FR2725008A1 - Dispositif de protection de reservoirs contre un risque d'explosion - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de protection d'un réservoir contre Ie risque d'explosion suite à une mise en oeuvre d'un dispositif d'évacuation de sécurité dont il est muni. Ce dispositif comporte une chambre de combustion (20) montée sur le dispositif d'évacuation de sécurité (18) de telle sorte qu'il puisse se créer un mélange entre le gaz combustible éjecté au travers du dispositif d'évacuation et un comburant admis dans la chambre, et un moyen d'allumage (24) du mélange air/gaz ainsi créé de telle sorte que le gaz s'échappe du réservoir en brûlant. Le carburant est avantageusement de l'air et la chambre de combustion (20) présente de préférence une forme sensiblement cylindrique avec une partie en regard du dispositif d'évacuation comportant une prise d'air à effet venturi. Le moyen d'allumage peut comporter un système actif ou passif et un moyen de signalisation (30) est actionné lors du déclenchement de la combustion.
Description
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte à une amélioration des dispositifs de sécurité dont sont équipés les réservoirs pour le transport et le stockage de fluides comprimés ou liquéfiés ou plus généralement sous pression comme de l'air liquide.
La présente invention se rapporte à une amélioration des dispositifs de sécurité dont sont équipés les réservoirs pour le transport et le stockage de fluides comprimés ou liquéfiés ou plus généralement sous pression comme de l'air liquide.
ART ANTERIEUR
Certains gaz dangereux, comme l'hydrogène liquide ou le gaz naturel liquéfié, sont stockés et/ou transportés dans des réservoirs à double enveloppe sous vide qui en assure l'isolation. Mais, en cas de perte accidentelle du vide, suite à un accident routier ou une dégradation naturelle par exemple, cette isolation se dégrade et provoque une vaporisation intense du liquide contenu dans le réservoir entraînant une élévation de sa pression interne. Cest pourquoi, les réglementations tant française qu'étrangères prévoient qu'au cas où surviennent de telles surpressions, le volume de gaz en excès doit pouvoir être évacué. Des dispositifs d'évacuation de sécurité tels que des soupapes à ouverture rapide, des disques dc rupture ou tout autre dispositif analogue sont ainsi prévus pour protéger le réservoir contre ce risque.
Certains gaz dangereux, comme l'hydrogène liquide ou le gaz naturel liquéfié, sont stockés et/ou transportés dans des réservoirs à double enveloppe sous vide qui en assure l'isolation. Mais, en cas de perte accidentelle du vide, suite à un accident routier ou une dégradation naturelle par exemple, cette isolation se dégrade et provoque une vaporisation intense du liquide contenu dans le réservoir entraînant une élévation de sa pression interne. Cest pourquoi, les réglementations tant française qu'étrangères prévoient qu'au cas où surviennent de telles surpressions, le volume de gaz en excès doit pouvoir être évacué. Des dispositifs d'évacuation de sécurité tels que des soupapes à ouverture rapide, des disques dc rupture ou tout autre dispositif analogue sont ainsi prévus pour protéger le réservoir contre ce risque.
Toutefois, lorsque les gaz considérés présentent un grand risque explosion, comme par exemple le gaz naturel ou plus encore l'hydrogène, un dégazage accidentel peut être à l'origine d'une détonation qui peut être particulièrement dangereuse si les gaz s'échappant du réservoir se trouvent alors confinés dans un espace restreint. En effet, il peut être estimé que pour une citerne de 50m3 d'hydrogène liquide, le débit vaporisé est de l'ordre de 300 à 500g/s, ce qui peut entraîner un dégazage d'une durée de 1 à 2 heures avec émission éventuelle de gaz très froids et donc formation d'un nuage dérivant.Dans un environnement urbain, il est admis couramment que le risque d'explosion peut survenir dans les 5 à 10 minutes après la rupture des dispositifs d'évacuation de sécurité, avec les conséquences matérielles et humaines incalculables qui en résultent et qui peuvent aller du simple bris de glaces à la destruction d'un ensemble d'habitations.
La demande de brevet FR 2 160 012 apporte une solution à ce problème en prévoyant, couplé au dispositif d'évacuation de sécurité, un dispositif d'extinction (à poudre chimique par exemple) commandé à partir d'un capteur de pression sensible à l'élévation de pression dans le réservoir. Toutefois, le dispositif décrit nécessite une électronique de commande complexe dont la fiabilité peut être prise à défaut dans certaines conditions extrêmes de transport et de stockage. De plus, l'introduction de l'agent chimique d'extinction dans le réservoir a pour conséquence de rendre inutilisable son contenu, ce qui n'est pas sans causer des dommages économiques appréciables lorsque ce réservoir est de très grande capacité (comme dans le cas d'un transport ferroviaire par exemple).
DEF1NITION ET OBJET DE L'INVENTION
La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif de protection contre les risques d'explosion de réservoirs consécutifs à une mise en action de leurs dispositifs d'évacuation de sécurité résultant d'une augmentation accidentelle de pression dans ces réservoirs, dispositif qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et notamment soit particulièrement fiable et de conception simple.
La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif de protection contre les risques d'explosion de réservoirs consécutifs à une mise en action de leurs dispositifs d'évacuation de sécurité résultant d'une augmentation accidentelle de pression dans ces réservoirs, dispositif qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et notamment soit particulièrement fiable et de conception simple.
Ce but est atteint par un dispositif de protection d'un réservoir contre le risque d'explosion suite à une mise en oeuvre d'un dispositif d'évacuation de sécurité dont il est muni, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de combustion montée sur le dispositif d'évacuation de sécurité de telle sorte qu'il puisse se créer un mélange entre le gaz combustible éjecté au travers du dispositif d'évacuation et un comburant admis dans la chambre, et un moyen d'allumage du mélange air/ gaz ainsi créé de telle sorte que le gaz s'échappe du réservoir en brûlant. Avantageusement, le comburant est constitué par de l'air.
Par cette structure simple, le risque d'explosion du réservoir est remplacé par un risque, beaucoup moins dangeureux et de gestion plus souple, généré par la seule combustion du mélange air/gaz. En effet, les moyens de secours à mettre en oeuvre dans ce second cas sont bien moindres que dans le précédent où des pertes humaines sont à craindre notamment lorsque le confinement du gaz échappé du réservoir est à l'origine d'une détonation à retardement.
Pour favoriser la combustion, la chambre de combustion présente une forme sensiblement cylindrique avec une partie en regard du dispositif d'évacuation comportant une prise d'air à effet venturi.
Selon un premier mode de réalisation, le moyen d'allumage comporte un système actif de mise à feu tel qu'une bougie, un brûleur, un fil chaud ou tout autre dispositif analogue. Selon un second mode de réalisation, ce moyen comporte un système passif de mise à feu tel qu'un catalyseur ou tout autre dispositif analogue.
En Outre, pour permettre d'alerter la personne en charge d'un réservoir considéré, le dispositif de protection de ce réservoir est muni d'un moyen de signalisation qui est actionné lors du déclenchement de la combustion. Ce moyen de signalisation comprend un détecteur thermique permettant la commande d'une alarme visuelle ou sonore.
De préférence, un moyen de protection est prévu pour empêcher une détérioration du moyen d'allumage en l'absence de combustion. Ce moyen de protection comprend un bouchon éjectable qui est avantageusement relié au réservoir par une attache souple.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure unique montre un exemple de réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure unique montre un exemple de réalisation d'un dispositif de protection selon l'invention.
DESCRIPTION D'UN MODE PREFERENTIEL DE REALISATION
Un mode de réalisation préférentiel de l'invention est maintenant décrit au regard de la figure unique. Un réservoir 10 est muni classiquement d'un dispositif d'évacuation de sécurité, en l'espèce un disque de rupture 12, maintenu entre deux brides 14, 16 et relié à l'enveloppe externe du réservoir par une tubulure d'évacuation 18. De préférence, on choisira de fixer cette tubulure suivant un axe vertical. Bien entendu, le disque représenté ne constitue qu'un des exemples possibles des dispositifs d'évacuation de sécurité envisageables et tout autre type connu comme par exemple une soupape à ouverture rapide pourrait pareillement être utilisé.
Un mode de réalisation préférentiel de l'invention est maintenant décrit au regard de la figure unique. Un réservoir 10 est muni classiquement d'un dispositif d'évacuation de sécurité, en l'espèce un disque de rupture 12, maintenu entre deux brides 14, 16 et relié à l'enveloppe externe du réservoir par une tubulure d'évacuation 18. De préférence, on choisira de fixer cette tubulure suivant un axe vertical. Bien entendu, le disque représenté ne constitue qu'un des exemples possibles des dispositifs d'évacuation de sécurité envisageables et tout autre type connu comme par exemple une soupape à ouverture rapide pourrait pareillement être utilisé.
Le dispositif de protection selon l'invention comporte une chambre de combustion 20 montée sur le dispositif d'évacuation 12 et solidaire de ce dernier par des fixations 22. Cette chambre présente une forme sensiblement cylindrique avec une partie en regard du dispositif d'évacuation comportant une prise d'air (ou tout autre comburant) à effet venturi et disposée concentriquement par rapport à la tubulure d'évacuation. Un moyen d'allumage 24 est disposé dans cette chambre dc combustion pour assurer le déclenchement de la combustion du mélange air/gaz qui va se former après le claquage du disque de rupture. Ce moyen d'allumage peut être de tout type connu. Il peut s'agir d'un système actif de mise à feu comme une bougie, un fil chaud, un brûleur ou tout autre dispositif analogue nécessitant une source d'énergie extérieure, ou bien un système passif sans apport d'énergie comme un catalyseur par exemple.
Le fonctionnement du dispositif est particulièrement simple. Sous l'effet d'une rupture accidentelle du disque provoquée par une surpression dans le réservoir, l'écoulement de combustible gazeux s'échappant au travers de la tubulure d'évacuation va provoquer une aspiration de l'air dans le tube venturi et créer ainsi un mélange air/gaz enflammable immédiatement par le moyen d'allumage que l'on aura pris soin préalablement de disposer dans une zone de la chambre favorable à la combustion.
De préférence, la chambre de combustion est obturée par un bouchon 26 qui sera éjecté lors de l'initiation de la combustion (une attache souple 28 reliant ce bouchon au réservoir permet d'éviter qu'il ne soit projeté) mais qui, en fonctionnement normal, remplit un rôle d'imperméabilité à la pluie, aux poussières ou autres impuretés diverses pouvant affecter l'efficacité du moyen d'allumage.
Lorsque le réservoir n'est pas sous une surveillance continue, il peut être intéressant de munir le dispositif de protection d'un moyen de signalisation 30, actionné lors du déclenchement de la combustion, et permettant ainsi de délivrer une information d'alerte. Ce moyen peut par exemple consister en un détecteur thermique qui commandera à distance ou non une alarme visuelle ou sonore pouvant alerter la personne ayant la charge du réservoir considéré (conducteur du train, chauffeur du transport routier, responsable du site de stockage, etc.) de la survenance d'un incident sur ce réservoir.
La présente invention est particulièrement bien adaptée au stockage comme au transport, notamment en milieu urbain, de gaz liquéfiés dangereux. En effet, la combustion imposée selon un axe vertical (sauf renversement éventuel en cas d'accident routier ou ferroviaire) générera dans un rayon d'environ 10m autour du point d'évacuation un flux thermique de l'ordre de 10kW/m2 pour une citerne de 50m3 d'hydrogène liquide. Ce niveau de chaleur qui est admissible pendant quelques minutes laissera aux personnes présentes sur le lieu de l'incident le temps nécessaire pour s'en éloigner. Le risque d'explosion, et donc de pertes de vies humaines, est ainsi évité.
Claims (10)
1. Dispositif de protection d'un réservoir contre le risque d'explosion suite à une mise en oeuvre d'un dispositif d'évacuation de sécurité dont il est muni, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de combustion (20) montée sur le dispositif d'évacuation de sécurité (18) de telle sorte qu'il puisse se créer un mélange entre le gaz combustible éjecté au travers du dispositif d'évacuation et un comburant admis dans la chambre, et un moyen d'allumage (24) du mélange air/ gaz ainsi créé de telle sorte que le gaz s'échappe du réservoir en brûlant.
2. Dispositif de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que le comburant est avantageusement de l'air.
3. Dispositif de protection selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre de combustion (20) présente une forme sensiblement cylindrique avec une partie en regard du dispositif d'évacuation comportant une prise d'air à effet venturi.
4. Dispositif de protection selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'allumage (24) comporte un système actif de mise à feu tel qu'une bougie, un brûleur, un fil chaud ou tout autre dispositif analogue.
5. Dispositif de protection selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'allumage (24) comporte un système passif de mise à feu tel qu'un catalyseur ou tout autre dispositif analogue.
6. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de signalisation (30) actionné lors du déclenchement de la combustion.
7. Dispositif de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de signalisation (30) comprend un détecteur thermique permettant la commande d'une alarme visuelle ou sonore.
8. Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de protection (26) pour empêcher une détérioration du moyen d'allumage en l'absence de combustion.
9. Dispositif de protection selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de protection (26) comprend un bouchon éjectable.
10. Dispositif de protection selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bouchon éjectable (26) est relié au réservoir (10) par une attache souple (28).
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| FR9411431A FR2725008B1 (fr) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Dispositif de protection de reservoirs contre un risque d'explosion |
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Publications (2)
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| FR2725008A1 true FR2725008A1 (fr) | 1996-03-29 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2766554A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-01-29 | Clesse Ind | Dispositif de securite pour reservoir destine a contenir un fluide inflammable, notamment un fluide sous pression |
| WO2010136692A1 (fr) | 2009-05-27 | 2010-12-02 | L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Dispositif de securite pour gaz sous pression |
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1994
- 1994-09-26 FR FR9411431A patent/FR2725008B1/fr not_active Expired - Fee Related
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