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WO2022234206A1 - Ouvrage flottant comprenant un système d'alimentation d'un consommateur en un carburant préparé à partir de gaz naturel liquéfié ou d'un mélange de méthane et d'un alcane comportant au moins deux atomes de carbone - Google Patents

Ouvrage flottant comprenant un système d'alimentation d'un consommateur en un carburant préparé à partir de gaz naturel liquéfié ou d'un mélange de méthane et d'un alcane comportant au moins deux atomes de carbone Download PDF

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Publication number
WO2022234206A1
WO2022234206A1 PCT/FR2022/050722 FR2022050722W WO2022234206A1 WO 2022234206 A1 WO2022234206 A1 WO 2022234206A1 FR 2022050722 W FR2022050722 W FR 2022050722W WO 2022234206 A1 WO2022234206 A1 WO 2022234206A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pass
heat exchanger
branch
gas
fuel
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/050722
Other languages
English (en)
Inventor
Pavel BORISEVICH
Ezequiel ORLANDI
Original Assignee
Gaztransport Et Technigaz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gaztransport Et Technigaz filed Critical Gaztransport Et Technigaz
Priority to US18/558,237 priority Critical patent/US20240218978A1/en
Priority to KR1020227021118A priority patent/KR20220152525A/ko
Priority to CN202280001837.0A priority patent/CN115605708A/zh
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    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
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    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
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    • F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
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    • F25J2215/62—Ethane or ethylene
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    • F25J2220/62—Separating low boiling components, e.g. He, H2, N2, Air
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    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/34—Details about subcooling of liquids
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    • F25J2290/62—Details of storing a fluid in a tank
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels

Definitions

  • Floating structure comprising a system for supplying a consumer with a fuel prepared from liquefied natural gas or a mixture of methane and an alkane comprising at least two carbon atoms
  • the present invention relates to the field of the transport and/or storage of a cryogenic liquid.
  • the invention relates more particularly to a floating or terrestrial structure of which at least one consumer is supplied with at least one fuel prepared from the natural evaporation of part of the cryogenic liquid stored and/or transported in at least one tank of the 'work.
  • Gaseous hydrocarbons at ambient temperature and atmospheric pressure are liquefied at cryogenic temperatures, i.e. temperatures below - 60°C, in order to facilitate their transport and/or storage.
  • the liquefied hydrocarbons, also called cryogenic liquids are then placed in tanks of a floating or terrestrial structure.
  • Part of the gas resulting from the natural evaporation of the cryogenic liquid in liquid form can be used as fuel to supply at least one consumer, such as an engine, provided to meet the operating energy needs of the floating or terrestrial structure. Thus, it is possible to generate electricity for electrical equipment.
  • the consumer is generally adapted to a particular type of cryogenic liquid which is transported and/or stored in the tanks of the structure.
  • the gas resulting from natural evaporation may not be usable as fuel to power the consumer. Therefore it is customary to dedicate the work to a specific type of cryogenic liquid.
  • An object of the invention is to provide a structure on which several types of cryogenic liquids are stored and/or transported, at the same time or alternately, and can be treated to supply fuel to at least one consumer of the structure.
  • the present invention proposes a structure, floating or on land, comprising at least one tank in which is contained liquefied natural gas or a mixture of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms and being in the liquid state.
  • at least one consumer at least one supply system for supplying, in a first configuration, a fuel to the consumer, the fuel being prepared from a gas resulting from the evaporation of the liquefied natural gas contained in the tank, and to supply, in a second configuration, the fuel to the consumer, the fuel being prepared from a gas resulting from the evaporation of the mixture contained in the tank, the supply system comprising a conversion device configured to alternate between the first configuration and the second configuration of the fuel system, the fuel system including a heat exchange module configured to at least partially liquefy the iss gas u natural evaporation of the mixture contained in the tank and a fuel preparation system from the at least partly liquefied gas, the fuel prepared from the at least partly liquefied gas having a methane
  • the methane index is the measure of the mechanical resistance to shocks in an engine generated during the combustion of gases, we also speak of engine knocking. It is assigned to a test fuel based on operation in a knock test unit at the same standard knock intensity. Pure methane is designated as the reference fuel with a methane number of 100. Pure dihydrogen is also used as a knock-sensitive reference fuel with a methane number of 0.
  • the structure may therefore be required to alternately store and/or transport a first cryogenic liquid and a second cryogenic liquid.
  • a supply system of the structure is configured to supply a fuel to a consumer of the structure.
  • the fuel is prepared from the stored and/or transported cryogenic liquid.
  • a first configuration of the supply system makes it possible to prepare the fuel from the first cryogenic liquid
  • a second configuration of the supply system makes it possible to prepare the fuel from of the second cryogenic liquid.
  • the change of configuration of the supply system is operated by the conversion device.
  • the gas resulting from the natural evaporation of the second cryogenic liquid which is the mixture of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms and being in the liquid state, successively passes through the module of heat exchange and in the fuel preparation system so as to obtain a fuel having a methane index higher than a methane index of the mixture and thus usable by the consumer.
  • the alkane is chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures. It should be understood here, as well as in everything that follows, that "butane” refers to n-butane and isobutane which is also called 2-methylpropane.
  • a methane index of the mixture is less than 70.
  • the fuel preparation system comprises at least one gas outlet connected to the consumer to deliver the fuel, a supply branch configured to bring at least a portion of the gas resulting from the natural evaporation of the mixture from the tank to an inlet of the preparation system, and in which the heat exchange module comprises at least one heat exchanger comprising a first pass constituting the branch supply and arranged between a gas inlet of the supply system and the inlet of the preparation system, a cooling branch configured to be traversed by the liquefied natural gas or the mixture, the cooling branch comprising a second pass of the heat exchanger, the second pass of the heat exchanger being configured to exchange calories with the first pass of the heat exchanger in order to liquefy at least in part the gas circulating in the first pass of the heat exchanger.
  • the heat exchange module comprises at least one heat exchanger comprising a first pass constituting the branch supply and arranged between a gas inlet of the supply system and the inlet of the preparation system, a cooling branch configured to be traversed by the liquefied natural gas or
  • the heat exchange module comprises at least one heat exchanger comprising a first pass constituting the supply branch and arranged between the gas inlet of the supply system and an inlet of the first pass of the heat exchanger, said gas inlet being connected to a gas outlet of the vessel, the heat exchanger comprising a second pass constituting the supply branch and connected to the first pass by a connecting portion of the branch supply, the connecting portion comprising at least one compression device.
  • the heat exchange module comprises a calorie exchanger comprising a first pass constituting the supply branch and arranged between an outlet of the second pass of the heat exchanger and an inlet of the first pass of the heat exchanger, the calorie exchanger comprising a second pass constituting a withdrawal branch which is configured to supply at least a portion of the liquefied natural gas, in particular the liquid phase of the liquefied natural gas, or of the mixture, in particular the liquid phase of the mixture, from a tank to a fuel inlet of a propulsion device of the structure, the first pass of the calorie exchanger being configured to exchange calories with the second pass of the heat exchanger calories.
  • the first pass of the heat exchanger can thus be arranged between an outlet of the second pass of the heat exchanger and the inlet of the preparation system.
  • the supply system comprises a deflection branch of the first pass of the heat exchanger, the deflection branch connecting an inlet of the first pass of the heat exchanger and an outlet of the first pass of the heat exchanger.
  • the deflection branch is thus mounted in parallel with the first pass of the heat exchanger.
  • the supply system comprises a bypass branch of the second pass of the heat exchanger, the bypass branch connecting an inlet of the second pass of the heat exchanger to an outlet of the second pass of the heat exchanger.
  • the bypass branch is thus mounted in parallel with the second pass of the heat exchanger.
  • the supply system comprises a bypass branch of at least the preparation system, the bypass branch being placed between an outlet of the compression device and a gas outlet of the preparation system.
  • the supply system comprises a fuel heater-cooler arranged between the gas outlet of the preparation system and a gas outlet of the supply system connected to a fuel inlet of the consumer.
  • the fuel is thus at an optimum temperature for its use by the consumer.
  • the power system includes a conversion device configured to alternate between the first configuration and the second configuration of the power system.
  • the conversion device comprises a plurality of regulating devices disposed at least in part in the supply branch, the plurality of regulating devices comprising a first regulating device arranged to control the flow of gas in the first pass of the heat exchanger or in the deflection branch.
  • the conversion device comprises a plurality of regulation devices arranged at least in part in the cooling branch, the plurality of regulation devices comprising at least a second regulation device arranged to control the circulation of liquid in the second pass of the heat exchanger or in the bypass branch.
  • the second regulating device can also be arranged to control the circulation of liquid in a connection channel of the supply system.
  • the connection channel connects the inlet of the second pass of the heat exchanger to a connection point of the cooling leg.
  • the connection point is arranged on the cooling branch between the second control device of the distribution device and the spray device.
  • the conversion device comprises a plurality of regulation devices arranged at least in part in the bypass branch and/or in the supply branch, the plurality of regulation devices comprising a third regulation device arranged to control the circulation of the liquid in the second pass of the heat exchanger or in the bypass branch.
  • the preparation system comprises a first phase separator, a second phase separator and an expansion device arranged on a line connecting a liquid outlet of the first phase separator to an inlet of the second phase separator, an inlet of the first phase separator being connected, for example by means of a pipe, to the heat exchange module, preferably at the outlet of the first pass of the heat exchanger, at least one gas outlet of the first phase separator being connected to the consumer to deliver the fuel, the supply system being configured to put in fluid communication, for example by means of a pipe, a liquid outlet of the second phase separator with at least one tank.
  • a gas outlet of the second phase separator is connected to a junction point of the supply branch arranged between a gas outlet of the tank and an inlet of the compression device.
  • the connection between the gas outlet of the second phase separator and the junction point can be made by a conduit.
  • the cooling branch comprises a cooling device arranged between a liquid inlet of the supply system and an inlet of the second pass of the heat exchanger to cool the liquefied natural gas and the mixture, alternately.
  • a cooling device arranged between a liquid inlet of the supply system and an inlet of the second pass of the heat exchanger to cool the liquefied natural gas and the mixture, alternately.
  • the mixture being composed of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms and being in the liquid state.
  • the alkane can be chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures.
  • a flow of the liquefied natural gas or of the mixture in the first pass of the heat exchanger is oriented in a direction opposite to a flow of the liquefied natural gas or of the mixture in the second pass of the heat exchanger.
  • the flow of liquefied natural gas or mixture in the first pass of the heat exchanger is countercurrent to the flow of liquefied natural gas or mixture in the second pass of the heat exchanger.
  • a flow of liquefied natural gas or of the mixture in the first pass of the heat exchanger is oriented in a direction opposite to a flow of liquefied natural gas or of the mixture in the second pass of the heat exchanger. heat.
  • the flow of liquefied natural gas or mixture in the first pass of the heat exchanger is countercurrent to the flow of liquefied natural gas or mixture in the second pass of the heat exchanger. heat.
  • a flow of liquefied natural gas or of the mixture in the first pass of the heat exchanger is oriented in the same direction as a flow of liquefied natural gas or of the mixture in the second pass of the heat exchanger of calories.
  • the flow of liquefied natural gas or mixture into the first pass of the calorie exchanger is co-current with the flow of liquefied natural gas or of the mixture in the second pass of the calorie exchanger.
  • the supply system comprises a temperature control device configured to measure a temperature of the liquefied natural gas or of the mixture at the outlet of the second pass of the heat exchanger and to adjust a circulation rate of the liquefied natural gas or mixture circulating in the cooling branch depending on the measured temperature.
  • the preparation system comprises a connection branch between a first connection point, arranged between an outlet of the compression device and the inlet of the first pass of the heat exchanger, preferably the inlet of the second pass of the heat exchanger, and a second connection point arranged on a withdrawal branch configured to bring at least a portion of the liquid from the tank to a fuel inlet of a propulsion device
  • the compression device is configured to compress the natural gas or mixture flowing therethrough to a pressure suitable for use by the consuming appliance
  • the supply system includes an expansion member arranged between the first connection point and the inlet of the first pass of the heat exchanger so that the liquefied natural gas or the mixture has a pressure adapted to the preparation system at an outlet of the unit of relaxation.
  • the preparation system comprises a connection branch between a first connection point, arranged between an outlet of the compression device and the inlet of the first pass of the heat exchanger, preferably the inlet of the second pass of the heat exchanger, and a second connection point arranged on a withdrawal branch configured to bring at least a portion of the liquid from the tank to a fuel inlet of a propulsion device
  • the compression device comprises a first part arranged partly on the supply branch and a second part on the connection branch, the first connection point being arranged between the first part and the second part of the compression device, the compression device being configured so that the liquefied natural gas or the mixture has a pressure adapted to the preparation system at an outlet of the first part of the compression device which corresponds to the first point connection, and so that the fluid has a pressure adapted to be used by the consumer device at an outlet of the second part of the compression device which corresponds to the second connection point.
  • the invention also proposes a transfer system for a cryogenic liquid, the system comprising a structure having at least one of the preceding characteristics, insulated pipes arranged so as to connect the tank installed in the floating structure to a floating or onshore storage facility and a pump to drive a flow of cryogenic liquid through the insulated pipes from or to the floating or onshore storage facility to or from the vessel of the structure.
  • the invention further offers a method for loading or unloading a structure having at least one of the preceding characteristics, during which cryogenic liquid is conveyed through insulated pipes from or to a floating or terrestrial storage installation towards or from the tank of the floating structure.
  • the invention proposes a method for preparing a fuel from a gas resulting from the evaporation of a cryogenic liquid comprising at least methane, preferably the cryogenic liquid is the mixture of liquid methane and the alkane comprising at least two carbon atoms and being in the liquid state, and stored in at least one tank, the fuel being prepared by a supply system of a structure, the structure having at least one of the preceding characteristics, the supply system being in a second configuration, during which the gas flow takes place at least in the supply branch by passing through the first pass of the heat exchanger and then by passing through the preparation system.
  • the alkane can be chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures. More preferably, the mixture comprises at least liquid ethane and liquid methane.
  • the gas flow passes through the first pass of the heat exchanger and the second pass of the heat exchanger before passing through the first pass of the heat exchanger.
  • the invention proposes a method for preparing a fuel from a gas resulting from the evaporation of a cryogenic liquid comprising at least methane, preferably the cryogenic liquid is liquefied natural gas, and stored in at least one tank, the fuel being prepared by a supply system of a structure, the structure having at least one of the preceding characteristics, the gas flow takes place at least in the supply branch via the compressing and then passing into the bypass branch.
  • the flow of gas takes place by passing through the deflection branch before passing through the compression device.
  • Figure 1 is a schematic representation of a floating structure comprising a consumer supply system according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 1 is a schematic representation of the power system of Figure 1 in a first configuration
  • FIG. 3 is a schematic representation of the power system of Figure 1 in a second configuration
  • Figure 4 is a schematic representation of a floating structure comprising a consumer supply system according to the invention in a second embodiment
  • Figure 5 is a schematic representation of a floating structure comprising a consumer supply system according to the invention in a third embodiment
  • FIG. 6 is a schematic representation of a floating structure comprising a consumer supply system according to the invention in a fourth embodiment
  • FIG. 7 is a cutaway schematic representation of the floating structure of figure 1 and a terminal for loading/unloading the tanks of the floating structure.
  • the invention relates to a structure, floating or terrestrial, particular in that it comprises at least one tank in which is contained a first cryogenic liquid, preferentially liquefied natural gas, or a second cryogenic liquid, preferentially the mixture consisting of an alkane comprising at least two carbon atoms in the liquid state and liquid methane, at least one consumer and in particular that it comprises at least one supply system for supplying, in a first configuration, a fuel to the consumer, the fuel being prepared from a gas resulting from the evaporation of the first cryogenic liquid contained in the tank, and to supply, in a second configuration, the fuel to the consumer, the fuel being prepared from a gas resulting from the evaporation of the second cryogenic liquid contained in the vessel.
  • the alkane comprising at least two carbon atoms can be chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures. More preferentially, the mixture comprises liquid ethane and liquid methane.
  • FIG. 1 there is shown schematically a floating structure 70 comprising at least one storage tank 3.5 and / or transport of at least one liquid cryogenic LC1, LC2 including methane.
  • the structure 70 comprises a plurality of tanks 3.5 comprising the cryogenic liquid LC1, LC2.
  • the cryogenic liquid LC1, LC2 comprising methane can be liquefied natural gas LC1 or a mixture LC2 of an alkane comprising at least two carbon atoms and occurring in the liquid state and liquid methane, in particular at atmospheric pressure.
  • the LC2 mixture has a methane index of less than 70. It is understood that the supply system 1 is configured so that the fuel prepared from the gas resulting from the natural evaporation of the mixture has a methane index greater than a methane index of the mixture.
  • the alkane comprising at least two carbon atoms is chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures.
  • the mixture consists of liquid ethane and liquid methane
  • the tank or tanks 3, 5 contain the cryogenic liquid LC1, LC2 in liquid form L1, L2.
  • the thermal insulation of the 3.5 tanks is not perfect, part of the cryogenic liquid LC1, LC2 evaporates naturally. Consequently, tanks 3, 5 of structure 70 include both cryogenic liquid LC1, LC2 in liquid form L1, L2 and cryogenic liquid LC1, LC2 in gaseous form Gl, G2.
  • the structure 70 comprises at least one propulsion device 9 supplied with a fuel.
  • the at least one propulsion device 9 can be a propulsion engine of the structure, such as an ME-GI or XDF engine. It is understood that this is only an exemplary embodiment of the present invention and that provision may be made for the installation of different propulsion devices without departing from the context of the present invention.
  • the structure 70 comprises a system 11 for supplying fuel to the propulsion unit 9.
  • the supply system 11 comprises a branch 13 for sampling the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 which is contained in at least one tank 3.5 of the structure 70.
  • a liquid inlet 131 of the sampling branch 13 is immersed in the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 so as to puncture the liquid phase L1, L2.
  • a gas outlet 133 from the withdrawal branch 13 is connected to an inlet 903 of the propulsion unit 9 to deliver fuel to it.
  • the sampling branch 13 includes a compression member 15 to supply the propulsion unit with fuel at an adequate pressure.
  • the sampling branch 13 may include a heater-cooler 17 to bring the fuel to a suitable temperature.
  • the fuel is in gaseous form at the gas outlet 133 of the sampling branch 13.
  • the propulsion unit 9 will be supplied with liquefied natural gas LC1 in the form carbonated.
  • the cryogenic liquid comprising methane is a mixture of liquid methane and an alkane having less than two carbon atoms and being in the liquid state, then the propulsion unit 9 will be supplied with an LC2 mixture in the form carbonated.
  • the sampling branch 13 may comprise at least one sampling valve 19 so as to control the puncture of the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 contained in at least one tank 3.5.
  • the sampling valve 19 makes it possible to authorize the puncture, to prohibit the puncture and/or to regulate the puncture flow rate of the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2.
  • the bleed valve 19 is arranged between the inlet 131 of the bleed branch 13 and an inlet of the heater-cooler 17.
  • the bleed valve 19 can be a three-way valve or two valves as shown in Figure 1.
  • the sampling branch 13 comprises several liquid inlets 131, each being immersed in the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 of a different tank 3, 5.
  • the sampling branch 13 also comprises several sampling valves 19 arranged so as to also be able to choose the tank for the puncture of the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2.
  • the plurality of sampling valves 19 can also make it possible to regulate the flows of punctured liquid phase L1, L2.
  • the sampling branch 13 may comprise at least one pump 135 immersed in the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 in order to facilitate the puncture of the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2.
  • the pump 135 is arranged at the liquid inlet 131 of the sampling branch 13.
  • the structure 70 comprises at least one consumer 7 of a fuel prepared from a gas contained in the tank or tanks 3.5 of the structure, the gas being the gaseous phase Gl, G2 resulting from the natural evaporation of the cryogenic liquid LC1, LC2 stored and/or transported in the tank(s) 3, 5 of the structure.
  • the at least one consumer 7 can be an electric generator of the DFDE (Dual Fuel Diesel Electric) type, that is to say a gas consumer configured to ensure the electrical supply of the structure. 70. It is understood that this is only an exemplary embodiment of the present invention and that provision may be made for the installation of different gas consumers without departing from the context of the present invention.
  • DFDE Direct Fuel Diesel Electric
  • the structure 70 comprises a supply system 1 for supplying fuel to the consumer 7.
  • the supply system 1 comprises at least one gas inlet 101 in fluid communication with at least one gas outlet 303, 503 from the tank or tanks 3.5 of the work 70 and a gas outlet 103 in fluid communication with at least one fuel inlet 701 of the consumer 7.
  • the supply system 1 comprises a fuel preparation system 45 of which at least one gas outlet 453 is connected to the consumer 7 to deliver the fuel and a supply branch 21 configured to supply at least a portion of the gas G1, G2 from the tank 3.5 to an inlet 451 of the preparation system 45.
  • the supply system 1 comprises a heat exchange module 22 configured to at least partially liquefy the gas resulting from the natural evaporation of the LC2 mixture contained in at least one of the tanks 3, 5.
  • the heat exchange module 22 comprises a heat exchanger 23 comprising a first pass 25 constituting the supply branch 21.
  • the first pass 25 is disposed at at least one gas inlet 211 of the supply branch 21.
  • the gas inlet 211 of the supply branch 21 forms part of the gas inlet 101 of the supply system 1.
  • the inlet gas 211 of the supply branch 21 is therefore connected, via a conduit, to a gas outlet 303, 503 of at least one of the tanks 3.5 of the structure 70.
  • the supply branch 21 comprises a plurality of gas inlets 211 forming part of a plurality of gas inlets 101 of the supply system 1.
  • the gas inlets 211 of the supply branch 21 are each connected to a gas outlet 303, 503 of a tank 3.5 of the structure 70.
  • the supply system 1 comprises a deflection branch 29 of the first pass 25 of the heat exchanger 23.
  • the deflection branch 29 connects an input 251 of the first pass 25 and an output 253 of the first pass 25.
  • the deflection branch 29 is thus mounted in parallel with the first pass 25 of the heat exchanger 23.
  • the heat exchanger 23 comprises a second pass 27 constituting the supply branch 21.
  • the second pass 27 is connected to the first pass 25 by a connecting portion 215 of the supply branch 21.
  • an output of the first pass 253 is connected to an input of the second pass 271 by the connecting portion 215 of the supply branch 21.
  • the second pass 27 of the heat exchanger 23 is configured to exchange calories with the first pass 25 of the heat exchanger 23.
  • the connecting portion 215 of the supply branch 21 comprises at least one compression device 31 configured to increase the pressure of a fluid flowing in the connecting portion 215 of the supply branch 21.
  • the compression device is therefore arranged between the output 253 of the first pass 25 and the input 271 of the second pass 27.
  • the heat exchange module 22 comprises a heat exchanger 37 comprising a first pass 39 constituting the supply branch 21.
  • the first pass 39 of the heat exchanger 37 is arranged between an outlet 273 of the second pass 27 of the heat exchanger 23 and the inlet 451 of the preparation system 45.
  • the supply system 1 comprises a cooling branch 33 configured to be traversed by a portion of the liquid phase Ll, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 contained in at least one tank 3.5 l structure 70.
  • a portion of the liquid phase L1 of liquefied natural gas LC1 or a portion of liquid L2 of the mixture LC2 can flow into the cooling branch 33.
  • a liquid inlet 331 of the cooling branch 33 is immersed in the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 contained in the tank(s) 3.5 of the structure 70.
  • the liquid inlet 331 of the cooling branch 33 is part of a liquid inlet 105 of the supply system 1.
  • the cooling branch 33 comprises a plurality of liquid inlets 331, each immersed in a tank 3.5 different from the structure 70.
  • the liquid inlet 331 of the sampling branch 33 is optionally provided with at least one pump 335 immersed in the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 in order to facilitate phase puncture.
  • the cooling branch 33 comprises a plurality of puncture valves in order to prohibit, authorize and control the withdrawal of liquid phase from the tanks of the structure.
  • the heat exchanger 37 comprises a second pass 41 which constitutes the cooling branch 33.
  • the cooling branch 33 comprises the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the second pass 41 of the heat exchanger 37 is configured to exchange calories with the first pass 39 of the heat exchanger 37 in order to at least partially liquefy a gas circulating in the first pass 39 of the heat exchanger 37.
  • An outlet 413 of the second pass 41 of the heat exchanger 37 is connected to a liquid outlet 333 of the cooling branch 33.
  • the liquid outlet 333 of the cooling branch 33 is connected to a spray device 58 arranged at inside the tank 3.5.
  • the spray device 58 is arranged so as to be above the liquid phase contained in the tank 3.5.
  • the spray device 58 makes it possible to disperse in the form of droplets the liquid resulting from the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the outlet 413 of the second pass 41 of the heat exchanger 37 is connected to a plurality of liquid outlets 333 of the cooling branch 33, each liquid outlet 333 being connected to a spray device 58 contained in a tank 3, 5.
  • the outlet 413 of the second pass 41 of the heat exchanger 37 is also connected to an exhaust duct 57 by means of a connecting duct 56.
  • the exhaust duct 57 is described below.
  • the supply system 1 comprises a distribution device 64 configured to authorize or prohibit a passage of fluid towards the spray device(s) 58 and/or towards the evacuation duct 57.
  • the distribution device 64 comprises a plurality of control devices 641,
  • a first control device 643 is arranged on the connecting pipe 56.
  • the first control device 643 is for example a one-way valve.
  • the second control device 641 is arranged on the cooling branch 33 between the junction of the cooling branch 33 with the connecting duct 56 and the spray device 58.
  • the second control device 641 is for example a one-way valve.
  • the cooling branch 33 comprises a cooling device 35 arranged between the liquid inlet 105 of the supply system 1 and an inlet 411 of the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the cooling device 35 is arranged between the liquid inlet 331 of the cooling branch 33 and the inlet 411 of the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the cooling device 35 is configured to cool the liquid phase portion L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 circulating in the cooling branch 33.
  • the cooling device 35 could alternately cool a portion of the phase liquid L1 of the liquefied natural gas LC1 and a portion of the liquid phase L2 of the mixture LC2.
  • the supply system 1 comprises a bypass branch 43 of the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the bypass branch 43 connects an inlet 411 of the second pass 41 of the heat exchanger 37 to an outlet 413 of the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the bypass branch 43 is mounted in parallel with the second pass 41 of the heat exchanger.
  • the supply system 1 comprises a connection channel 330 from the inlet 411 of the second pass 41 of the heat exchanger 37 to a connection point PR0 of the cooling branch 33.
  • the connection point PR0 is arranged on the cooling branch 33 between the second control device 377 of the distribution device 64 and the spray device 58.
  • the fuel preparation system 45 from the gas at least partly liquefied by the heat exchange module 22 comprises a first phase separator 47, a second phase separator 55 and a device for relaxation 53.
  • the first phase separator 47 comprises an inlet 471 connected to the outlet 393 of the first pass 39 of the heat exchanger 37. It is understood in this context that the inlet 471 of the first phase separator 47 forms part of the inlet 451 of the preparation system 45.
  • the first phase separator 47 comprises a gas outlet 473 which is part of the gas outlet 103 of the supply system 1.
  • the gas outlet 473 of the first phase separator 47 is connected to a fuel inlet 701 of the consumer 7 to deliver the fuel.
  • the connection between the gas outlet 473 of the first phase separator 47 and the consumer 7 is ensured by a connection pipe 49.
  • the connecting line 49 also ensures the connection between the gas outlet 103 of the supply system 1 and the fuel inlet 701 of the consumer 7. It is also understood that the gas outlet 473 of the first phase separator 47 forms part of a gas outlet 453 of the preparation system 45 which, itself, is part of the gas outlet 103 of the supply system 1.
  • the first phase separator 47 comprises a liquid outlet 475 which is connected by a line 51 to an inlet 551 of the second phase separator 55.
  • the expansion device 53 is placed on the line 51.
  • the line 51 can for example be a leads.
  • the second phase separator 55 comprises a gas outlet 553 connected, via a conduit 59, to a junction point PJ of the supply branch 21.
  • the junction point PJ is arranged between the gas outlet 303, 503 of at least at least one of the tanks 3.5 of the structure 70 and an inlet 311 of the compression device 31.
  • the junction point is arranged on the connecting portion 211 of the branch of d food 21.
  • the second phase separator 55 comprises a liquid outlet 555 which is in fluid communication with the tank or tanks 3.5 of the structure 70.
  • the liquid outlet 555 of the second phase separator 55 is connected to the interior of at least one tank 3.5 via an evacuation pipe 57.
  • One end of the evacuation pipe 57 is immersed in the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 stored and/or transported in the tank 3 , 5.
  • the exhaust duct 57 comprises a plurality of ends each immersed in the liquid phase Ll, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2.
  • the supply system 1 comprises a bypass branch 61 of at least the preparation system 45.
  • the bypass branch 61 also allows to bypass the heat exchanger 23 and heat exchanger 37.
  • the bypass branch 61 is arranged between an outlet 313 of the compression device 31 and a gas outlet 453 of the preparation system 45.
  • the bypass branch 61 connects the outlet 313 of the compression device 31 and the outlet gas 453 of the preparation system 45.
  • the compression device 31 comprises a plurality of compression stages 315.
  • the supply system 1 comprises a fuel heater-cooler 65 arranged between the gas outlet 453 of the preparation system 45 and the gas outlet 103 of the supply system 1 connected to the fuel inlet 701 of the consumer 7. It is therefore understood that, in the embodiment of Figure 1, the heater-cooler 65 is arranged on the connection pipe 49 between a gas outlet 453 of the preparation system 45 and the fuel inlet 701 of the consumer 7.
  • Power system 1 includes a conversion device 69 configured to alternate between the first configuration and the second configuration of power system 1.
  • the conversion device 69 comprises a first regulating device 231, 233, 235 arranged to control the flow of gas in the first pass 25 of the heat exchanger 23 or in the deflection branch 29.
  • the first regulating device 231, 233, 235 authorizes, prohibits and/or regulates a passage of fluid in at least part of the supply system 1.
  • the first regulating device 231, 233, 235 comprises a plurality of one-way valves.
  • a first one-way valve 231 is arranged at the inlet 251 of the first pass 25 of the heat exchanger 23
  • a second one-way valve 233 is arranged at the outlet 253 of the first pass 25 of the heat exchanger 23
  • a third one-way valve 235 is arranged in the deflection branch 29.
  • These one-way valves 231, 233, 235 will make it possible to authorize or prohibit a passage of fluid in the first pass 25 of the heat exchanger 23 and/or in the branch deviation 29.
  • these one-way valves 231, 233, 235 are configured to assume an open position, a half-open position to regulate flow, or a closed position.
  • the first regulating device comprises two-way valves arranged at the junctions between the supply branch and the deflection branch.
  • the conversion device 69 comprises a second regulating device 371, 373, 375, 377 arranged to control the circulation of liquid in the second pass 41 of the heat exchanger 37 and/or in the bypass branch 43 and/or in the connection channel 330.
  • the second regulating device 371, 373, 375, 377 authorizes, prohibits and/or regulates a passage of fluid in at least part of the supply system 1.
  • the second regulating device 371, 373 In the example illustrated in FIG. 1, the second regulating device 371, 373,
  • a first one-way valve 371 is arranged at the inlet 411 of the second pass 41 of the heat exchanger 37
  • a second one-way valve 373 is arranged at the outlet 413 of the second pass 41 of the heat exchanger 37
  • a third valve single-channel valve 375 is arranged in branch branch 43
  • a fourth single-channel valve 377 is arranged in connection channel 330.
  • fluid in the first pass 25 of the heat exchanger 37 and/or in the bypass branch 43 and/or a fourth one-way valve 377 is arranged in the connecting channel 330.
  • 373, 375, 377 are configured to assume an open position, a half-open position to regulate flow, or a closed position.
  • the second regulating device comprises two-way valves arranged at the junctions between the cooling branch and the bypass branch.
  • the conversion device 69 comprises a third regulating device 611, 613, 615 arranged to control the circulation of liquid in the second pass 27 of the heat exchanger 23 or in the bypass branch 61.
  • the third regulating device 611, 613, 615 authorizes, prohibits and/or regulates a passage of fluid in at least part of the supply system 1.
  • the third regulating device 611, 613, 615 comprises a plurality of one-way valves.
  • a first single-channel valve 611 is arranged at the inlet 271 of the second pass 27 of the heat exchanger 23
  • a second single-channel valve 613 is arranged on the bypass branch 61
  • a third single-channel valve 615 at the gas outlet 453 of the preparation system 45.
  • the one-way valves of the third regulation device 611, 613, 615 will make it possible to authorize or prohibit a passage of fluid in the second pass 27 of the heat exchanger 23 and/or in the bypass branch 61
  • the one-way valves of the third regulating device 611, 613, 615 are configured to assume an open position, a half-open position to regulate the flow rate or a closed position.
  • the third regulating device comprises two-way valves or three-way valves arranged at the junctions between the supply branch and the bypass branch and at the junction between the bypass branch and the connecting pipe.
  • FIG. 2 is a representation of the power system 1 in a first configuration.
  • Tanks 3, 5 of structure 70 contain a cryogenic liquid LC1, LC2 comprising methane.
  • the first configuration of the supply system 1 is more particularly suitable when the cryogenic liquid LC1 is liquefied natural gas LC1.
  • the first regulation device 231, 233, 235 authorizes the circulation of fluid in the deflection branch 29 and prohibits the passage of fluid in the first pass 25 of the heat exchanger 23 .
  • the second regulating device 371, 373, 375, 377 authorizes the circulation of fluid in the bypass branch 43, prohibits the passage of fluid in the second pass 41 of the heat exchanger 37 and prohibits the passage of fluid in the connection channel 330.
  • the third regulating device 611, 613, 615 authorizes the circulation of fluid in the bypass branch 61.
  • the third regulating device 611, 613, 615 prohibits the passage of fluid in the first pass 39 of the heat exchanger 37, in the second passes 27 from the heat exchanger 23, and into the preparation system 45.
  • the gas G1 resulting from the natural evaporation of the cryogenic liquid LC1 in liquid form L1 which is contained in the tank or tanks 3.5 of the structure 70 is taken from one of the tanks 3, 5 by the supply branch 21.
  • the gas G1 passes into the deflection branch 29.
  • the gas G 1 is compressed by the compression device 31.
  • the pressure of the gas G1 at the inlet 311 of the compression device 31 is therefore lower than the pressure of the gas G 1 at the outlet 313 of the compression device 31.
  • the compressed G1 gas flows in the bypass branch 61.
  • the compressed G1 gas therefore avoids the heat exchanger 23, the heat exchanger 37 and the preparation system 45.
  • the compressed gas G 1 flows into the connection branch 49 and passes through the heater-cooler 65 which increases the temperature of the compressed gas G1 before being conveyed to at least one consumer 7.
  • the compressed gas G1 cannot go into the first phase separator 47 because the third one-way valve 615 of the third regulating device 611, 613, 615 prevents access to it.
  • part of the cryogenic liquid LC1 in liquid form L1 in at least one tank 3.5 of the structure 70 is taken.
  • the liquid L1 flows successively in the cooling branch 33, in the cooling device 35 which cools the liquid L1, in the cooling branch 33, in the bypass branch 43, then again in the cooling branch 33.
  • the distribution device 64 is in a configuration which allows the liquid L1 to flow into the connection pipe 56 and thus join the evacuation pipe 57 and which prevents the flow of the liquid L1 towards the spray device 58.
  • FIG 3 is a representation of the power system 1 in a second configuration.
  • Tanks 3, 5 of structure 70 contain a cryogenic liquid LC1, LC2 comprising methane.
  • the second configuration of the supply system is more particularly suitable when the cryogenic liquid LC2 is an L2 mixture of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms in the liquid state.
  • the content of alkane having at least two carbon atoms and occurring in the liquid state is greater than the content of liquid methane in the mixture L2.
  • the first regulation device 231, 233, 235 authorizes the circulation of fluid in the first pass 25 of the heat exchanger 23 and prohibits the passage of fluid in the deflection branch 29 .
  • the second regulation device 371, 373, 375, 377 authorizes the circulation of fluid in the second pass 41 of the heat exchanger 37, prohibits the passage of fluid in the bypass branch 43 and prohibits the passage of fluid in the channel of connection 330.
  • the third regulating device 611, 613, 615 authorizes the circulation of fluid in the first pass 39 of the heat exchanger 37, in the second pass 27 of the heat exchanger 23, and in the preparation system 45.
  • the third regulating device 611, 613, 615 prohibits the passage of fluid in the bypass branch 61.
  • the gas G2 resulting from the natural evaporation of the cryogenic liquid LC2 in liquid form L2 which is contained in the tank or tanks 3.5 of the structure 70 is taken from one of the tanks 3, 5 by the power branch 21.
  • the gas G2 flows in the first pass 25 of the heat exchanger 23 by exchanging calories with the second pass 27 of the heat exchanger 23.
  • the G2 gas temperature rose.
  • the heated gas G2 is then compressed by the compression device 31.
  • the gas G2 has a pressure at the outlet 313 of the compression device 31 which is adapted to enter the preparation system 45.
  • the pressure is 6.5 bars at the outlet 313 of the compression device 31.
  • the temperature of the compressed gas G2 remains substantially identical to the temperature of the gas G2 at the first pass outlet 25 of the heat exchanger 23
  • the gas G2 then flows into the second pass 27 of the heat exchanger 23 to yield calories by exchanging these calories with the first pass 25 of the heat exchanger 23.
  • the gas G2 sees its temperature lowered at the second pass outlet 27 of the heat exchanger 23.
  • the flow of gas G2 compressed in the second pass 27 is oriented in a direction opposite to the gas flow G1 in the first pass
  • the gas G2 flows in the first pass 39 of the heat exchanger 37.
  • the gas G2 again yields calories by exchanging calories to the second pass 41 of the heat exchanger 37.
  • the gas G2 is then at the less partly liquefied.
  • the fuel preparation system 45 will make it possible to isolate the fuel from this mixture.
  • the mixture passes through the first phase separator 47.
  • the gaseous phase which is the fuel for the consumer 7, and the liquid phase of the mixture are separated.
  • the gaseous phase contained in the first phase separator 47 flows into the connection branch 49 to supply the consumer via the heater-cooler 65.
  • the liquid phase of the mixture is sent to the second phase separator 55 via line 51 which connects the liquid outlet 475 of the first phase separator 47 to the inlet 551 of the second phase separator 55.
  • the liquid phase of the mixture Passing through line 51, the liquid phase of the mixture is expanded by expansion device 53. A portion of the liquid phase evaporates creating another mixture composed of a liquid phase and a gaseous phase which will be decanted in the second phase separator 55.
  • the liquid phase contained in the second phase separator 55 is returned to at least one of the tanks 3, 5 of the structure 70.
  • the gaseous phase contained in the second phase separator 55 is returned to the supply branch 21 at the level of the junction point PJ which is between the outlet 253 of the first pass 25 of the heat exchanger 23 and the inlet 311 of the compression device 31.
  • part of the cryogenic liquid LC1 in liquid form L1 in at least one tank 3.5 of structure 70 is sampled.
  • the liquid L1 flows into the cooling branch 33 and passes successively into the cooling device 35 and into the second pass 41 of the heat exchanger 37 to finally be dispersed in one of the tanks 3.5 by the cooling device. spray 58.
  • the distribution device 64 is in a configuration which prevents the liquid L1 from flowing into the connection duct 56 and which allows the flow of the liquid L1 towards the spray device 58.
  • the flow of the cryogenic liquid in liquid form in the second pass 41 of the heat exchanger 37 makes it possible to liquefy at least in part the gas which passes at the same time in the first pass 39 of the heat exchanger 37.
  • FIG. 4 illustrates a second embodiment of the consumer(s) fuel supply system.
  • the supply system is particular in that the heat exchange module comprises a calorie exchanger so as to take advantage of the cold of the liquid taken from at least one of the tanks of the structure to supply the propulsion device.
  • the fuel is prepared from liquefied natural gas or a mixture of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms and being in the liquid state, in particular at atmospheric pressure, the mixture being contained in at least least one tank of the floating structure.
  • the alkane comprising at least two carbon atoms is chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures.
  • the heat exchange module 22 of the power supply system 1 comprises a calorie exchanger 91 which comprises a first pass 93 constituting the supply branch 21 and a second pass 95 constituting the branch sampling 13.
  • the first pass 93 of the heat exchanger 91 is arranged between the outlet 273 of the second pass 27 of the heat exchanger 23 and the inlet 391 of the first pass 39 of the heat exchanger 37.
  • the second pass 95 of the calorie exchanger 91 is arranged between the liquid inlet 131 of the withdrawal branch 13 and the compression member 15.
  • the first pass 93 of the calorie exchanger 91 is configured so as to exchange calories with the second pass 95 of the calorie exchanger 91.
  • the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 When the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 is taken from one of the tanks 3, 5 of the structure 70 to supply the propulsion unit 9, the liquid phase L1, L2 of the cryogenic liquid LC1, LC2 flows into the withdrawal branch 13 and passes through the second pass 95 of the heat exchanger 91 then into the compression member 15. Concomitantly, the gaseous phase G2 of the mixture LC2 of liquid methane and of an alkane comprising at least two carbon atoms in the liquid state is taken from tank 3.5.
  • the LC2 mixture flows into the supply branch 21 to prepare the fuel for the consumer(s) 7. More particularly, the LC2 mixture passes successively into the second pass 27 of the heat exchanger 23, into the first pass 93 of the heat exchanger 91 and the first pass 39 of the heat exchanger 37 before entering the preparation system 45.
  • the flow of the liquefied natural gas or of the mixture in the second pass 95 of the calorie exchanger 91 takes place in a direction of the same direction as that of the flow of the mixture in the first pass 93 of the heat exchanger. calorie exchanger 91.
  • the mixture is colder at an outlet 933 of the first pass 93 than at an inlet 931 of the first pass 91 of the calorie exchanger 91.
  • the liquefied natural gas LC1 or the LC2 mixture is hotter at an outlet 953 of the second pass 95 than at an inlet 951 of the second pass 95 of the calorie exchanger 91.
  • the preparation system 45 comprises the first phase separator 47 and the expansion device 53 described in the first embodiment. More particularly, the preparation system 45 here comprises only the first phase separator 47 and the expansion device 53.
  • the liquid outlet 475 of the first phase separator 47 is in fluid communication with at least one of the tanks 3.5 of the structure 70 via the line 51 which is connected to the evacuation conduit 57.
  • the expansion device 53 is arranged on the line 51 which connects the liquid outlet 475 of the first phase separator 47 to the evacuation conduit 57.
  • the supply system 1 comprises a control device 401 which is configured to raise the temperature of the fluid at the outlet 393 of the first pass 39 of the heat exchanger 37 and adjusted consequently the fluid flow at the inlet 411 of the second pass 41 of the heat exchanger 37 via the conversion device 69, more particularly via the second regulating device 371, 373, 375, 377. ensures optimal liquefaction of the fluid at the outlet 393 of the first pass 39 of the heat exchanger 37.
  • Figure 5 illustrates a third embodiment of the consumer(s) fuel system.
  • the fuel system is unique in that it is configured to supply fuel to the propulsion system in addition to the consumer(s).
  • the fuel is prepared from liquefied natural gas or a mixture of liquid methane and an alkane having at least two carbon atoms and being in the liquid state, the mixture being contained in at least one tank of the floating structure.
  • the alkane having at least at least two carbon atoms is chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures.
  • the power supply system 1 comprises an attachment branch 319 which connects a first attachment point PR1 arranged on the connecting portion 215 of the supply branch 21 and a second attachment point PR2 arranged on the levy branch 13.
  • the first attachment point PR1 is arranged on the supply branch 21 between a gas inlet 211 of the supply branch 21 and the inlet 391 of the first pass 39 of the heat exchanger 37. More precisely in FIG. 5 , the first point of attachment PR1 is arranged between the outlet 253 of the first pass 25 of the heat exchanger 23 and the inlet 271 of the second pass 27 of the heat exchanger 23.
  • the second attachment point PR2 is, for its part, arranged between an outlet of the heater-cooler 17 and the gas outlet 133 of the sampling branch 13, that is to say arranged between the outlet of the heater-cooler 17 and the fuel inlet 901 of propulsion unit 9.
  • the compression device 31 is a compressor comprising a plurality of compression stages 315 configured to compress the fluid circulating in the supply branch 21.
  • a first part of the compression stages 315 is arranged on the connecting portion 215 of the branch supply 21 and a second part of the compression stages 315 is arranged on the connecting branch 319.
  • a low pressure outlet 313 of the compression device 31 is arranged between the first part of the compression stages 315 and the second part of the compression stages 315 of the compression device 31.
  • the low pressure outlet 313 corresponds to the first connection point PR1.
  • At least part of the fluid flowing at the low pressure outlet 313 of the compression device 31 after having crossed the first part of the compression stages 315 has a pressure suitable for the preparation system 45.
  • a high pressure outlet 317 of the compression device 31 is arranged on the connection branch 313 and corresponds to an outlet of the last compression stage 315 of the second part of the compression stages 315 arranged on the attachment branch 319.
  • the fluid has a suitable pressure for the propulsion unit 9 at the high pressure outlet 317 of the compression device 31.
  • the fluid has a pressure of between 30 bars and 40 bars at the high pressure outlet 317 of the compression device 315.
  • the supply system 1 comprises a sharing device 66 configured to prohibit or authorize a flow of fluid towards the second pass 27 of the exchanger heat 23 and configured to prohibit or allow fluid flow in the connecting branch 319.
  • the sharing device 66 comprises a plurality of distribution devices 661,
  • a first distribution device 661 is arranged on the connecting portion 215 of the supply branch 21 between the first connection point PR1 and the inlet of the second pass 27 of the heat exchanger 23.
  • the first device distribution 661 is for example a one-way valve.
  • the second distribution device 663 is arranged on the connection branch 319 between the high pressure outlet 315 of the compression device 31 and the second connection point PR2.
  • the second dispensing device 663 is for example a one-way valve.
  • the sharing device 66 is in a configuration where the fluid is allowed to flow to the second pass 27 of the heat exchanger 25 after having passed through the first part of the compression stages 315 of the compression device 31 On the other hand, in this configuration, the sharing device 66 prohibits the flow of fluid in the connecting branch 319.
  • the third embodiment uses the preparation system 45 of the second embodiment, that is to say with only the first phase separator 47 and the expansion device 53.
  • Figure 6 illustrates a fourth embodiment of the consumer(s) fuel system.
  • the fuel system is unique in that it is configured to supply fuel to the propulsion system in addition to the consumer(s).
  • the fuel is prepared from liquefied natural gas or from a mixture contained in at least one tank of the floating structure, the mixture of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms and occurring at the liquid state.
  • the alkane comprising at least two carbon atoms is chosen from ethane, propane, butane and at least one of their mixtures.
  • the power supply system 1 comprises an attachment branch 319 which connects a first attachment point PR1 arranged on the connecting portion 215 of the supply branch 21 and a second attachment point PR2 arranged on the levy branch 13.
  • the first attachment point PR1 is arranged between the outlet 253 of the first pass 25 of the heat exchanger 23 and the inlet 271 of the second pass 27 of the heat exchanger 23.
  • the second attachment point PR2 is, for its part, arranged between an outlet of the heater-cooler 17 and the gas outlet 133 of the sampling branch 13, that is to say arranged between the outlet of the heater-cooler 17 and the fuel inlet 901 of the propulsive apparatus 9.
  • the fluid flows in the supply branch 21, it passes through the first pass 25 of the heat exchanger 23 then the compression device 31 and then the second pass 27 of the heat exchanger 23 or the branch connection 319.
  • the fluid has an adequate pressure to be used by the propulsion device 9. On the other hand, this pressure is too high for the fluid to be used by the preparation system 45 .
  • the supply system 1 comprises an expansion device 277 arranged on the supply branch 21 between the outlet 273 of the second pass 27 of the heat exchanger 23 and the inlet 391 of the first pass 39 of the heat exchanger 37.
  • the fluid flows from the outlet 273 of the second pass 27 of the heat exchanger 23 and the inlet 391 of the first pass 39 of the heat exchanger 37, it passes through the expansion device 277.
  • the fluid sees its pressure drop so that it can be used by the preparation system 45.
  • the pressure of the fluid passes from approximately 40 bars at the inlet of the expansion device 277 to approximately 6.5 bars at the output of the expansion device 277.
  • the power supply system 1 comprises the sharing device 66 described for within the framework of the third embodiment.
  • the sharing device 66 is configured to prohibit or authorize a flow of fluid towards the second pass 27 of the heat exchanger 23 and is configured to prohibit or authorize a flow of fluid in the connecting branch 319.
  • the first distribution device 661 is arranged on the connecting portion 215 of the supply branch 21 between the first connection point PR1 and the inlet of the second pass 27 of the heat exchanger 23.
  • the first distribution device 661 is for example a one-way valve.
  • the second distribution device 663 is arranged on the connection branch 319 between the first connection point PR1 and the second connection point PR2.
  • the second dispensing device 663 is for example a one-way valve.
  • the sharing device 66 is in a configuration where the fluid is allowed to flow to the second pass 27 of the heat exchanger 23 after having passed through the compression device 31 and allowed to flow in the branch. connection 319.
  • the supply system 1 makes it possible to supply fuel to the propulsion unit 9 and the consumer(s) 7 at the same time.
  • the sharing device 66 prohibits the flow of fluid into the connecting branch 319.
  • the sharing device 66 prohibits the flow of fluid to the entry 271 of the second branch 27 of the heat exchanger 23.
  • the fourth embodiment repeats the preparation system 45 of the second embodiment.
  • a cutaway view of a floating structure 70 shows a sealed and thermally insulated tank 3, 5 of generally prismatic shape mounted in a double hull 72 of the floating structure 70, which can be a ship or a floating platform.
  • a wall of the tank 3, 5 comprises a primary leaktight barrier intended to be in contact with the cryogenic liquid contained in the tank 3, 5, a secondary leaktight barrier arranged between the primary leaktight barrier and the double hull 72 of the ship, and two thermally insulating barriers arranged respectively between the primary waterproof barrier and the secondary waterproof barrier and between the secondary waterproof barrier and the double hull 72.
  • the floating structure 70 comprises a single hull.
  • Loading/unloading pipes 73 arranged on an upper deck of the floating structure 70 can be connected, by means of appropriate connectors, to a maritime or port terminal to transfer a cargo of cryogenic liquid from or to the tank 3, 5.
  • FIG. 7 represents an example of a maritime terminal comprising a loading and/or unloading station 75, an underwater pipeline 76 and a shore installation 77.
  • the loading and/or unloading station 75 is a fixed installation off- shore comprising a movable arm 74 and a tower 78 which supports the movable arm 74.
  • the movable arm 74 carries a bundle of insulated flexible pipes 79 which can be connected to the loading/unloading pipes 73.
  • the movable arm 74 is orientable and adapts to all the floating structure templates 70.
  • a connecting pipe, not shown, extends inside the tower 78.
  • the loading and/or unloading station 75 allows the loading and/or unloading of the structure floating 70 from or to the onshore installation 77.
  • the latter comprises cryogenic liquid storage tanks 80 and connection pipes 81 connected by the underwater pipe 76 to the loading and/or unloading station 75.
  • the underwater driving ine 76 allows the transfer of the cryogenic liquid between the loading and / or unloading station 75 and the installation on land 77 over a long distance, for example 5 km, which makes it possible to keep the floating structure 70 at a great distance from the coast during loading and/or unloading operations.
  • pumps on board the floating structure 70 and/or pumps fitted to the installation on land 77 and/or pumps fitted to the loading and unloading station 75 are used. .
  • the invention is not limited to the use of gas liquefied natural gas or a mixture of liquid methane and an alkane comprising at least two carbon atoms and in the liquid state.
  • the preparation system can take at least two configurations, including a first configuration with a single phase separator as described in Figures 4 to 6 or a second configuration with two phase separators in cascade, named first phase separator and second phase separator, as described in figure 1 to 3
  • the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
  • technical characteristics of the different embodiments can be combined with each other without departing from the scope of the invention.
  • the temperature control device can be implemented in the first embodiment or even the preparation system of the first embodiment can be used in the other embodiments.

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Abstract

La présente invention concerne un ouvrage flottant (70) comprenant au moins une cuve (3, 5) dans laquelle est contenu du gaz naturel liquéfié (LC1) ou un mélange (LC2) de méthane liquide et d'un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l'état liquide, au moins un consommateur (7), au moins un système d'alimentation (1) pour fournir, dans une première configuration, un carburant au consommateur (7), le carburant étant préparé à partir d'un gaz (G1) issu de l'évaporation du gaz naturel liquéfié (L1, LC1) contenu dans la cuve, et pour fournir, dans une deuxième configuration, le carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d'un gaz (G2) issu de l'évaporation du mélange (L2, LC2) contenu dans la cuve (3,5).

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : Ouvrage flottant comprenant un système d’alimentation d’un consommateur en un carburant préparé à partir de gaz naturel liquéfié ou d’un mélange de méthane et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone
La présente invention se rapporte au domaine du transport et/ou du stockage d’un liquide cryogénique. L’invention concerne plus particulièrement un ouvrage flottant ou terrestre dont au moins un consommateur est alimenté au moins en un carburant préparé à partir de l’évaporation naturelle d’une partie du liquide cryogénique stocké et/ou transporté dans au moins une cuve de l’ouvrage.
Les hydrocarbures gazeux à température ambiante et à pression atmosphérique sont liquéfiés à des températures cryogéniques, c’est-à-dire des températures inférieures à - 60°C, afin de faciliter leur transport et/ou leur stockage. Les hydrocarbures ainsi liquéfiés, aussi appelés liquides cryogéniques, sont alors placés dans des cuves d’un ouvrage flottant ou terrestre.
De telles cuves ne sont néanmoins jamais parfaitement isolées thermiquement de sorte qu’une évaporation naturelle du liquide cryogénique est inévitable. Le phénomène d’évaporation naturelle est appelé Boil-Off en anglais et le gaz issu de cette évaporation naturelle est appelé Boil-Off Gas en anglais, dont l’acronyme est BOG. Les cuves de l’ouvrage comprennent ainsi à la fois le liquide cryogénique sous forme liquide et le gaz issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique sous forme liquide.
Une partie du gaz issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique sous forme liquide peut être utilisée comme carburant pour alimenter au moins un consommateur, tel qu’un moteur, prévu pour pourvoir aux besoins énergétiques de fonctionnement de l’ouvrage flottant ou terrestre. Ainsi, il est possible de produire de l’électricité pour les équipements électriques.
Le consommateur est généralement adapté à un type particulier de liquide cryogénique qui est transporté et/ou stocké dans les cuves de l’ouvrage. Ainsi, lorsqu’un autre type de liquide cryogénique est transporté et/ou stocké dans l’ouvrage, le gaz issu de l’évaporation naturelle peut ne pas être utilisable comme carburant pour alimenter le consommateur. Par conséquent il est d’usage de dédier l’ouvrage à un type précis de liquide cryogénique.
Un objectif de l’invention est de proposer un ouvrage sur lequel plusieurs types de liquides cryogéniques sont stockés et/ou transportés, en même temps ou alternativement, et peuvent être traités pour alimenter en carburant au moins un consommateur de l’ouvrage.
La présente invention propose un ouvrage, flottant ou terrestre, comprenant au moins une cuve dans laquelle est contenu du gaz naturel liquéfié ou un mélange de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, au moins un consommateur, au moins un système d’alimentation pour fournir, dans une première configuration, un carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation du gaz naturel liquéfié contenu dans la cuve, et pour fournir, dans une deuxième configuration, le carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation du mélange contenu dans la cuve, le système d’alimentation comportant un dispositif de conversion configuré pour alterner entre la première configuration et la deuxième configuration du système d’alimentation, le système d’alimentation comportant un module d’échange de chaleur configuré pour liquéfier au moins en partie le gaz issu de l’évaporation naturelle du mélange contenu dans la cuve et un système de préparation du carburant à partir du gaz au moins en partie liquéfié, le carburant préparé à partir du gaz au moins en partie liquéfié présentant un indice de méthane supérieur à un indice de méthane du mélange.
L'indice de méthane est la mesure de la résistance mécanique aux chocs dans un moteur générés lors de la combustion des gaz, on parle aussi de cognement du moteur. Il est attribué à un carburant d'essai basé sur le fonctionnement dans une unité d'essai de cognement à la même intensité de cognement standard. Le méthane pur est désigné comme carburant de référence avec un indice de méthane de 100. Le dihydrogène pur est aussi utilisé comme carburant de référence sensible au cognement avec un indice de méthane de 0.
L’ouvrage peut donc être amené à stocker et/ou à transporter alternativement un premier liquide cryogénique et un deuxième liquide cryogénique. Selon le liquide cryogénique stocké et/ou transporté dans une ou plusieurs cuves de l’ouvrage, un système d’alimentation de l’ouvrage est configuré pour fournir un carburant à un consommateur de l’ouvrage. Le carburant est préparé à partir du liquide cryogénique stocké et/ou transporté. Lorsque le premier liquide cryogénique et le deuxième liquide cryogénique sont de nature différente, une première configuration du système d’alimentation permet de préparer le carburant à partir du premier liquide cryogénique et une deuxième configuration du système d’alimentation permet de préparer le carburant à partir du deuxième liquide cryogénique. Le changement de configuration du système d’alimentation est opéré par le dispositif de conversion.
Plus spécifiquement, le gaz issu de l’évaporation naturelle du deuxième liquide cryogénique qui est le mélange de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, passe successivement dans le module d’échange de chaleur et dans le système de préparation du carburant de manière à obtenir un carburant présentant un indice de méthane supérieur à un indice de méthane du mélange et ainsi utilisable par le consommateur.
Selon un mode de réalisation, l’alcane est choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges. Il faut entendre ici, ainsi que dans tout ce qui suit, que « butane » désigne le n-butane et l’isobutane qui est aussi appelé le 2-méthylpropane.
Selon un mode de réalisation, un indice de méthane du mélange est inférieur à 70.
Selon un mode de réalisation, le système de préparation du carburant comprend au moins une sortie gaz reliée au consommateur pour délivrer le carburant, une branche d’alimentation configurée pour amener au moins une portion du gaz issu de l’évaporation naturelle du mélange depuis la cuve jusqu’à une entrée du système de préparation, et dans lequel le module d’échange de chaleur comprend au moins un échangeur thermique comportant une première passe constitutive de la branche d’alimentation et agencée entre une entrée gaz du système d’alimentation et l’entrée du système de préparation, une branche de refroidissement configurée pour être parcourue par le gaz naturel liquéfié ou le mélange, la branche de refroidissement comprenant une deuxième passe de l’échangeur thermique, la deuxième passe de l’échangeur thermique étant configurée pour échanger des calories avec la première passe de l’échangeur thermique afin de liquéfier au moins en partie le gaz circulant dans la première passe de l’échangeur thermique.
Selon un mode de réalisation, le module d’échange de chaleur comprend au moins un échangeur de chaleur comportant une première passe constitutive de la branche d’alimentation et disposée entre l’entrée gaz du système d’alimentation et une entrée de la première passe de l’échangeur thermique, ladite entrée gaz étant reliée à une sortie de gaz de la cuve, l’échangeur de chaleur comprenant une deuxième passe constitutive de la branche d’alimentation et reliée à la première passe par une portion de liaison de la branche d’alimentation, la portion de liaison comprenant au moins un dispositif de compression.
Selon un mode de réalisation, le module d’échange de chaleur comprend un échangeur de calories comportant une première passe constitutive de la branche d’alimentation et agencée entre une sortie de la deuxième passe de l’échangeur de chaleur et une entrée de la première passe de l’échangeur thermique, l’échangeur de calories comportant une deuxième passe constitutive d’une branche de prélèvement qui est configurée pour amener au moins une portion du gaz naturel liquéfié, notamment la phase liquide du gaz naturel liquéfié, ou du mélange, notamment la phase liquide du mélange, depuis une cuve jusqu’à une entrée carburant d’un appareil propulseur de l’ouvrage, la première passe de l’échangeur de calories étant configurée pour échanger des calories avec la deuxième passe de l’échangeur de calories. La première passe de l’échangeur thermique peut être ainsi agencée entre une sortie de la deuxième passe de l’échangeur de chaleur et l’entrée du système de préparation.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend une branche de déviation de la première passe de l’échangeur de chaleur, la branche de déviation reliant une entrée de la première passe de l’échangeur de chaleur et une sortie de la première passe de l’échangeur de chaleur. La branche de déviation est ainsi montée en parallèle de la première passe de l’échangeur de chaleur. Lorsqu’un liquide cryogénique s’écoule dans le système d’alimentation il est possible de faire passer l’écoulement dans la première passe de l’échangeur de chaleur ou dans la branche de déviation.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend une branche de dérivation de la deuxième passe de l’échangeur thermique, la branche de dérivation reliant une entrée de la deuxième passe de l’échangeur thermique à une sortie de la deuxième passe de l’échangeur thermique. La branche de dérivation est ainsi montée en parallèle de la deuxième passe de l’échangeur thermique. Lorsqu’un liquide cryogénique s’écoule dans le système d’alimentation il est possible de faire passer l’écoulement dans la deuxième passe de l’échangeur thermique ou dans la branche de dérivation.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend une branche de contournement d’au moins le système de préparation, la branche de contournement étant disposée entre une sortie du dispositif de compression et une sortie gaz du système de préparation. Ainsi, il est possible d’éviter le système de préparation, si la préparation de carburant ne nécessite pas le système de préparation.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend un réchauffeur- refroidisseur de carburant agencé entre la sortie gaz du système de préparation et une sortie gaz du système d’alimentation reliée à une entrée carburant du consommateur. Le carburant est ainsi à une température optimale pour son utilisation par le consommateur.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend un dispositif de conversion configuré pour alterner entre la première configuration et la deuxième configuration du système d’alimentation.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de conversion comprend une pluralité de dispositifs de régulation disposés au moins en partie dans la branche d’alimentation, la pluralité de dispositifs de régulation comportant un premier dispositif de régulation agencé pour contrôler la circulation de gaz dans la première passe de l’échangeur de chaleur ou dans la branche de déviation.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de conversion comprend une pluralité de dispositifs de régulation disposés au moins en partie dans la branche de refroidissement, la pluralité de dispositifs de régulation comportant au moins un deuxième dispositif de régulation agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe de l’échangeur thermique ou dans la branche de dérivation. En plus ou alternativement, le deuxième dispositif de régulation peut être aussi agencé pour contrôler la circulation de liquide dans un canal de raccordement du système d’alimentation. Le canal de raccordement relie l’entrée de la deuxième passe de l’échangeur thermique à un point de raccord de la branche de refroidissement. Le point de raccord est agencé sur la branche de refroidissement entre le deuxième dispositif de contrôle du dispositif de répartition et le dispositif de pulvérisation.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de conversion comprend une pluralité de dispositifs de régulation disposés au moins en partie dans la branche de contournement et/ou dans la branche d’alimentation, la pluralité de dispositifs de régulation comportant un troisième dispositif de régulation agencé pour contrôler la circulation du liquide dans la deuxième passe de l’échangeur de chaleur ou dans la branche de contournement.
Selon un mode de réalisation, le système de préparation comprend un premier séparateur de phases, un deuxième séparateur de phases et un dispositif de détente disposé sur une ligne reliant une sortie de liquide du premier séparateur de phases à une entrée du deuxième séparateur de phases, une entrée du premier séparateur de phases étant connectée, par exemple grâce à une conduite, au module d’échange de chaleur, préférentiellement à la sortie de la première passe de l’échangeur thermique, au moins une sortie de gaz du premier séparateur de phases étant reliée au consommateur pour délivrer le carburant, le système d’alimentation étant configurée pour mettre en communication fluidique, par exemple grâce à une conduite, une sortie de liquide du deuxième séparateur de phases avec au moins une cuve. Ainsi, il est possible d’utiliser les produits secondaires résultant de la préparation du carburant. Selon un mode de réalisation, une sortie de gaz du deuxième séparateur de phases est reliée à un point de jonction de la branche d’alimentation disposée entre une sortie gaz de la cuve et une entrée du dispositif de compression. La liaison entre la sortie de gaz du deuxième séparateur de phases et le point de jonction peut se faire par un conduit.
Selon un mode de réalisation, la branche de refroidissement comprend un dispositif de refroidissement agencé entre une entrée liquide du système d’alimentation et une entrée de la deuxième passe de l’échangeur thermique pour refroidir le gaz naturel liquéfié et le mélange, alternativement. Cela permet notamment de sous-refroidir le gaz naturel liquéfié ou le mélange et ainsi améliorer les échanges thermiques entre la première passe et la deuxième passe de l’échangeur thermique, le mélange étant composé de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide. Préférentiellement, l’alcane peut être choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges
Selon un mode de réalisation, un écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la première passe de l’échangeur thermique est orienté dans un sens opposé à un écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe de l’échangeur thermique. Autrement dit, l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la première passe de l’échangeur thermique s’effectue à contrecourant de l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe de l’échangeur thermique.
Selon un mode de réalisation, un écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la première passe de l’échangeur de chaleur est orienté dans un sens opposé à un écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe de l’échangeur de chaleur. En d’autres mots, l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la première passe de l’échangeur de chaleur s’effectue à contrecourant de l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe de l’échangeur de chaleur.
Selon un mode de réalisation, un écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la première passe du l’échangeur de calories est orienté dans un sens identique qu’un écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe de l’échangeur de calories. En d’autres mots, l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la première passe de l’échangeur de calories est co-courant de l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe de l’échangeur de calories.
Selon un mode de réalisation, le système d’alimentation comprend un dispositif de contrôle de température configuré pour mesurer une température du gaz naturel liquéfié ou du mélange à la sortie de la deuxième passe de l’échangeur thermique et pour ajuster un débit de circulation du gaz naturel liquéfié ou du mélange circulant dans la branche de refroidissement en fonction de la température mesurée.
Selon un mode de réalisation, le système de préparation comprend une branche de raccordement entre un premier point de raccordement, agencé entre une sortie du dispositif de compression et l’entrée de la première passe de l’échangeur thermique, préférentiellement l’entrée de la deuxième passe de l’échangeur de chaleur, et un deuxième point de raccordement agencé sur une branche de prélèvement configurée pour amener au moins une portion du liquide depuis la cuve jusqu’à une entrée carburant d’un appareil propulseur, le dispositif de compression est configurée pour compresser le gaz naturel ou le mélange le traversant à une pression adaptée pour une utilisation par l’appareil consommateur, et le système d’alimentation comprend un organe de détente agencé entre le premier point de raccordement et l’entrée de la première passe de l’échangeur thermique de sorte à ce que le gaz naturel liquéfié ou le mélange présente une pression adaptée au système de préparation à une sortie de l’organe de détente.
Selon un mode de réalisation, le système de préparation comprend une branche de raccordement entre un premier point de raccordement, agencé entre une sortie du dispositif de compression et l’entrée de la première passe de l’échangeur thermique, préférentiellement l’entrée de la deuxième passe de l’échangeur de chaleur, et un deuxième point de raccordement agencé sur une branche de prélèvement configurée pour amener au moins une portion du liquide depuis la cuve jusqu’à une entrée carburant d’un appareil propulseur, le dispositif de compression comprend une première partie agencée en partie sur la branche d’alimentation et une deuxième partie sur la branche de raccordement, le premier point de raccordement étant agencé entre la première partie et la deuxième partie du dispositif de compression, le dispositif de compression étant configuré pour que le gaz naturel liquéfié ou le mélange présente une pression adaptée au système de préparation à une sortie de la première partie du dispositif de compression qui correspond au premier point de raccordement, et pour que le fluide présente une pression adaptée pour être utilisé par l’appareil consommateur à une sortie de la deuxième partie du dispositif de compression qui correspond au deuxième point de raccordement.
L’invention propose d’autre part un système de transfert pour un liquide cryogénique, le système comportant un ouvrage présentant au moins une des caractéristiques précédentes, des canalisations isolées agencées de manière à relier la cuve installée dans l’ouvrage flottant à une installation de stockage flottante ou terrestre et une pompe pour entraîner un flux de liquide cryogénique à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve de l’ouvrage.
L’invention offre en outre un procédé de chargement ou de déchargement d’un ouvrage présentant au moins une des caractéristiques précédentes, au cours duquel on achemine du liquide cryogénique à travers des canalisations isolées depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre vers ou depuis la cuve de l’ouvrage flottant.
L’invention propose un procédé de préparation d’un carburant à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane, préférentiellement le liquide cryogénique est le mélange de méthane liquide et de l’alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, et stocké dans au moins une cuve, le carburant étant préparé par un système d’alimentation d’un ouvrage, l’ouvrage présentant au moins une des caractéristiques précédentes, le système d’alimentation étant dans une deuxième configuration, au cours duquel l’écoulement du gaz s’effectue au moins dans la branche d’alimentation en passant dans la première passe de l’échangeur thermique puis en passant dans le système de préparation. L’alcane peut être choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges. Plus préférentiellement, le mélange comporte au moins de l’éthane liquide et du méthane liquide. Selon un mode de réalisation, l’écoulement du gaz passe dans la première passe de l’échangeur de chaleur et la deuxième passe de l’échangeur de chaleur avant de passer dans la première passe de l’échangeur thermique.
L’invention propose un procédé de préparation d’un carburant à partir d’un gaz issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique comprenant au moins du méthane, préférentiellement le liquide cryogénique est du gaz naturel liquéfié, et stocké dans au moins une cuve, le carburant étant préparé par un système d’alimentation d’un ouvrage, l’ouvrage présentant au moins une des caractéristiques précédentes, l’écoulement du gaz s’effectue au moins dans la branche d’alimentation en passant par le dispositif de compression puis en passant dans la branche de contournement.
Selon un mode de réalisation, l’écoulement du gaz s’effectue en passant dans la branche de déviation avant de passer par le dispositif de compression.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[fig 1] La figure 1 est une représentation schématique d’un ouvrage flottant comprenant un système d’alimentation d’un consommateur selon l’invention dans un premier mode de réalisation ;
[fig 2] La figure 2 est une représentation schématique du système d’alimentation de la figure 1 dans une première configuration ;
[fig 3] La figure 3 est une représentation schématique du système d’alimentation de la figure 1 dans une deuxième configuration ;
[fig 4] La figure 4 est une représentation schématique d’un ouvrage flottant comprenant un système d’alimentation d’un consommateur selon l’invention dans un deuxième mode de réalisation [fig 5] La figure 5 est une représentation schématique d’un ouvrage flottant comprenant un système d’alimentation d’un consommateur selon l’invention dans un troisième mode de réalisation ;
[fig 6] La figure 6 est une représentation schématique d’un ouvrage flottant comprenant un système d’alimentation d’un consommateur selon l’invention dans un quatrième mode de réalisation ;
[fig 7] La figure 7 est une représentation schématique écorchée de l’ouvrage flottant de la figure 1 et d'un terminal de chargement/déchargement des cuves de l’ouvrage flottant.
Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que, sur l’ensemble des figures, les éléments similaires et/ou remplissant la même fonction sont indiqués par la même numérotation.
L’invention concerne un ouvrage, flottant ou terrestre, particulier en ce qu’il comprend au moins une cuve dans laquelle est contenu un premier liquide cryogénique, préférentiellement du gaz naturel liquéfié, ou un deuxième liquide cryogénique, préférentiellement le mélange consistant en un alcane comportant au moins deux atomes de carbone à l’état liquide et du méthane liquide, au moins un consommateur et particulier ce qu’il comprend au moins un système d’alimentation pour fournir, dans une première configuration, un carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation du premier liquide cryogénique contenu dans la cuve, et pour fournir, dans une deuxième configuration, le carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz issu de l’évaporation du deuxième liquide cryogénique contenu dans la cuve.
L’alcane comportant au moins deux atomes de carbone peut être choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins une de leurs mélanges. Plus préférentiellement, le mélange comporte de l’éthane liquide et du méthane liquide.
En référence à la figure 1, on a représenté schématiquement un ouvrage 70 flottant comprenant au moins une cuve 3,5 de stockage et/ou de transport d’au moins un liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane. Dans l’exemple illustré, l’ouvrage 70 comprend une pluralité de cuves 3,5 comprenant le liquide cryogénique LC1, LC2.
Le liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane peut être du gaz naturel liquéfié LC1 ou un mélange LC2 d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide et de méthane liquide, notamment à pression atmosphérique. Préférentiellement, le mélange LC2 présente un indice de méthane inférieur à 70. On comprend que le système d’alimentation 1 est configuré pour que le carburant préparé à partir du gaz issu de l’évaporation naturelle du mélange présente un indice de méthane supérieur à un indice de méthane du mélange.
Dans un mode de réalisation préféré, l’alcane comportant au moins deux atomes de carbone est choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges. Préférentiellement, le mélange est constitué d’éthane liquide et de méthane liquide
En référence à la figure 1, la ou les cuves 3, 5 contiennent le liquide cryogénique LC1, LC2 sous forme liquide Ll, L2. L’isolation thermique des cuves 3,5 n’étant pas parfaite, une partie du liquide cryogénique LC1, LC2 s’évapore naturellement. Par conséquent, les cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 comprennent à la fois le liquide cryogénique LC1, LC2 sous forme liquide Ll, L2 et du liquide cryogénique LC1, LC2 sous forme gazeuse Gl, G2.
L’ouvrage 70 comprend au moins un appareil propulseur 9 alimenté en un carburant. A titre d’exemple, l’au moins un appareil propulseur 9 peut être un moteur de propulsion de l’ouvrage, tel qu’un moteur ME-GI ou XDF. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de la présente invention et qu’on pourra prévoir l’installation d’appareils propulseurs différents sans sortir du contexte de la présente invention.
En référence à la figure 1, l’ouvrage 70 comprend un système de fourniture 11 de carburant à l’appareil propulseur 9. Le système de fourniture 11 comprend une branche de prélèvement 13 de la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 qui est contenu dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70. Une entrée de liquide 131 de la branche de prélèvement 13 est immergée dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 de manière à ponctionner la phase liquide Ll, L2. Une sortie de gaz 133 de la branche de prélèvement 13 est reliée à une entrée 903 de l’appareil propulseur 9 pour lui délivrer le carburant.
La branche de prélèvement 13 comprend un organe de compression 15 pour alimenter l’appareil propulseur en carburant à une pression adéquate. La branche de prélèvement 13 peut comprendre un réchauffeur- refroidisseur 17 pour porter le carburant à une température adéquate. Le carburant est sous forme gazeuse en sortie de gaz 133 de la branche de prélèvement 13. Dans le cas où, le liquide cryogénique comprenant du méthane est du gaz naturel liquéfié, alors l’appareil propulseur 9 sera alimenté en gaz naturel liquéfié LC1 sous forme gazeuse. Dans le cas où, le liquide cryogénique comprenant du méthane est un mélange de méthane liquide et d’un alcane ayant moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, alors l’appareil propulseur 9 sera alimenté en mélange LC2 sous forme gazeuse.
La branche de prélèvement 13 peut comprendre au moins une vanne de prélèvement 19 de manière à contrôler la ponction de phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 contenu dans au moins une cuve 3,5. En d’autres mots, la vanne de prélèvement 19 permet d’autoriser la ponction, d’interdire la ponction et/ou de réguler le débit de ponction de la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2. La vanne de prélèvement 19 est agencée entre l’entrée 131 de la branche de prélèvement 13 et une entrée du réchauffeur- refroidisseur 17. La vanne de prélèvement 19 peut être une vanne trois voies ou deux vannes comme représenté en figure 1.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur la figure 1, la branche de prélèvement 13 comprend plusieurs entrées de liquide 131, chacune étant immergée dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 d’une cuve 3, 5 différente. La branche de prélèvement 13 comprend par ailleurs plusieurs vannes de prélèvement 19 disposées de manière à pouvoir aussi choisir la cuve pour la ponction de la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2. La pluralité de vannes de prélèvement 19 peuvent aussi permettre de réguler les débits de phase liquide ponctionnée Ll, L2. La branche de prélèvement 13 peut comprendre au moins une pompe 135 immergée dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 afin de faciliter la ponction de phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2. La pompe 135 est agencée à l’entrée de liquide 131 de la branche de prélèvement 13.
En référence à la figure 1, l’ouvrage 70 comprend au moins un consommateur 7 d’un carburant préparé à partir d’un gaz contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage, le gaz étant la phase gazeuse Gl, G2 issue de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique LC1, LC2 stocké et/ou transporté dans la ou les cuves 3, 5 de l’ouvrage.
A titre d’exemple, l’au moins un consommateur 7 peut être une génératrice électrique de type DFDE (Dual Fuel Diesel Electric), c’est-à-dire un consommateur de gaz configuré pour assurer l’alimentation électrique de l’ouvrage 70. Il est entendu qu’il ne s’agit que d’un exemple de réalisation de la présente invention et qu’on pourra prévoir l’installation de consommateurs de gaz différents sans sortir du contexte de la présente invention.
L’ouvrage 70 comprend un système d’alimentation 1 pour fournir le carburant au consommateur 7. Le système d’alimentation 1 comprend au moins une entrée gaz 101 en communication fluidique avec au moins une sortie de gaz 303, 503 de la cuve ou des cuves 3,5 de Fouvrage 70 et une sortie gaz 103 en communication fluidique avec au moins une entrée carburant 701 du consommateur 7.
Le système d’alimentation 1 comporte un système de préparation 45 du carburant dont au moins une sortie gaz 453 est reliée au consommateur 7 pour délivrer le carburant et une branche d’alimentation 21 configurée pour amener au moins une portion du gaz Gl, G2 depuis la cuve 3,5 jusqu’à une entrée 451 du système de préparation 45.
Le système d’alimentation 1 comprend un module d’échange de chaleur 22 configuré pour liquéfier au moins en partie le gaz issu de l’évaporation naturelle du mélange LC2 contenu dans au moins une des cuves 3, 5.
Le module d’échange de chaleur 22 comporte un échangeur de chaleur 23 comprenant une première passe 25 constitutive de la branche d’alimentation 21. La première passe 25 est disposée à au moins une entrée de gaz 211 de la branche d’alimentation 21. L’entrée de gaz 211 de la branche d’alimentation 21 fait partie de l’entrée gaz 101 du système d’alimentation 1. L’entrée de gaz 211 de la branche d’alimentation 21 est donc reliée, via un conduit, à une sortie de gaz 303, 503 d’au moins une des cuves 3,5 de l’ouvrage 70.
Dans l’exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la branche d’alimentation 21 comprend une pluralité d’entrées de gaz 211 faisant partie d’une pluralité d’entrées gaz 101 du système d’alimentation 1. Les entrées de gaz 211 de la branche d’alimentation 21 sont chacune reliée à une sortie de gaz 303, 503 d’une cuve 3,5 de l’ouvrage 70.
Le système d’alimentation 1 comprend une branche de déviation 29 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23. La branche de déviation 29 relie une entrée 251 de la première passe 25 et une sortie 253 de la première passe 25. La branche de déviation 29 est ainsi montée en parallèle de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
En référence à la figure 1 , l’échangeur de chaleur 23 comprend une deuxième passe 27 constitutive de la branche d’alimentation 21. La deuxième passe 27 est reliée à la première passe 25 par une portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21. Autrement dit, une sortie de la première passe 253 est reliée à une entrée de la deuxième passe 271 par la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21.
La deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 est configurée pour échanger des calories avec la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
La portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21 comprend au moins un dispositif de compression 31 configuré pour augmenter la pression d’un fluide circulant dans la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21. Le dispositif de compression est donc disposé entre la sortie 253 de la première passe 25 et l’entrée 271 de la deuxième passe 27.
Le module d’échange de chaleur 22 comprend un échangeur thermique 37 comportant une première passe 39 constitutive de la branche d’alimentation 21. La première passe 39 de l’échangeur thermique 37 est agencée entre une sortie 273 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 451 du système de préparation 45.
En référence à la figure 1, le système d’alimentation 1 comprend une branche de refroidissement 33 configurée pour être parcourue par une portion de la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 contenue dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70. Ainsi, une portion de la phase liquide Ll de gaz naturel liquéfié LC1 ou une portion de liquide L2 du mélange LC2 peut s’écouler dans la branche de refroidissement 33.
Plus précisément, une entrée de liquide 331 de la branche de refroidissement 33 est immergée dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70. L’entrée de liquide 331 de la branche de refroidissement 33 fait partie d’une entrée liquide 105 du système d’alimentation 1.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, la branche de refroidissement 33 comprend une pluralité d’entrées de liquide 331, chacune immergée dans une cuve 3,5 différente de l’ouvrage 70.
Sur la figure 1, l’entrée de liquide 331 de la branche de prélèvement 33 est munie de manière optionnelle d’au moins une pompe 335 immergée dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 afin de faciliter la ponction de phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2.
Dans un mode de réalisation non illustrée, la branche de refroidissement 33 comprend une pluralité de vannes de ponction afin d’interdire, autoriser et contrôler le prélèvement de phase liquide dans les cuves de l’ouvrage.
L’échangeur thermique 37 comprend une deuxième passe 41 qui est constitutive de la branche de refroidissement 33. Ainsi, la branche de refroidissement 33 comprend la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. La deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est configurée pour échanger des calories avec la première passe 39 de l’échangeur thermique 37 afin de liquéfier au moins en partie un gaz circulant dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. Une sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est reliée à une sortie de liquide 333 de la branche de refroidissement 33. La sortie de liquide 333 de la branche de refroidissement 33 est reliée à un dispositif de pulvérisation 58 disposé à l’intérieur de la cuve 3,5. Le dispositif de pulvérisation 58 est agencé de manière à être au-dessus de la phase liquide contenu dans la cuve 3,5. Le dispositif de pulvérisation 58 permet de disperser sous forme de gouttelettes le liquide issu de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, la sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est reliée à une pluralité de sorties de liquide 333 de la branche de refroidissement 33, chaque sortie de liquide 333 étant relié à un dispositif de pulvérisation 58 contenu dans une cuve 3, 5.
La sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 est aussi reliée à un conduit d’évacuation 57 grâce à un conduit de raccordement 56. Le conduit d’évacuation 57 est décrit ci-après.
Le système d’alimentation 1 comprend un dispositif de répartition 64 configuré pour autoriser ou interdire un passage de fluide vers le ou les dispositifs de pulvérisation 58 et/ou vers le conduit d’évacuation 57.
Le dispositif de répartition 64 comporte une pluralité de dispositifs de contrôle 641,
643. Un premier dispositif de contrôle 643 est agencé sur le conduit de raccordement 56. Le premier dispositif de contrôle 643 est par exemple une vanne monovoie.
Le deuxième dispositif de contrôle 641 est agencé sur la branche de refroidissement 33 entre la jonction de la branche de refroidissement 33 avec le conduit de raccordement 56 et le dispositif de pulvérisation 58. Le deuxième dispositif de contrôle 641 est par exemple une vanne monovoie.
La branche de refroidissement 33 comprend un dispositif de refroidissement 35 agencé entre l’entrée liquide 105 du système d’alimentation 1 et une entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. Autrement dit, le dispositif de refroidissement 35 est disposé entre l’entrée de liquide 331 de la branche de refroidissement 33 et l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37.
Le dispositif de refroidissement 35 est configuré pour refroidir la portion de phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 circulant dans la branche de refroidissement 33. A titre d’exemple, le dispositif de refroidissement 35 pourra refroidir alternativement une portion de la phase liquide Ll du gaz naturel liquéfié LC1 et une portion de la phase liquide L2 du mélange LC2.
Le système d’alimentation 1 comprend une branche de dérivation 43 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. La branche de dérivation 43 relie une entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 à une sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. En d’autres mots, la branche de dérivation 43 est montée en parallèle de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique.
Le système d’alimentation 1 comprend un canal de raccordement 330 de l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 à un point de raccord PR0 de la branche de refroidissement 33. Le point de raccord PR0 est agencé sur la branche de refroidissement 33 entre le deuxième dispositif de contrôle 377 du dispositif de répartition 64 et le dispositif de pulvérisation 58.
En référence à la figure 1, le système de préparation 45 du carburant à partir du gaz au moins en partie liquéfié par le module d’échange de chaleur 22 comprend un premier séparateur de phases 47, un deuxième séparateur de phases 55 et un dispositif de détente 53.
Le premier séparateur de phases 47 comprend une entrée 471 connectée à la sortie 393 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. On comprend dans ce contexte que de l’entrée 471 du premier séparateur de phases 47 fait partie de l’entrée 451 du système de préparation 45.
Le premier séparateur de phases 47 comprend une sortie de gaz 473 qui fait partie de la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1. La sortie de gaz 473 du premier séparateur de phases 47 est reliée à une entrée carburant 701 du consommateur 7 pour délivrer le carburant. La connexion entre la sortie de gaz 473 du premier séparateur de phases 47 et le consommateur 7 est assurée par une conduite de raccordement 49.
On comprend donc que la conduite de raccordement 49 assure aussi la connexion entre la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1 et l’entrée carburant 701 du consommateur 7. On comprend aussi que la sortie de gaz 473 du premier séparateur de phases 47 fait partie d’une sortie gaz 453 du système de préparation 45 qui, elle-même, fait partie de la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1.
Le premier séparateur de phases 47 comprend une sortie de liquide 475 qui est reliée par une ligne 51 à une entrée 551 du deuxième séparateur de phases 55. Le dispositif de détente 53 est disposé sur la ligne 51. La ligne 51 peut être par exemple un conduit.
Le deuxième séparateur de phases 55 comprend une sortie de gaz 553 reliée, via un conduit 59, à un point de jonction PJ de la branche d’alimentation 21. Le point de jonction PJ est disposé entre la sortie gaz 303, 503 d’au moins une des cuves 3,5 de l’ouvrage 70 et une entrée 311 du dispositif de compression 31. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le point de jonction est agencé sur la portion de liaison 211 de la branche de d’alimentation 21.
Le deuxième séparateur de phases 55 comprend une sortie de liquide 555 qui est en communication fluidique avec la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70. Autrement dit, la sortie de liquide 555 du deuxième séparateur de phases 55 est reliée à l’intérieur d’au moins une cuve 3,5 par un conduit d’évacuation 57. Une extrémité du conduit d’évacuation 57 est immergée dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 stocké et/ou transporté dans la cuve 3, 5. Dans l’exemple représenté sur la figure 1, le conduit d’évacuation 57 comprend une pluralité d’extrémités immergées chacune dans la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2.
En référence à la figure 1, le système d’alimentation 1 comprend une branche de contournement 61 d’au moins le système de préparation 45. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 , la branche de contournement 61 permet aussi de contourner l’échangeur de chaleur 23 et l’échangeur thermique 37. La branche de contournement 61 est agencée entre une sortie 313 du dispositif de compression 31 et une sortie gaz 453 du système de préparation 45. En d’autres termes, la branche de contournement 61 relie la sortie 313 du dispositif de compression 31 et la sortie gaz 453 du système de préparation 45. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, le dispositif de compression 31 comprend une pluralité d’étages de compressions 315.
Le système d’alimentation 1 comprend un réchauffeur-refroidisseur 65 de carburant disposé entre la sortie gaz 453 du système de préparation 45 et la sortie gaz 103 du système d’alimentation 1 reliée à l’entrée carburant 701 du consommateur 7. On comprend donc que, dans le mode de réalisation de la figure 1, le réchauffeur- refroidisseur 65 est disposé sur la conduite de raccordement 49 entre une sortie gaz 453 du système de préparation 45 et l’entrée carburant 701 du consommateur 7.
Le système d’alimentation 1 comprend un dispositif de conversion 69 configuré pour alterner entre la première configuration et la deuxième configuration du système d’alimentation 1.
Le dispositif de conversion 69 comprend un premier dispositif de régulation 231, 233, 235 agencé pour contrôler la circulation du gaz dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 ou dans la branche de déviation 29. Ainsi, le premier dispositif de régulation 231, 233, 235 autorise, interdit et/ou régule un passage de fluide dans au moins une partie du système d’alimentation 1.
Dans l’exemple illustré sur la figure 1, le premier dispositif de régulation 231, 233, 235 comprend une pluralité de vannes monovoies. Une première vanne monovoie 231 est agencée à l’entrée 251 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23, une deuxième vanne monovoie 233 est agencée à la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et une troisième vanne monovoie 235 est disposée dans la branche de déviation 29. Ces vannes monovoies 231, 233, 235 vont permettre d’autoriser ou interdire un passage de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et/ou dans la branche de déviation 29. Autrement dit, ces vannes monovoies 231, 233, 235 sont configurées pour prendre une position ouverte, une position semi- ouverte pour réguler le débit ou une position fermée.
Dans un mode de réalisation non représenté, le premier dispositif de régulation comprend des vannes à deux voies disposées aux jonctions entre la branche d’alimentation et la branche de déviation.
Le dispositif de conversion 69 comprend un deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 et/ou dans la branche de dérivation 43 et/ou dans le canal de raccordement 330. Ainsi, le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 autorise, interdit et/ou régule un passage de fluide dans au moins une partie du système d’alimentation 1.
Dans l’exemple illustré sur la figure 1, le deuxième dispositif de régulation 371, 373,
375, 377 comprend une pluralité de vannes monovoies. Une première vanne monovoie 371 est agencée à l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37, une deuxième vanne monovoie 373 est agencée à la sortie 413 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37, une troisième vanne monovoie 375 est disposée dans la branche de dérivation 43 et une quatrième vanne monovoie 377 est agencée dans le canal de raccordement 330. Les vannes monovoies du deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 vont permettre d’autoriser ou interdire un passage de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur thermique 37 et/ou dans la branche de dérivation 43 et/ou une quatrième vanne monovoie 377 est agencée dans le canal de raccordement 330. Autrement dit, les vannes monovoies du deuxième dispositif de régulation 371,
373, 375, 377 sont configurées pour prendre une position ouverte, une position semi- ouverte pour réguler le débit ou une position fermée.
Dans un mode de réalisation non représenté, le deuxième dispositif de régulation comprend des vannes à deux voies disposées aux jonctions entre la branche de refroidissement et la branche de dérivation.
Le dispositif de conversion 69 comprend un troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 ou dans la branche de contournement 61. Ainsi, le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 autorise, interdit et/ou régule un passage de fluide dans au moins une partie du système d’alimentation 1.
Dans l’exemple illustré sur la figure 1, troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 comprend une pluralité de vannes monovoies. Une première vanne monovoie 611 est agencée à l’entrée 271 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, une deuxième vanne monovoie 613 est agencée sur la branche de contournement 61, et une troisième vanne monovoie 615 en sortie gaz 453 du système de préparation 45. Les vannes monovoies du troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 vont permettre d’autoriser ou interdire un passage de fluide dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et/ou dans la branche de contournement 61. Autrement dit, les vannes monovoies du troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 sont configurées pour prendre une position ouverte, une position semi-ouverte pour réguler le débit ou une position fermée.
Dans un mode de réalisation non représenté, le troisième dispositif de régulation comprend des vannes à deux voies ou des vannes à trois voies disposées aux jonctions entre la branche d’alimentation et la branche de contournement et à la jonction entre la branche de contournement et la conduite de raccordement.
La figure 2 est une représentation du système d’alimentation 1 dans une première configuration. Les cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 contiennent un liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane. La première configuration du système d’alimentation 1 est plus particulièrement adapté lorsque le liquide cryogénique LC1 est du gaz naturel liquéfié LC1.
Dans la première configuration du système d’alimentation 1, la premier dispositif de régulation 231, 233, 235 autorise la circulation de fluide dans la branche de déviation 29 et interdit le passage de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23.
Le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 autorise la circulation de fluide dans la branche de dérivation 43, interdit le passage de fluide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 et interdit le passage de fluide dans le canal de raccordement 330.
Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 autorise la circulation de fluide dans la branche de contournement 61. Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 interdit le passage de fluide dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37, dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, et dans le système de préparation 45.
Dans cette première configuration, le gaz G1 issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique LC1 sous forme liquide L1 qui est contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée d’une des cuves 3, 5 par la branche d’alimentation 21. Le gaz G1 passe dans la branche de déviation 29.
Ensuite, le gaz G 1 est compressé par le dispositif de compression 31. La pression du gaz G1 en entrée 311 du dispositif de compression 31 est donc inférieure à la pression du gaz G 1 en sortie 313 du dispositif de compression 31.
Le gaz G1 compressé s’écoule dans la branche de contournement 61. Le gaz G1 compressé évite donc l’échangeur de chaleur 23, l’échangeur thermique 37 et le système de préparation 45.
Après être passé dans la branche de contournement 61 , le gaz G 1 compressé s’écoule dans la branche de raccordement 49 et passe par le réchauffeur-refroidisseur 65 qui augmente la température du gaz G1 compressé avant d’être acheminé à au moins un consommateur 7. Le gaz G1 compressé ne peut aller dans le premier séparateur de phases 47 car la troisième vanne monovoie 615 du troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 en empêche l’accès.
En parallèle, une partie du liquide cryogénique LC1 sous forme liquide L1 dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée. Le liquide L1 s’écoule successivement dans la branche de refroidissement 33, dans le dispositif de refroidissement 35 qui refroidit le liquide Ll, dans la branche de refroidissement 33, dans la branche de dérivation 43, puis à nouveau dans la branche de refroidissement 33. Le dispositif de répartition 64 est dans une configuration qui autorise le liquide L1 à s’écouler dans le conduit de raccordement 56 et ainsi rejoindre le conduit d’évacuation 57 et qui interdit l’écoulement du liquide L1 vers le dispositif de pulvérisation 58.
La figure 3 est une représentation du système d’alimentation 1 dans une deuxième configuration. Les cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 contiennent un liquide cryogénique LC1, LC2 comprenant du méthane. La deuxième configuration du système d’alimentation est plus particulièrement adaptée lorsque le liquide cryogénique LC2 est un mélange L2 de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone à l’état liquide. Préférentiellement, la teneur en alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide est supérieure à la teneur en méthane liquide dans le mélange L2.
Dans la première configuration du système d’alimentation 1, la premier dispositif de régulation 231, 233, 235 autorise la circulation de fluide dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et interdit le passage de fluide dans la branche de déviation 29.
Le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377 autorise la circulation de fluide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37, interdit le passage de fluide dans la branche de dérivation 43 et interdit le passage de fluide dans le canal de raccordement 330.
Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 autorise la circulation de fluide dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37, dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, et dans le système de préparation 45. Le troisième dispositif de régulation 611, 613, 615 interdit le passage de fluide dans la branche de contournement 61.
Dans cette deuxième configuration, le gaz G2 issu de l’évaporation naturelle du liquide cryogénique LC2 sous forme liquide L2 qui est contenu dans la ou les cuves 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée d’une des cuves 3, 5 par la branche d’alimentation 21. Le gaz G2 s’écoule dans la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 en échangeant des calories avec la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23. A la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23, la température du gaz G2 a augmenté.
Le gaz G2 chauffé est ensuite compressé par le dispositif de compression 31. Ainsi, le gaz G2 présente une pression en sortie 313 du dispositif de compression 31 qui est adaptée pour entrer dans le système de préparation 45. A titre d’exemple, dans le présent mode de réalisation, la pression est de 6,5 bars en sortie 313 du dispositif de compression 31. La température du gaz G2 compressé reste sensiblement identique à la température du gaz G2 en sortie de première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23. Le gaz G2 s’écoule après dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 pour céder des calories en échangeant ces calories avec la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23. Ainsi, le gaz G2 voit sa température abaissée à la sortie de deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23.
Dans l’échangeur de chaleur 23, l’écoulement du gaz G2 comprimé dans la deuxième passe 27 est orienté dans un sens opposé à l’écoulement gaz G1 dans la première passe
25.
Puis, le gaz G2 s’écoule dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. Le gaz G2 cède à nouveau des calories en échangeant des calories à la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. Le gaz G2 est alors au moins en partie liquéfié. A la sortie 393 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37, on a une mixture de gaz et de liquide dont les compositions sont différentes. Le système de préparation 45 du carburant va permettre d’isoler le carburant à partir de cette mixture.
La mixture passe dans le premier séparateur de phases 47. La phase gazeuse qui est le carburant pour le consommateur 7, et la phase liquide de la mixture sont séparées. La phase gazeuse contenue dans le premier séparateur de phases 47 s’écoule dans la branche de raccordement 49 pour alimenter le consommateur en passant par le réchauffeur- refroidisseur 65. La phase liquide de la mixture est envoyée dans le deuxième séparateur de phases 55 par la ligne 51 qui relie la sortie de liquide 475 du premier séparateur de phases 47 à l’entrée 551 du deuxième séparateur de phases 55.
En passant dans la ligne 51, 1a phase liquide de la mixture est détendue par le dispositif de détente 53. Une portion de la phase liquide s’évapore créant une autre mixture composée d’une phase liquide et d’une phase gazeuse qui vont être décantées dans le deuxième séparateur de phases 55.
La phase liquide contenue dans le deuxième séparateur de phases 55 est renvoyée dans au moins une des cuves 3, 5 de l’ouvrage 70. La phase gazeuse contenue dans le deuxième séparateur de phases 55 est renvoyée dans la branche d’alimentation 21 au niveau du point de jonction PJ qui est entre la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 311 du dispositif de compression 31.
En parallèle, une partie du liquide cryogénique LC1 sous forme liquide L1 dans au moins une cuve 3,5 de l’ouvrage 70 est prélevée. Le liquide L1 s’écoule dans la branche de refroidissement 33 et passe, successivement, dans le dispositif de refroidissement 35 et dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 pour enfin être dispersé dans une des cuves 3,5 par le dispositif de pulvérisation 58.
Ainsi, dans la configuration du premier mode de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif de répartition 64 est dans une configuration qui interdit au liquide L1 de s’écouler dans le conduit de raccordement 56 et qui autorise l’écoulement du liquide L1 vers le dispositif de pulvérisation 58.
L’écoulement du liquide cryogénique sous forme liquide dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 permet de liquéfier au moins en partie le gaz qui passe au même moment dans la première passe 39 de l’échangeur thermique 37.
Dans l’échangeur thermique 37, l’écoulement du gaz G2 dans la première passe 39 est orienté dans un sens opposé à l’écoulement du liquide G2 dans la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37. La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation du système d’alimentation en carburant du ou des consommateurs. Le système d’alimentation est particulier en ce que le module d’échange de chaleur comprend un échangeur de calories de manière à tirer profit du froid du liquide prélevé dans au moins une des cuves de l’ouvrage pour alimenter l’appareil propulseur. Le carburant est préparé à partir de gaz naturel liquéfié ou d’un mélange de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, notamment à pression atmosphérique, le mélange étant contenu dans au moins une cuve de l’ouvrage flottant. Préférentiellement, l’alcane comportant au moins deux atomes de carbone est choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins une de leurs mélanges.
Les éléments identiques entre le troisième mode de réalisation et les autres modes de réalisation sont désignés par les mêmes références sur les figures. Pour la description des éléments identiques, on pourra se référer à la description des modes de réalisation précédents.
En référence à la figure 4, le module d’échange de chaleur 22 du système d’alimentation 1 comprend un échangeur de calories 91 qui comporte une première passe 93 constitutive de la branche d’alimentation 21 et une deuxième passe 95 constitutive de la branche de prélèvement 13.
La première passe 93 de l’échangeur de calories 91 est agencée entre la sortie 273 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 391 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. La deuxième passe 95 de l’échangeur de calories 91 est agencée entre l’entrée de liquide 131 de la branche de prélèvement 13 et l’organe de compression 15. La première passe 93 de l’échangeur de calories 91 est configurée de sorte à échanger des calories avec la deuxième passe 95 de l’échangeur de calories 91.
Lorsque la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 est prélevée d’une des cuves 3, 5 de l’ouvrage 70 pour alimenter l’appareil propulseur 9, la phase liquide Ll, L2 du liquide cryogénique LC1, LC2 s’écoule dans la branche de prélèvement 13 et passe dans la deuxième passe 95 de l’échangeur de calories 91 puis dans l’organe de compression 15. Concomitamment, la phase gazeuse G2 du mélange LC2 de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone à l’état liquide est prélevée de la cuve 3,5. Ainsi, le mélange LC2 s’écoule dans le branche d’alimentation 21 pour préparer le carburant pour le ou les consommateurs 7. Plus particulièrement, le mélange LC2 passe successivement dans la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23, dans la première passe 93 de l’échangeur de calories 91 et la première passe 39 de l’échangeur thermique 37 avant d’entrer dans le système de préparation 45.
Dans ce contexte, l’écoulement du gaz naturel liquéfié ou du mélange dans la deuxième passe 95 de l’échangeur de calories 91 s’effectue dans une direction de même sens que celle de l’écoulement du mélange dans la première passe 93 de l’échangeur de calories 91. Ainsi, le mélange est plus froid à une sortie 933 de la première passe 93 qu’à une entrée 931 de la première passe 91 de l’échangeur de calories 91. En outre, le gaz naturel liquéfié LC1 ou le mélange LC2 est plus chaud à une sortie 953 de la deuxième passe 95 qu’à une entrée 951 de la deuxième passe 95 de l’échangeur de calories 91. On comprend donc qu’il est possible d’avoir sur le même ouvrage une cuve comprenant du gaz naturel liquéfié LC1 qui sert à alimenter l’appareil propulseur 9 en passant par la deuxième passe 95 de l’échangeur de calories 91 et une pluralité de cuves comportant le mélange LC2 dont l’évaporation naturelle servira à préparer le carburant pour le ou les consommateurs 7 en transitant par la première passe 93 de l’échangeur de calories.
Tel que le deuxième mode de réalisation est représenté sur la figure 4, le système de préparation 45 comprend le premier séparateur de phases 47 et le dispositif de détente 53 décrits dans le premier mode de réalisation. Plus particulièrement, le système de préparation 45 comprend ici, uniquement le premier séparateur de phases 47 et le dispositif de détente 53. La sortie de liquide 475 du premier séparateur de phases 47 est en communication fluidique avec au moins une des cuves 3,5 de l’ouvrage 70 via la ligne 51 qui est connectée au conduit d’évacuation 57. Le dispositif de détente 53 est agencé sur la ligne 51 qui relie la sortie de liquide 475 du premier séparateur de phases 47 au conduit d’évacuation 57. Dans ce deuxième mode de réalisation, et de manière optionnelle, le système d’alimentation 1 comprend un dispositif de contrôle 401 qui est configuré pour relever la température du fluide à la sortie 393 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37 et ajusté en conséquence le débit de fluide à l’entrée 411 de la deuxième passe 41 de l’échangeur thermique 37 via le dispositif de conversion 69, plus particulièrement via le deuxième dispositif de régulation 371, 373, 375, 377. Ainsi, on s’assure d’une liquéfaction optimale du fluide à la sortie 393 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37.
La figure 5 illustre un troisième mode de réalisation du système d’alimentation en carburant du ou des consommateurs. Le système d’alimentation est particulier en ce qu’il est configuré pour alimenter en carburant l’appareil propulseur en plus du ou des consommateurs. Le carburant est préparé à partir de gaz naturel liquéfié ou d’un mélange de méthane liquide et d’un alcane ayant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, le mélange étant contenu dans au moins une cuve de l’ouvrage flottant. Préférentiellement, l’alcane ayant au moins au moins deux atomes de carbone est choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges.
Les éléments identiques entre le troisième mode de réalisation et les autres modes de réalisation sont désignés par les mêmes références sur les figures. Pour la description des éléments identiques, on pourra se référer à la description des modes de réalisation précédents.
En référence à la figure 5, le système d’alimentation 1 comprend une branche de rattachement 319 qui relie un premier point de rattachement PR1 agencé sur la portion de liaison 215 de branche d’alimentation 21 et un deuxième point de rattachement PR2 agencé sur la branche de prélèvement 13.
Le premier point de rattachement PR1 est agencé sur la branche d’alimentation 21 entre une entrée gaz 211 de la branche d’alimentation 21 et l’entrée 391 de la première passe 39 de l’échangeur thermique 37. Plus précisément sur la figure 5, le premier point de rattachement PR1 est disposé entre la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 271 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23.
Le deuxième point de rattachement PR2 est, quant à lui disposé entre une sortie du réchauffeur- refroidisseur 17 et la sortie de gaz 133 de la branche de prélèvement 13 c’est-à-dire disposé entre la sortie du réchauffeur- refroidisseur 17 et l’entrée carburant 901 de l’appareil propulseur 9.
Le dispositif de compression 31 est un compresseur comprenant une pluralité d’étages de compression 315 configuré pour comprimer le fluide circulant dans la branche d’alimentation 21. Une première partie des étages de compression 315 est agencée sur la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21 et une deuxième partie des étages de compression 315 est agencée sur la branche de rattachement 319.
Une sortie basse pression 313 du dispositif de compression 31 est agencée entre la première partie des étages de compression 315 et la deuxième partie des étages de compression 315 du dispositif de compression 31. La sortie basse pression 313 correspond au premier point de raccordement PR1. Au moins une partie du fluide s’écoulant à la sortie basse pression 313 du dispositif de compression 31 après avoir traversée la première partie des étages de compression 315 présente une pression adaptée pour le système de préparation 45.
Une sortie haute pression 317 du dispositif de compression 31 est disposée sur la branche de raccordement 313 et correspond à une sortie du dernier étage de compression 315 de la deuxième partie des étages de compression 315 agencée sur la branche de rattachement 319. Ainsi, une autre partie du fluide ayant parcouru la première partie des étages de compression s’écoule dans la branche de raccordement 319 et traverse la deuxième partie des étages de compression 315. Le fluide présente une pression adaptée pour l’appareil propulseur 9 en sortie haute pression 317 du dispositif de compression 31. A titre d’exemple, le fluide présente une pression comprise entre 30 bars et 40 bars à la sortie haute pression 317 du dispositif de compression 315.
Le système d’alimentation 1 comprend un dispositif de partage 66 configuré pour interdire ou autoriser un écoulement de fluide vers la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et configuré pour interdire ou autoriser un écoulement de fluide dans la branche de raccordement 319.
Le dispositif de partage 66 comporte une pluralité de dispositifs de distribution 661,
663. Un premier dispositif de distribution 661 est agencé sur la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21 entre le premier point de raccordement PR1 et l’entrée de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23. Le premier dispositif de distribution 661 est par exemple une vanne monovoie.
Le deuxième dispositif de distribution 663 est agencé sur la branche de raccordement 319 entre la sortie haute pression 315 du dispositif de compression 31 et le deuxième point de raccordement PR2. Le deuxième dispositif de distribution 663 est par exemple une vanne monovoie.
Dans le troisième mode de réalisation, le dispositif de partage 66 est dans une configuration où le fluide est autorisé à circuler vers la deuxième passe 27 de l’échangeur thermique 25 après avoir traversé la première partie des étages de compression 315 du dispositif de compression 31. En revanche, dans cette configuration, le dispositif de partage 66 interdit l’écoulement de fluide dans la branche de raccordement 319.
Tel qu’il est illustré sur la figure 5, le troisième mode de réalisation reprend le système de préparation 45 du deuxième mode de réalisation, c’est-à-dire avec uniquement le premier séparateur de phases 47 et le dispositif de détente 53.
La figure 6 illustre un quatrième mode de réalisation du système d’alimentation en carburant du ou des consommateurs. Le système d’alimentation est particulier en ce qu’il est configuré pour alimenter en carburant l’appareil propulseur en plus du ou des consommateurs. Le carburant est préparé à partir de gaz naturel liquéfié ou d’un mélange contenu dans au moins une cuve de l’ouvrage flottant, le mélange de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide. Préférentiellement, l’alcane comportant au moins deux atomes de carbone est choisi parmi l’éthane, le propane, le butane et au moins un de leurs mélanges.
Les éléments identiques entre le quatrième mode de réalisation et les autres modes de réalisation sont désignés par les mêmes références sur les figures. Pour la description des éléments identiques, on pourra se référer à la description des modes de réalisation précédents.
En référence à la figure 6, le système d’alimentation 1 comprend une branche de rattachement 319 qui relie un premier point de rattachement PR1 agencé sur la portion de liaison 215 de branche d’alimentation 21 et un deuxième point de rattachement PR2 agencé sur la branche de prélèvement 13.
Plus précisément, le premier point de rattachement PR1 est disposé entre la sortie 253 de la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 271 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23. Le deuxième point de rattachement PR2 est, quant à lui disposé entre une sortie du réchauffeur- refroidisseur 17 et la sortie de gaz 133 de la branche de prélèvement 13 c’est-à-dire disposé entre la sortie du réchauffeur- refroidisseur 17 et l’entrée carburant 901 de l’appareil propulseur 9.
Lorsque le fluide s’écoule dans le branche d’alimentation 21, il passe par la première passe 25 de l’échangeur de chaleur 23 puis le dispositif de compression 31 et ensuite la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 ou la branche de raccordement 319. A la sortie 313 du dispositif de compression 31, le fluide présente une pression adéquate pour être utilisé par l’appareil propulseur 9. En revanche, cette pression est trop élevée pour que le fluide soit utilisé par le système de préparation 45.
En conséquence, le système d’alimentation 1 comprend un organe de détente 277 agencé sur la branche d’alimentation 21 entre la sortie 273 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 391 de la première passe 39 de l’échangeur de thermique 37. Ainsi, lorsque le fluide s’écoule de la sortie 273 de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et l’entrée 391 de la première passe 39 de l’échangeur de thermique 37, il passe par l’organe de détente 277. Le fluide voit alors sa pression s’abaisser pour qu’il soit utilisable par le système de préparation 45. A titre d’exemple, la pression du fluide passe d’environ 40 bars en entrée de l’organe de détente 277 à environ 6,5 bars en sortie de l’organe de détente 277.
Le système d’alimentation 1 comprend le dispositif de partage 66 décrit pour dans le cadre du troisième mode de réalisation. Le dispositif de partage 66 est configuré pour interdire ou autoriser un écoulement de fluide vers la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 et est configuré pour interdire ou autoriser un écoulement de fluide dans la branche de raccordement 319.
Le premier dispositif de distribution 661 est agencé sur la portion de liaison 215 de la branche d’alimentation 21 entre le premier point de raccordement PR1 et l’entrée de la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23. Le premier dispositif de distribution 661 est par exemple une vanne monovoie.
Le deuxième dispositif de distribution 663 est agencé sur la branche de raccordement 319 entre le premier point de raccordement PR1 et le deuxième point de raccordement PR2. Le deuxième dispositif de distribution 663 est par exemple une vanne monovoie.
Dans le quatrième mode de réalisation, le dispositif de partage 66 est dans une configuration où le fluide est autorisé à circuler vers la deuxième passe 27 de l’échangeur de chaleur 23 après avoir traversé le dispositif de compression 31 et autorisé à circuler dans la branche de raccordement 319. Ainsi, le système d’alimentation 1 permet d’alimenter en carburant l’appareil propulseur 9 et le ou les consommateurs 7 en même temps. Dans une variante du quatrième mode de réalisation, le dispositif de partage 66 interdit l’écoulement du fluide dans la branche de raccordement 319. Dans une autre variante du quatrième mode de réalisation, le dispositif de partage 66 interdit l’écoulement du fluide vers l’entrée 271 de la deuxième branche 27 de l’échangeur de chaleur 23.
Tel qu’il est illustré sur la figure 6, le quatrième mode de réalisation reprend le système de préparation 45 du deuxième mode de réalisation.
En référence à la figure 7, une vue écorchée d'un ouvrage flottant 70 montre une cuve 3, 5 étanche et thermiquement isolée de forme générale prismatique montée dans une double coque 72 de l’ouvrage flottant 70, qui peut être un navire ou une plateforme flottante. Une paroi de la cuve 3, 5 comporte une barrière étanche primaire destinée à être en contact avec le liquide cryogénique contenu dans la cuve 3, 5, une barrière étanche secondaire agencée entre la barrière étanche primaire et la double coque 72 du navire, et deux barrières thermiquement isolante agencées respectivement entre la barrière étanche primaire et la barrière étanche secondaire et entre la barrière étanche secondaire et la double coque 72. Dans une version simplifiée, l’ouvrage flottant 70 comporte une simple coque.
Des canalisations de chargement/déchargement 73 disposées sur un pont supérieur de l’ouvrage flottant 70 peuvent être raccordées, au moyen de connecteurs appropriées, à un terminal maritime ou portuaire pour transférer une cargaison de liquide cryogénique depuis ou vers la cuve 3, 5.
La figure 7 représente un exemple de terminal maritime comportant un poste de chargement et/ou de déchargement 75, une conduite sous-marine 76 et une installation à terre 77. Le poste de chargement et/ou de déchargement 75 est une installation fixe off-shore comportant un bras mobile 74 et une tour 78 qui supporte le bras mobile 74. Le bras mobile 74 porte un faisceau de tuyaux flexibles isolés 79 pouvant se connecter aux canalisations de chargement/ déchargement 73. Le bras mobile 74 est orientable et s'adapte à tous les gabarits d’ouvrage flottant 70. Une conduite de liaison non représentée s'étend à l'intérieur de la tour 78. Le poste de chargement et/ou de déchargement 75 permet le chargement et/ou le déchargement de l’ouvrage flottant 70 depuis ou vers l'installation à terre 77. Celle-ci comporte des cuves de stockage de liquide cryogénique 80 et des conduites de liaison 81 reliées par la conduite sous-marine 76 au poste de chargement et/ou de déchargement 75. La conduite sous-marine 76 permet le transfert du liquide cryogénique entre le poste de chargement et/ou de déchargement 75 et l'installation à terre 77 sur une grande distance, par exemple 5 km, ce qui permet de garder l’ouvrage flottant 70 à grande distance de la côte pendant les opérations de chargement et/ ou de déchargement.
Pour engendrer la pression nécessaire au transfert du liquide cryogénique, on met en œuvre des pompes embarquées dans l’ouvrage flottant 70 et/ou des pompes équipant l'installation à terre 77 et/ou des pompes équipant le poste de chargement et de déchargement 75.
Les exemples ont été décrit pour un ouvrage flottant cependant ils sont aussi applicables à un ouvrage terrestre. D’autre part, l’invention n’est pas limitée à l’utilisation de gaz naturel liquéfié ou à un mélange de méthane liquide et d’un alcane comprenant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide.
On comprend également de la description ci-dessus que le système de préparation peut prendre au moins deux configurations, dont une première configuration avec un unique séparateur de phases comme décrite aux figures 4 à 6 ou une deuxième configuration avec deux séparateurs de phases en cascade, nommés premier séparateur de phases et deuxième séparateur de phases, comme décrite au figure 1 à 3
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Ainsi, des caractéristiques techniques des différents modes de réalisation peuvent être combinées entre elles sans sortir du cadre de l’invention. Par exemple, le dispositif de contrôle de température peut être implémenté dans le premier mode de réalisation ou encore le système de préparation du premier mode de réalisation peut être repris dans les autres modes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1- Ouvrage (70) comprenant au moins une cuve (3, 5) dans laquelle est contenu du gaz naturel liquéfié (LC1) ou un mélange (LC2) de méthane liquide et d’un alcane comportant au moins deux atomes de carbone et se présentant à l’état liquide, au moins un consommateur (7), au moins un système d’alimentation (1) pour fournir, dans une première configuration, un carburant au consommateur (7), le carburant étant préparé à partir d’un gaz (Gl) issu de l’évaporation du gaz naturel liquéfié (Ll, LC1) contenu dans la cuve, et pour fournir, dans une deuxième configuration, le carburant au consommateur, le carburant étant préparé à partir d’un gaz (G2) issu de l’évaporation du mélange (L2, LC2) contenu dans la cuve (3, 5), le système d’alimentation (1) comportant un dispositif de conversion (69) configuré pour alterner entre la première configuration et la deuxième configuration du système d’alimentation (1), le système d’alimentation (1) comportant un module d’échange de chaleur (22) configuré pour liquéfier au moins en partie le gaz (G2) issu de l’évaporation naturelle du mélange (L2, LC2) contenu dans la cuve (3, 5) et un système de préparation (45) du carburant à partir du gaz au moins en partie liquéfié, le carburant préparé à partir du gaz au moins en partie liquéfié présentant un indice de méthane supérieur à un indice de méthane du mélange.
2- Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel le système de préparation (45) du carburant comprend au moins une sortie gaz (453) reliée au consommateur (7) pour délivrer le carburant, une branche d’alimentation (21) configurée pour amener au moins une portion du gaz (G2) issu de l’évaporation naturelle du mélange (LC2) depuis la cuve (3,5) jusqu’à une entrée (451) du système de préparation (45), et dans lequel le module d’échange de chaleur (22) comprend au moins un échangeur thermique (37) comportant une première passe (39) constitutive de la branche d’alimentation (21) et agencée entre une entrée gaz (101) du système d’alimentation (1) et l’entrée (451) du système de préparation (45), une branche de refroidissement (33) configurée pour être parcourue par le gaz naturel liquéfié (LC1) ou le mélange (LC2), la branche de refroidissement (33) comprenant une deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37), la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37) étant configurée pour échanger des calories avec la première passe (39) de l’échangeur thermique (37) afin de liquéfier au moins en partie le gaz circulant dans la première passe (39) de l’échangeur thermique (37).
3- Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel le module d’échange de chaleur (22) comprend au moins un échangeur de chaleur (23) comportant une première passe (25) constitutive de la branche d’alimentation (21) et disposée entre l’entrée gaz du système d’alimentation (1) et une entrée (391) de la première passe (39) de l’échangeur thermique (37), ladite entrée gaz (101) étant reliée à une sortie de gaz (303, 503) de la cuve (3,5), l’échangeur de chaleur (23) comprenant une deuxième passe (27) constitutive de la branche d’alimentation (21) et reliée à la première passe (25) par une portion de liaison (215) de la branche d’alimentation (21), la portion de liaison (215) comprenant au moins un dispositif de compression (31).
4- Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel le module d’échange de chaleur (22) comprend un échangeur de calories (91) comportant une première passe (93) constitutive de la branche d’alimentation (21) et agencée entre une sortie (273) de la deuxième passe (27) de l’échangeur de chaleur (23) et une entrée (391) de la première passe (39) de l’échangeur thermique (37), l’échangeur de calories (91) comportant une deuxième passe (95) constitutive d’une branche de prélèvement (13) qui est configurée pour amener au moins une portion du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) depuis une cuve (3, 5) jusqu’à une entrée carburant (901) d’un appareil propulseur (9) de l’ouvrage (70), la première passe (93) de l’échangeur de calories (91) étant configurée pour échanger des calories avec la deuxième passe (95) de l’échangeur de calories (91).
5- Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications 3 à 4, dans lequel le système d’alimentation (1) comprend une branche de déviation (29) de la première passe (25) de l’échangeur de chaleur (23), la branche de déviation (29) reliant une entrée (251) de la première passe (25) de l’échangeur de chaleur (23) et une sortie (253) de la première passe (25) de l’échangeur de chaleur (23). 6- Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de conversion (69) comprend une pluralité de dispositifs de régulation (231, 233, 235 ; 371, 373, 375, 377 ; 611, 613, 615) disposés au moins en partie dans la branche d’alimentation (21), la pluralité de dispositifs de régulation (231, 233, 235 ; 371, 373, 375, 377 ; 611, 613, 615) comportant un premier dispositif de régulation (231,233,235) agencé pour contrôler la circulation de gaz dans la première passe (25) de l’échangeur de chaleur (23) ou dans la branche de déviation (29)
7- Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le système d’alimentation (1) comprend une branche de dérivation (43) de la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37), la branche de dérivation (43) reliant une entrée (411) de la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37) à une sortie (413) de la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37).
8- Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de conversion (69) comprend une pluralité de dispositifs de régulation (231, 233, 235 ; 371, 373, 375, 377 ; 611, 613, 615) disposés au moins en partie dans la branche de refroidissement (33), la pluralité de dispositifs de régulation (231, 233, 235 ; 371, 373, 375, 377 ; 611, 613, 615) comportant au moins un deuxième dispositif de régulation (371, 373, 375) agencé pour contrôler la circulation de liquide dans la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37) ou dans la branche de dérivation (43).
9- Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications 3 à 8 prise en combinaison avec la revendication 3, dans lequel le système d’alimentation (1) comprend une branche de contournement (61) d’au moins le système de préparation (45), la branche de contournement (61) étant disposée entre une sortie (313) du dispositif de compression (31) et une sortie gaz (453) du système de préparation (45).
10- Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de conversion (69) comprend une pluralité de dispositifs de régulation (231, 233, 235 ; 371, 373, 375, 377 ; 611, 613, 615) disposés au moins en partie dans la branche de contournement (61) et/ou dans la branche d’alimentation (21), la pluralité de dispositifs de régulation (231, 233, 235 ; 371, 373, 375, 377 ; 611, 613, 615) comportant un troisième dispositif de régulation (611, 613, 615) agencé pour contrôler la circulation de fluide dans la deuxième passe (27) de l’échangeur de chaleur (23) ou dans la branche de contournement (61).
11- Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de préparation (45) comprend un premier séparateur de phases (47), un deuxième séparateur de phases (55) et un dispositif de détente (53) disposé sur une ligne (51) reliant une sortie de liquide (475) du premier séparateur de phases (47) à une entrée (551) du deuxième séparateur de phases (55), une entrée (471) du premier séparateur de phases étant connectée au module d’échange de chaleur (22), au moins une sortie de gaz (473) du premier séparateur de phases (47) étant reliée au consommateur (7) pour délivrer le carburant, le système d’alimentation (1) étant configurée pour mettre en communication fluidique une sortie de liquide (555) du deuxième séparateur de phases (55) avec au moins une cuve (3, 5).
12 Ouvrage (70) selon la revendication précédente, dans lequel une sortie de gaz (553) du deuxième séparateur de phases (55) est reliée à un point de jonction (PJ) de la branche d’alimentation (21) disposée entre une sortie gaz (303, 503) de la cuve (3, 5) et une entrée (311) du dispositif de compression (31).
13 Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 2, dans lequel un écoulement du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) dans la première passe (39) de l’échangeur thermique (37) est orienté dans un sens opposé à un écoulement du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) dans la deuxième passe (41) de l’échangeur thermique (37).
14 Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 3, dans lequel un écoulement du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) dans la première passe (25) de l’échangeur de chaleur (23) est orienté dans un sens opposé à un écoulement du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) dans la deuxième passe (27) de l’échangeur de chaleur (23).
15- Ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec la revendication 4, dans lequel un écoulement du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) dans la première passe (93) de l’échangeur de calories (91) est orienté dans un sens identique à un écoulement du gaz naturel liquéfié (LC1) ou du mélange (LC2) dans la deuxième passe (95) de l’échangeur de calories (91).
16- Système de transfert pour un liquide cryogénique, le système comportant un ouvrage (70), flottant ou terrestre, selon l’une quelconque des revendications précédentes, des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) agencées de manière à relier la cuve installée (3, 5) dans l’ouvrage (70) à une installation de stockage flottante ou terrestre (77) et une pompe pour entraîner un flux de liquide cryogénique à travers les canalisations isolées depuis ou vers l’installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (3, 5) de l’ouvrage (70).
17 Procédé de chargement ou de déchargement d’un ouvrage (70) selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 au cours duquel on achemine du liquide cryogénique à travers des canalisations isolées (73, 79, 76, 81) depuis ou vers une installation de stockage flottante ou terrestre (77) vers ou depuis la cuve (3, 5) de l’ouvrage (70).
18- Procédé de préparation d’un carburant à partir d’un gaz (Gl, G2) issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique (Ll, LC1 ; L2, LC2) comprenant au moins du méthane et stocké dans au moins une cuve (3, 5), le carburant étant préparé par un système d’alimentation (1) d’un ouvrage (70), l’ouvrage (70) étant un ouvrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 prise en combinaison avec la revendication 2, au cours duquel l’écoulement du gaz (G2) s’effectue au moins dans la branche d’alimentation (21) en passant dans la première passe (39) de l’échangeur thermique (37) puis dans le système de préparation (45).
19- Procédé de préparation d’un carburant à partir d’un gaz (Gl, G2) issu de l’évaporation d’un liquide cryogénique (Ll, LC1 ; L2, LC2) comprenant au moins du méthane le carburant étant préparé par un système d’alimentation (1) d’un ouvrage (70), l’ouvrage (70) étant un ouvrage selon l’une quelconque des revendications 1 à 15 prise en combinaison avec la revendication 3 et la revendication 9, l’écoulement du gaz (Gl), s’effectue au moins dans la branche d’alimentation (21) en passant par le dispositif de compression (31) puis dans la branche de contournement (61).
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