’équipement 2 rejette dans le premier conduit 4 à la fois de l’azote gazeux et des vapeurs du gaz dangereux issues du volume MeOH de carburant liquide de cet équipement 2. Dans le cas des rejets en entrée du ou des évents 3, on est en présence d’un mélange gazeux de gaz dangereux/azote, à une température pouvant aller par exemple de +5 °C à 80° C.

Ainsi, dans ces différents cas, le navire 1 suivant l’invention peut être un navire 1 utilisant le méthanol ou un autre carburant pouvant dégager un gaz dangereux, pour la propulsion du navire 1.

Les navires 1 , notamment les navires 1 de croisières comportent de nombreux ponts extérieurs et la présence de public, ce qui implique de nouvelles contraintes, donc des seuils de concentration faible en gaz dangereux pour les rejets de gaz dangereux par l’évent 3. L’invention permet de mettre en place une solution de traitement des rejets de gaz dangereux pour les navires 1 fonctionnant avec un carburant pouvant dégager des gaz dangereux. À cet effet, le navire 1 est doté d’un dispositif 100 de retraitement des vapeurs de gaz dangereux, comportant essentiellement un (ou plusieurs) premier échangeur 5 de chaleur pour la condensation du gaz dangereux (appelé premier échangeur 5 de chaleur de condensation).

Le premier échangeur 5 est un échangeur 5 de condensation, permettant de liquéfier les vapeurs de gaz dangereux provenant de l’équipement 2.

Le navire 1 comporte un (ou plusieurs) premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux depuis l’équipement 2 vers un (ou plusieurs) évent 3, pouvant déboucher vers l’extérieur du navire 1. Le premier échangeur 5 de chaleur de condensation est prévu sur le premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux et est configuré pour provoquer la condensation d'au moins une partie dudit gaz dangereux en produit liquide (carburant liquide ou gaz liquéfié). Le premier échangeur 5 de chaleur de condensation est configuré pour refroidir le flux de gaz dangereux dans le premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux pour provoquer la condensation du gaz dangereux en produit liquide (carburant liquide ou gaz liquéfié).

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le premier échangeur 5 de chaleur de condensation peut être associé à un (ou plusieurs) ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux en aval du premier échangeur 5. Le ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux forme un dispositif secondaire 7 de dilution des rejets de gaz dangereux par ventilation. Le ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux est prévu dans le premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux entre l’évent 3 et le premier échangeur 5 de chaleur de condensation.

L’association du premier échangeur 5 de chaleur de condensation et du ventilateur 7 de dispersion permet d’atteindre des seuils de rejets de l’ordre de la centaine de ppm pour le méthanol, à la fois en diminuant le volume total du dispositif de traitement 100, pour avoir une compacité du dispositif 100 de retraitement, et en augmentant l’efficacité énergétique dudit dispositif de retraitement 100. En effet, dans l’hypothèse de dilution uniquement, le débit d’air nécessaire demanderait un volume de ventilateur beaucoup trop important pour une installation à bord d’un navire. Or, dans le cas d’un navire 1 de croisière, les espaces techniques à bord doivent être limités le plus possible pour laisser le plus d’espace possible aux locaux accessibles aux passagers. De même, dans l’hypothèse d’une condensation uniquement, la puissance thermique nécessaire à la condensation du flux pour atteindre les seuils autorisés de rejet du gaz dangereux, serait plus importante. Par exemple, dans le cas du méthanol, la température de condensation serait bien inférieure (autour de - 70° C), et les procédures de fonctionnement à cette température requise beaucoup plus contraignantes en termes de mise en œuvre et de coût. La combinaison du premier échangeur 5 de chaleur de condensation et du ventilateur 7 de dispersion permet d’optimiser le dispositif pour potentiellement atteindre les seuils autorisés de rejets du gaz dangereux. Le système peut être dimensionné de façon totalement intégrée au navire 1 , avec l’utilisation d’auxiliaires du bord, et dans un espace déjà équipé selon la réglementation en vigueur. L’invention permet ainsi un traitement efficace des vapeurs de méthanol, pouvant permettre d’atteindre une concentration inférieure ou égale à 200 ppm de vapeurs dans l’évent 3.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le premier échangeur 5 de chaleur de condensation comporte une zone 50 d’échange thermique, dans laquelle passent une première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux et une section 61 d’un deuxième conduit 6 de passage d’un fluide réfrigérant. La température du fluide réfrigérant dans la section 61 du deuxième conduit 6 de passage est choisie pour provoquer la condensation d'au moins une partie du gaz dangereux dans la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux. La première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux est reliée à une première sortie 42 du premier échangeur 5 de condensation et, en aval, à une deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, reliée à la une première sortie 42. La section 61 du deuxième conduit 6 de passage du fluide réfrigérant est configurée pour refroidir le flux de gaz dangereux dans la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux pour provoquer la condensation du gaz dangereux en liquide (carburant liquide ou gaz liquéfié). La section 61 du deuxième conduit 6 de passage du fluide réfrigérant peut être à contre-courant par rapport à la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, ainsi que représenté à la figure 1. Bien entendu, la section 61 du deuxième conduit 6 de passage du fluide réfrigérant pourrait être en co-courant par rapport à la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, dans d’autres modes de réalisation non représentés.

Lorsqu’il est présent, le ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux dans l'air ambiant est prévu dans la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux entre l’évent 3 et la première sortie 42 du premier échangeur 5 de chaleur de condensation, et donc en aval de la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux.

Le premier échangeur 5 de chaleur de condensation peut être par exemple un échangeur 5 du type à tube(s) et calandre(s), ou du type plaque, ou autre. Il est dimensionné de façon à limiter les pertes de charges afin que la surpression ne dépasse pas la tenue en pression prescrite de l’équipement 2.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, la température du fluide réfrigérant dans la section 61 du deuxième conduit 6 de passage est inférieure à un seuil de température correspondant à une concentration maximale de consigne de gaz dangereux en sortie 42 (pouvant être un seuil de toxicité). La température du fluide réfrigérant dans la section 61 du deuxième conduit 6 de passage est asservie à la concentration maximale de gaz dangereux que l'on souhaite rejeter dans l'air ambiant, à savoir que plus cette concentration maximale de gaz dangereux que l'on souhaite rejeter dans l'air ambiant est basse, plus ladite température doit être basse pour augmenter ainsi la quantité de gaz condensé.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire 1 comporte une source 60 d’envoi du fluide réfrigérant raccordée au deuxième conduit 6 de passage. La source 60 peut être munie d’une pompe d’envoi du fluide réfrigérant. La température du fluide réfrigérant de la source 60 (dite source froide) peut être définie en fonction de la concentration maximale de consigne de gaz dangereux en sortie 42. La source 60 peut être ou comporter par exemple : soit de l’eau froide issue des auxiliaires du navire 1 , comme le réseau d’eau froide utilisé pour le système de climatisation du navire 1 , soit un fluide réfrigérant (par exemple du type glycol, ou un réfrigérant à base d'hydrofluorooléfine, par exemple du type R449, ou du type Hycool (marque déposée) ou autre) avec un groupe froid dédié ou déjà existant pour d’autres besoins du navire 1 , pour les températures en dessous de la température disponible, typiquement 6°C. Selon les cas, le premier échangeur 5 de chaleur peut être un échangeur gaz/gaz ou gaz/liquide, selon les caractéristiques physico-chimiques du fluide réfrigérant.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le gaz dangereux condensé en carburant liquide est collecté puis redirigé directement ou indirectement vers l’équipement 2 ou vers un système de stockage de carburant ou vers un système de stockage de carburant principal, ou est directement utilisé comme combustible.

Suivant un premier mode de réalisation de l’invention, le premier échangeur 5 de chaleur de condensation comporte une première boucle 8 (ou première canalisation 8) de réception de ce carburant liquide condensé, et de retour de ce carburant liquide dans ledit équipement 2 ou dans un autre équipement du navire 1. On enlève ainsi du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux au moins une partie du gaz dangereux condensé à l’état liquide. Cette première boucle 8 de réception et de retour peut être raccordée, ainsi que représenté par le raccordement 45, par exemple à la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux dans le premier échangeur 5 de chaleur de condensation et/ou à sa première sortie 42 dans le premier échangeur 5 de chaleur de condensation (par exemple dans le cas d’un premier échangeur 5 de chaleur du type plaque). Par ailleurs, il existe d’autres technologies de premier échangeur 5 de chaleur avec leur propre mode de collecte de carburant liquide générée par condensation.

Suivant un deuxième mode de réalisation de l’invention, le navire 1 comporte un séparateur 9 de gouttelettes de carburant liquide (gaz dangereux condensé), prévu sur le premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux entre le premier échangeur 5 de chaleur de condensation et l’évent 3 (ou entre le premier échangeur 5 de chaleur de condensation et le ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux lorsque ce dernier est présent). Le séparateur 9 de gouttelettes de carburant liquide (gaz dangereux condensé) est prévu dans la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux en aval de la première sortie 42 du premier échangeur 5 de chaleur de condensation et en amont de l’évent 3 (ou en amont du ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux lorsque ce dernier est présent). Le séparateur 9 de gouttelettes liquides enlève ainsi du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux au moins la partie du gaz dangereux, qui est condensée à l’état liquide, qui est emmenée en gouttelettes ou micro-gouttelettes dans le flux de gaz dangereux et qui n’a pas été collectée par le premier échangeur 5 de chaleur lui-même. En effet, ces gouttelettes de gaz dangereux condensé non renvoyées dans la canalisation 8 et créées dans le premier échangeur 5 de chaleur échappent à la collecte dans celui-ci du fait de la faible taille de ces gouttelettes et de la vitesse du flux de gaz dangereux dans le premier échangeur 5 de chaleur. Ce séparateur 9 de gouttelettes vient donc optimiser le fonctionnement du premier échangeur 5 de chaleur.

Le séparateur 9 de gouttelettes de gaz dangereux condensé peut comporter une deuxième sortie 92 de récupération de liquide (gaz dangereux condensé), issu de la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux. La deuxième sortie 92 de récupération du carburant liquide (gaz dangereux condensé) peut être raccordée à une deuxième boucle 91 de réception du carburant liquide récupéré dans le séparateur 9 de gouttelettes, et de retour de ce carburant liquide dans ledit équipement 2 ou dans un autre équipement du navire 1 .

Le séparateur 9 de gouttelettes augmente l’efficacité du traitement des rejets de gaz dangereux. La première boucle 8 de réception et de retour de gaz dangereux condensé et la deuxième boucle 91 de réception et de retour de gaz dangereux condensé peuvent comporter un troisième conduit 10 de gaz dangereux condensé en commun.

Suivant un mode de réalisation de l’invention, le navire 1 comporte un deuxième échangeur 11 de chaleur comportant une deuxième zone 110 d’échange thermique provoquant le pré - refroidissement du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux en amont du premier échangeur 5 de chaleur de condensation. Dans la deuxième zone 110 d’échange thermique du deuxième échangeur 11 de chaleur passe une troisième section 44 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, laquelle est située en amont de la première section 41 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux. Une partie 431 de la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, laquelle est située en aval de la première sortie 42 du premier échangeur 5 de chaleur de condensation (et en aval du séparateur 9 de gouttelettes lorsque ce dernier est présent) et en amont de l’évent 3 (et en amont du ventilateur 7 de dispersion du gaz dangereux lorsque ce dernier est présent) passe également dans la deuxième zone 110 d’échange thermique du deuxième échangeur 11 de chaleur, pour que la partie 431 de la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux refroidisse la troisième section 44 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux. Cela permet de réduire la consommation d’énergie liée au fluide réfrigérant du deuxième conduit 6 de passage et à la source 60 de fluide réfrigérant, et notamment de prévoir un débit de fluide réfrigérant moins grand dans le conduit 6 et/ou un réchauffement moins grand du fluide réfrigérant en sortie du premier échangeur 5 de chaleur (suite à l’échange thermique) et donc d’économiser la consommation d’énergie nécessaire à la production de ce fluide réfrigérant à la température de consigne en entrée du premier échangeur 5 de chaleur. Cela permet de réduire davantage le nombre de gouttelettes de carburant liquide en sortie du deuxième échangeur 11 de chaleur, par (ré)évaporation des gouttelettes de gaz dangereux qui arriveraient en entrée dudit échangeur 11 (et qui auraient échappées au séparateur 9 de gouttelettes lorsqu’il est présent), la température dans le conduit 431 s’élevant dans cet échangeur 11. Cela permet une meilleure dispersion du gaz dangereux en sortie de l’évent 3, et évite notamment d’avoir des gouttelettes résiduelles qui pourraient tomber sur les ponts extérieurs. La partie 431 de la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux peut être à contre-courant par rapport à la troisième section 44 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, ainsi que représenté à la figure 1. Bien entendu, la partie 431 de la deuxième section 43 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux pourrait être en co-courant par rapport à la troisième section 44 du premier conduit 4 d’envoi du gaz dangereux, dans d’autres modes de réalisation non représentés. La problématique de la sécurité est également prise en compte dans l’architecture du dispositif, du fait des propriétés toxiques et/ou inflammables du gaz dangereux ; et ce, dès la phase de conception. Les risques potentiels de diffusion du gaz dangereux côté boucle froide de l’échangeur 5 et/ou 11 (et donc de contamination en gaz dangereux des autres réseaux du navire 1 ) peuvent être mitigés par une boucle thermique intermédiaire ou un échangeur double peau. Dans les deux cas, un système de détection peut être présent sur le navire, afin d’alerter et de stopper l’installation en cas de fuite dans le premier échangeur 5 de chaleur de condensation ou dans l’échangeur 11 .

L’invention décrite ici est un traitement des vapeurs de gaz dangereux compact, dont le premier échangeur 5 de chaleur de condensation peut être installé dans un local classé dangereux, selon la réglementation marine (Résolution MSC.391 (95), « International code of safety for ships using gases or other low-flashpoint fuels - IGF code »), car une atmosphère explosive pourrait s’y former dans le cas de la mise en œuvre de gaz dangereux inflammable. Le module complet (échangeur 5 et/ou 11 et/ou ventilateur 11 de dilution) peut également être placé en extérieur.

La compacité du système est également optimisée par la combinaison de l’échangeur 5 et du ventilateur 7 de dilution, qui permet un volume final d’installation réduit, et une souplesse de fonctionnement.

L’invention permet un traitement des rejets de gaz dangereux avec une faible consommation énergétique, celle-ci étant principalement liée à la consommation d’énergie de la source froide 60. De plus, l’utilisation du ventilateur 7 de dilution permet de réduire la demande thermique associée à cette source froide 60. Il est possible de mutualiser le flux d’air associé à cette dilution par le ventilateur 7 et celui nécessaire à la ventilation des locaux dangereux ; dans ce cas, l’optimisation énergétique du système en est encore améliorée. L’invention permet un traitement simple des gaz dangereux, ne demandant pas de réactifs additionnels et ne produisant pas de pollution additionnelle. L’absence de réactif additionnel permet de réduire le coût de fonctionnement car aucun intrant n’est nécessaire. L’installation ne produit pas non plus de déchets ou de co-produits. Ce module de traitement ne crée pas non plus de déchets ou d’eau souillés qui auraient besoin d’un traitement/valorisation ultérieure. De plus, le carburant liquide (gaz dangereux condensé) récupéré est pur, et peut être récupéré tel quel dans la cuve 2 de stockage de carburant pour réutilisation. L’invention permet un traitement des gaz dangereux avec une maintenance réduite liée à la simplicité du dispositif.

L’invention permet de réduire la concentration en gaz dangereux des rejets susvisés et a été définie pour des rejets composés de gaz dangereux et d’azote depuis l’équipement 2, mais est également applicable aux rejets de gaz dangereux pur depuis l’équipement 2.

Bien entendu, les modes de réalisation, caractéristiques, possibilités et exemples décrits ci-dessus peuvent être combinés l’un avec l’autre ou être sélectionnés indépendamment l’un de l’autre.