[go: up one dir, main page]

WO2023030723A1 - Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique - Google Patents

Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique Download PDF

Info

Publication number
WO2023030723A1
WO2023030723A1 PCT/EP2022/068117 EP2022068117W WO2023030723A1 WO 2023030723 A1 WO2023030723 A1 WO 2023030723A1 EP 2022068117 W EP2022068117 W EP 2022068117W WO 2023030723 A1 WO2023030723 A1 WO 2023030723A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tank
compressor
pipe
reservoir
transfer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2022/068117
Other languages
English (en)
Inventor
Claire GIRARD
Anh Thao THIEU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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 Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Priority to EP22736273.8A priority Critical patent/EP4399438A1/fr
Priority to KR1020247010876A priority patent/KR20240052826A/ko
Priority to CN202280057959.1A priority patent/CN117897576A/zh
Priority to US18/689,834 priority patent/US20250129889A1/en
Priority to CA3230450A priority patent/CA3230450A1/fr
Priority to JP2024514337A priority patent/JP2024534225A/ja
Publication of WO2023030723A1 publication Critical patent/WO2023030723A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C6/00—Methods and apparatus for filling vessels not under pressure with liquefied or solidified gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0326—Valves electrically actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0352—Pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0352—Pipes
    • F17C2205/0367—Arrangements in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F17C2221/017—Helium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
    • F17C2223/042—Localisation of the removal point
    • F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0146—Two-phase
    • F17C2225/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2225/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/04—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid after transfer
    • F17C2225/042—Localisation of the filling point
    • F17C2225/043—Localisation of the filling point in the gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0107—Propulsion of the fluid by pressurising the ullage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0157—Compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04—Methods for emptying or filling
    • F17C2227/044—Methods for emptying or filling by purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/032—Control means using computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0626—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/025—Reducing transfer time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/036—Treating the boil-off by recovery with heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/03—Treating the boil-off
    • F17C2265/032—Treating the boil-off by recovery
    • F17C2265/037—Treating the boil-off by recovery with pressurising
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/061—Fluid distribution for supply of supplying vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/063—Fluid distribution for supply of refuelling stations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0134—Applications for fluid transport or storage placed above the ground
    • F17C2270/0139—Fuel stations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171—Trucks

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for transferring cryogenic fluid.
  • the invention relates more particularly to a cryogenic fluid transfer method using a cryogenic fluid transfer device comprising a first reservoir for dispensing cryogenic fluid, said first reservoir storing a cryogenic fluid with a lower liquid phase and an upper gaseous phase, a second receiving cryogenic tank housing a cryogenic fluid comprising a lower liquid phase and an upper gaseous phase, a fluid transfer circuit connecting the first and the second tank, the transfer circuit comprising a first pipe connecting the upper parts of the first and second reservoirs and comprising at least one compressor configured to draw gas to be compressed into the second reservoir and to discharge the compressed gas into the first reservoir.
  • the cryogenic liquid To refuel a cryogenic tank, in particular with liquefied hydrogen, the cryogenic liquid must be transferred from the semi-trailer to the customer tank by pressure difference.
  • the receiving tank is usually at a higher pressure than the delivery tank.
  • a first method carries out an active transfer by transfer pump.
  • the semi-trailer's cryogenic liquid is pressurized using a high-flow cryogenic pump. This makes it possible to overcome the pressure difference between the two reservoirs to carry out the transfer. Due to the operational requirements of the transfer speeds, this pump is most often a centrifugal type pump, capable of achieving pressure differences between 1 and 25 bar. These centrifugal pumps create pressure depending on the density of the fluid. For sparse gases such as liquid hydrogen or liquid helium, it is technically difficult to manufacture a transfer pump that can achieve the required pressure differential (for example between 1 and 10 bar). In addition, a transfer pump imposes other disadvantages.
  • Another method achieves transfer by pressurization.
  • the transfer is carried out mainly by pressurizing the semi-trailer to a pressure of typically 0.5 to 2 bar above the fixed tank pressure to be filled by an atmospheric heater. That is to say that cold liquid is withdrawn from the semi-trailer by gravity and then vaporized in a typically atmospheric exchanger located at the low point of the tank and then naturally returned to the tank. It then follows a pressurization of the semi-trailer.
  • the pressurization speed typically depends on the size of the exchanger and the diameter of the pipes, and the manometric height which carries out the circulation of the fluid.
  • the pressurization of the delivery tank allows a liquid transfer (passive) to the tank to be filled by pressure differential by creating a fluidic connection.
  • WO2019173445A1 describes a liquid transfer system which uses a compressor between the gaseous parts of the two tanks.
  • This device requires many transfer lines to manage the pressure between the two tanks.
  • An object of the present invention is to overcome all or part of the drawbacks of the prior art noted above.
  • the method according to the invention is essentially characterized in that the transfer circuit comprising a second pipe connecting the lower part of the first tank to the upper part of the second reservoir, the method comprising a step of pressurizing the first reservoir by the compressor via the first pipe and a step of transferring liquid from the first reservoir to the second reservoir by pressure differential between the two reservoirs, the liquid being transferred to the upper part of the second tank.
  • embodiments of the invention may comprise one or more of the following characteristics: the first pipe and the second pipe are connected to the upper part of the second reservoir at the level of the same common orifice, when at least part of the step of pressurizing the first reservoir, the second pipe is closed, the step of pressurizing the first tank is configured to bring the pressure in the first tank to a pressure level exceeding the pressure in the second tank by a value between 0.2 and 5 and preferably between 0.5 and 2 bar, the step of pressurizing the first tank is carried out during at least part of the step of transferring liquid from the first tank to the second tank, the step of pressurizing the first tank is preceded by a balancing step pressure between the two tanks, the pressure balancing step between the two tanks is carried out by passive pressure balancing via the first pipe, the pressure balancing step between the two tanks is carried out by active pressure balancing via the first line and pumping by the compressor, the pressure balancing step between the two reservoirs is configured to bring the pressure differential between the two reservoirs servos at
  • the invention also relates to a cryogenic fluid transfer installation comprising a first cryogenic fluid distribution tank, for example mobile, said first tank being configured to store a cryogenic fluid with a lower liquid phase and an upper gaseous phase, a second cryogenic tank receiver configured to contain a cryogenic fluid comprising a lower liquid phase and an upper gaseous phase, a fluid transfer circuit configured to connect the first and the second reservoir, the transfer circuit comprising a first conduit configured to connect the upper parts of the first and second reservoirs and comprising at least one compressor configured to suck gas to be compressed into the second reservoir and to discharge the compressed gas into the first reservoir, the transfer circuit comprising a second pipe configured to connect the lower part of the first reservoir to the upper part of the second reservoir, the installation comprising a set of valve(s) and an electronic control device comprising a microprocessor, the control device being configured to control the compressor and the set of valve(s) to allow the pressurization of the first reservoir by the compressor via the first pipe and to transfer liquid from the first reservoir to the second reservoir by pressure differential
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the characteristics above or below within the scope of the claims.
  • FIG. 1 represents a schematic and partial view illustrating the structure and operation of an example of a device according to the invention in a first embodiment
  • FIG. 2 represents a schematic and partial view illustrating the structure and operation of an example of a device according to the invention in a second embodiment
  • FIG. 3 represents a schematic and partial view illustrating the structure and operation of an example of a device according to the invention in a third embodiment
  • the cryogenic fluid transfer installation comprises a first tank 2 for distributing cryogenic fluid, for example a cryogenic tank insulated under vacuum and mobile (for example carried by a truck).
  • a first tank 2 for distributing cryogenic fluid for example a cryogenic tank insulated under vacuum and mobile (for example carried by a truck).
  • the first tank 2 is configured to store a cryogenic fluid with a lower liquid phase and an upper gaseous phase.
  • the installation comprises a second cryogenic receiver tank 3 to be filled and configured to contain a cryogenic fluid comprising a lower liquid phase and an upper gaseous phase.
  • the installation comprises a fluid transfer circuit configured to connect the first 2 and the second 3 reservoir, for example in a detachable manner at least at the level of the second reservoir 3 to be filled (for example via connectors of the quick or detachable type).
  • the transfer circuit can be detachable from the first reservoir 2 and fixed or detachable on the second reservoir 3.
  • the transfer circuit comprises a first pipe 4 connecting the upper parts of the first 2 and second 3 tanks and comprising at least one compressor 5.
  • the compressor 5 is configured to suck gas to be compressed into the second tank 3 and to discharge the compressed gas into the first 2 tank.
  • the transfer circuit comprises a second pipe 6 connecting the lower part of the first 2 tank to the upper part of the second 3 tank.
  • the installation is configured to allow the pressurization of the first reservoir 2 by the compressor 5 via the first line 4 and the transfer of liquid from the first 2 reservoir to the second 3 reservoir by pressure differential between the two reservoirs 2, 3. During this transfer, the liquid is transferred to the upper part of the second 3 tank
  • the installation may in particular comprise a set of valve(s) 10 and may comprise an electronic control unit 9 comprising a microprocessor.
  • the control unit 9 can comprise a computer or an electronic controller and is preferably configured (programmed) to control the compressor 5 and the set of valve(s) 10 to allow the pressurization of the first tank 2 by the compressor (5 ) via the first pipe 4 and to also ensure the transfer of the liquid from the first 2 reservoir to the second 3 reservoir by pressure differential between the two reservoirs 2, 3 (passive automatic transfer of liquid due to the pressure difference produced by the aforementioned pressurization).
  • This structure makes it possible to overcome the pressure difference between the tanks 2, 3 and makes it possible to transfer the liquid by the use of a cryogenic compressor 5 on the gaseous circuit instead of a cryogenic pump on the liquid circuit. That is to say that the second pipe 6 for liquid transfer can only include passive members (valve(s) or other and does not need an active transfer member such as a pump to carry out liquid transfer.
  • the compressor 5 preferably circulates gas from the second tank 3 to be filled to the first tank 2.
  • the compressor is controlled to maintain a higher pressure in the first tank 2. This pressure difference causes the liquid to move in the other direction in the second pipe 6.
  • the first tank 2 In the case of hydrogen, the first tank 2 generally arrives with a pressure typically between 1 and 6 bara.
  • the deliverer then fluidically connects the two tanks 2, 3 by two connections: a liquid connection between the bottom of the first tank 2 and the top of the second tank 3 (second pipe 6) and a gaseous connection between the two upper parts of the two tanks 2 , 3 (first pipe 4).
  • these two pipes or their ends are closed (set of valve(s) 10 for example).
  • the two pipes 2, 3 can be connected to the second tank 3 at the separate inlet level or, as shown in [Fig.2] at a single inlet common.
  • This latter configuration with a single upper opening simplifies the structure of the tank 3 and can improve its thermal performance.
  • the fluidic connection can be established between the two tanks 2, 3 for example via the first pipe 4 (opening of valve(s) For example).
  • This makes it possible to achieve a passive pressure equalization between the two reservoirs 2, 3 via their gas overhead.
  • this pressure balancing can be achieved through compressor 5 (which is not currently running), and/or via a bypass of compressor 5.
  • the compressor 3 can be started to accelerate the balancing.
  • the target balance point is preferably at an intermediate pressure between the two pressures of the two tanks, typically between 2 and 8 bar. It depends in particular on the initial pressure in the two reservoirs 2, 3 and the liquid level in the first reservoir 2 as well as the volumes of the two reservoirs 2.3.
  • Compressor 5 continues to increase the pressure in the first tank 2 compared to the second tank 3.
  • the second pipe 6 can be opened (for example via one or more valves 10 as illustrated schematically in [Fig. 3]). Liquid transfer then begins.
  • the speed or power of the compressor 3 can be adjusted to keep the pressure in the first tank 2 at a constant determined value (for example 1 to 2 bar above the pressure in the second tank 3).
  • the compressor 5 is controlled to transfer from the second tank 3 to the first tank 2 the same volume of gas as the volume of liquid which is transferred in the other direction.
  • the filling of the second tank 3 can be finished when a determined level is reached in the second tank 3, for example the maximum allowable level in the second tank.
  • the compressor 3 is preferably a centrifugal compressor, thermally insulated to limit external thermal inputs. It can be installed at the level of the first tank 2 (for example on the vehicle which transports it). Of course, the compressor could be integrated at the level of the installation comprising the second tank 3.
  • the compressor 3 can be supplied for example by an electric cabin or a hydraulic group coupled to the engine of the vehicle transporting the first tank 2. Preferably, the compressor 3 has a lower power at 10kW.
  • a heat exchanger 8 can be installed on the first pipe 4 between the outlet of the second reservoir 3 and the inlet of the compressor 3 in order to heat the gas, for example by exchange with a heat transfer fluid 7.
  • Compressor 3 can be downsized or to use a relatively “hotter” compressor (i.e. one that is not configured for very low cryogenic temperatures).
  • the frigories recovered from the heated gas can be stored (for example in a mass with thermal inertia) to be reused for example for filling tanks with gas (hydrogen for example: cooling of the gas transferred under pressure into a tank).
  • the invention has many advantages.
  • the transfer of liquid into the second reservoir 3 from above makes it possible to reduce the pressure therein or avoids a rise in pressure. This makes it possible to have a single access opening in the second tank 3, which reduces the possibilities of thermal entries.
  • the temperature of the recovered gas is more homogeneous: there is less difference in density and this is easier to manage in the compressor.
  • the device and in particular the first reservoir 2 does not require an atmospheric heater (or can be equipped with a smaller atmospheric heater).
  • the liquid transfer time is reduced because the pressurization time of the first tank is reduced significantly.
  • the gain is estimated at around 30 min to 2 hours per delivery.
  • the introduction of heat into the system is also minimal, since the evaporated gas from the second tank is used to create the transfer pressure.
  • the compressor 5 preferably supplies only a very small pressure difference (of the order of 1 bar for example).
  • the loss of vaporization (“boil-off”) is therefore minimal on the supply chain.
  • the liquid contained in the first tank 2 is not vaporized to pressurize this first tank 2.
  • the performance of the logistics chain is improved (the quantity of liquid delivered to customers compared to that lost increases).
  • a vapor compressor is stronger and more reliable than a cryogenic pump which is more susceptible to cavitation.
  • Compressor 3 does not add heat to the transferred liquid, which makes it possible to supply customers with colder and denser liquid.
  • the second tank 3 therefore has more autonomy, which reduces the refueling costs and increases the performance of the receiving station.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Procédé et installation de transfert de fluide cryogénique utilisant un dispositif de transfert de fluide cryogénique comprenant un premier réservoir (2) de distribution de fluide cryogénique, ledit premier réservoir (2) stockant un fluide cryogénique avec une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un second réservoir cryogénique (3) de réception abritant un fluide cryogénique comprenant une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un circuit de transfert de fluide reliant le premier (2) et le second (3) réservoir, le circuit de transfert comprenant une première conduite (4) reliant les parties supérieures des premier (2) et second (3) réservoirs et comprenant au moins un compresseur (5) configuré pour aspirer du gaz à comprimer dans le second réservoir (3) et refouler le gaz comprimé dans le premier (2) réservoir, le circuit de transfert comprenant une seconde (6) conduite reliant la partie inférieure du premier (2) réservoir à la partie supérieure du second (3) réservoir, le procédé comprenant une étape de pressurisation du premier réservoir (2) par le compresseur (5) via la première conduite (4) et une étape de transfert de liquide du premier (2) réservoir vers le second (3) réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs (2, 3), le liquide étant transféré dans la partie supérieure du second (3) réservoir.

Description

DESCRIPTION
Titre : Procédé et dispositif de transfert de fluide cryogénique.
L’invention concerne un procédé et un dispositif de transfert de fluide cryogénique.
L’invention concerne plus particulièrement un procédé de transfert de fluide cryogénique utilisant un dispositif de transfert de fluide cryogénique comprenant un premier réservoir de distribution de fluide cryogénique, ledit premier réservoir stockant un fluide cryogénique avec une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un second réservoir cryogénique de réception abritant un fluide cryogénique comprenant une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un circuit de transfert de fluide reliant le premier et le second réservoir, le circuit de transfert comprenant une première conduite reliant les parties supérieures des premier et second réservoirs et comprenant au moins un compresseur configuré pour aspirer du gaz à comprimer dans le second réservoir et refouler le gaz comprimé dans le premier réservoir.
Pour ravitailler un réservoir cryogénique notamment en hydrogène liquéfié, le liquide cryogénique doit être transféré de la semi-remorque au réservoir client par différence de pression. Le réservoir receveur est généralement à une pression plus élevée que celle du réservoir de livraison.
Pour réaliser ce transfert deux méthodes sont actuellement disponibles.
Une première méthode réalise un transfert actif par pompe de transfert. Le liquide cryogénique de la semi-remorque est pressurisé à l’aide d’une pompe cryogénique à haut débit. Ceci permet de vaincre la différence de pression entre les deux réservoirs pour réaliser le transfert. Du fait des exigences opérationnelles des vitesses de transfert, cette pompe est le plus souvent une pompe de type centrifuge, capable de réaliser les différences de pression entre 1 et 25 bar. Ces pompes centrifuges créent de la pression en fonction de la densité du fluide. Pour des gaz peu denses comme l’hydrogène liquide ou l’hélium liquide, il est techniquement difficile de fabriquer une pompe de transfert pouvant réaliser le différentiel de pression requis (par exemple entre 1 et 10 bar). De plus, une pompe de transfert impose d’autres inconvénients. En effet, en pompant du liquide, la pompe ajoute de la chaleur au fluide à transférer et risque des endommagements par cavitation au sein du liquide cryogénique. De plus, les semi-remorques doivent toujours être équipés d’un réchauffeur atmosphérique pour vaporiser une partie du liquide et compenser la chute de pression liée au dépotage liquide du camion.
Une autre méthode réalise un transfert par pressurisation. Le transfert est réalisé principalement par pressurisation la semi-remorque à une pression de typiquement de 0.5 à 2 bar au-dessus de la pression du réservoir fixe à remplir par un réchauffeur atmosphérique. C’est-à-dire que du liquide froid est soutiré du semi-remorque par gravité puis vaporisé dans un échangeur typiquement atmosphérique situé en point bas du réservoir puis naturellement renvoyé dans le réservoir. Il s'ensuit alors une pressurisation du semi-remorque. La vitesse de pressurisation dépend typiquement de la taille de l’échangeur et du diamètre des tuyauteries, et la hauteur manométrique qui réalise la circulation du fluide. La pressurisation du réservoir de livraison permet un transfert de liquide (passif) vers le réservoir à remplir par différentiel de pression en réalisant une liaison fluidique.
Ce type de dispositif est lent, dépendant de la hauteur de liquide disponible dans la semi- remorque et injecte de la chaleur dans le système, en consommant du liquide. Ceci entraîne donc les pertes de gaz par évaporation dans la boucle logistique du liquide cryogénique.
Le document WO2019173445A1 décrit un système de transfert de liquide qui utilise un compresseur entre les parties gazeuses des deux réservoirs.
Ce dispositif nécessite de nombreuses conduites de transfert pour gérer la pression entre les deux réservoirs.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le procédé selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le circuit de transfert comprenant une seconde conduite reliant la partie inférieure du premier réservoir à la partie supérieure du second réservoir, le procédé comprenant une étape de pressurisation du premier réservoir par le compresseur via la première conduite et une étape de transfert de liquide du premier réservoir vers le second réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs, le liquide étant transféré dans la partie supérieure du second réservoir.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : la première conduite et la seconde conduite sont reliées à la partie supérieure du second réservoir au niveau d’un même orifice commun, lors d’au moins une partie de l’étape de pressurisation du premier réservoir, la seconde conduite est fermée, le l’étape de pressurisation du premier réservoir est configurée pour amener à pression dans le premier réservoir à un niveau de pression excédant la pression dans le second réservoir d’une valeur comprise entre 0,2 et 5 et de préférence comprise entre 0.5 et 2 bar, l’étape de pressurisation du premier réservoir est réalisée pendant au moins une partie de l’étape de transfert de liquide du premier réservoir vers le second réservoir, l’étape de pressurisation du premier réservoir est précédée d’une étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs, l’étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs est réalisée par équilibrage de pression passif via la première conduite, l’étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs est réalisée par équilibrage de pression actif via la première conduite et un pompage par le compresseur, l’étape étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs est configurée pour amener le différentiel de pression entre les deux réservoirs à un niveau inférieur à une valeur déterminée, par exemple inférieur à Ibar, l’étape d’équilibrage de pression est précédée d’au moins une parmi : une étape de balayage d’au moins une partie des conduites, une étape de mise en froid d’au moins une partie des conduites, le procédé comprend une étape de réchauffage du gaz à comprimer avant son admission dans le compresseur lors de l’étape de pressurisation, l’étape de réchauffage comprenant un échange thermique entre le gaz à comprimer et un fluide caloporteur relativement plus chaud. L’invention concerne également installation de transfert de fluide cryogénique comprenant un premier réservoir de distribution de fluide cryogénique, par exemple mobile, ledit premier réservoir étant configuré pour stocker un fluide cryogénique avec une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un second réservoir cryogénique de réception configuré pour contenir un fluide cryogénique comprenant une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un circuit de transfert de fluide configuré pour relier le premier et le second réservoir, le circuit de transfert comprenant une première conduite configurée pour relier les parties supérieures des premier et second réservoirs et comprenant au moins un compresseur configuré pour aspirer du gaz à comprimer dans le second réservoir et refouler le gaz comprimé dans le premier réservoir, le circuit de transfert comprenant une seconde conduite configurée pour relier la partie inférieure du premier réservoir à la partie supérieure du second réservoir, l’installation comprenant un ensemble de vanne(s) et un organe de commande électronique comprenant un microprocesseur, l’organe de commande étant configuré pour piloter le compresseur et l’ensemble de vanne(s) pour permettre la pressurisation du premier réservoir par le compresseur via la première conduite et transférer du liquide du premier réservoir vers le second réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs.
L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
[Fig. 1] représente une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d’un exemple de dispositif selon l’invention dans un premier mode de réalisation,
[Fig. 2] représente une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d’un exemple de dispositif selon l’invention dans un second mode de réalisation,
[Fig. 3] représente une vue schématique et partielle illustrant la structure et le fonctionnement d’un exemple de dispositif selon l’invention dans un troisième mode de réalisation,
Comme illustré, l’installation de transfert de fluide cryogénique comprend un premier réservoir 2 de distribution de fluide cryogénique, par exemple un réservoir cryogénique isolé sous vide et mobile (par exemple porté par un camion).
Le premier réservoir 2 est configuré pour stocker un fluide cryogénique avec une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure. L’installation comprend un second réservoir cryogénique 3 de réception à remplir et configuré pour contenir un fluide cryogénique comprenant une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure.
L’installation comprend un circuit de transfert de fluide configuré pour relier le premier 2 et le second 3 réservoir, par exemple de façon détachable au moins au niveau du second réservoir 3 à remplir (par exemple via des raccords de type rapide ou détachables). Alternativement ou cumulativement le circuit de transfert peut être détachable du premier 2 réservoir et fixe ou détachable sur le second réservoir 3.
Le circuit de transfert comprend une première conduite 4 reliant les parties supérieures des premier 2 et second 3 réservoirs et comprenant au moins un compresseur 5.
Le compresseur 5 est configuré pour aspirer du gaz à comprimer dans le second réservoir 3 et refouler le gaz comprimé dans le premier 2 réservoir. Le circuit de transfert comprend une seconde 6 conduite reliant relier la partie inférieure du premier 2 réservoir à la partie supérieure du second 3 réservoir.
L’installation est configurée pour permettre la pressurisation du premier réservoir 2 par le compresseur 5 via la première conduite 4 et le transfert de liquide du premier 2 réservoir vers le second 3 réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs 2, 3. Durant ce transfert, le liquide est transféré dans la partie supérieure du second 3 réservoir
L’installation peut notamment comprendre un ensemble de vanne(s) 10 et peut comporter un organe 9 de commande électronique comprenant un microprocesseur. L’organe 9 de commande peut comprendre un ordinateur ou un contrôleur électronique et est de préférence configuré (programmé) pour piloter le compresseur 5 et l’ensemble de vanne(s) 10 pour permettre la pressurisation du premier réservoir 2 par le compresseur (5) via la première conduite 4 et pour assurer également le transfert du liquide du premier 2 réservoir vers le second 3 réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs 2, 3 (transfert automatique passif de liquide du fait de la différence de pression réalisée par la pressurisation précitée).
Cette structure permet de vaincre la différence de pression entre les réservoirs 2, 3 et permet de transférer le liquide par l’utilisation d’un compresseur 5 cryogénique sur le circuit gazeux au lieu d’une pompe cryogénique sur le circuit liquide. C’est-à-dire que la seconde conduite 6 de transfert de liquide peut ne comporter que des organes passifs (vanne(s) ou autre et n’a pas besoin d’un organe actif de transfert tel qu’une pompe pour réaliser le transfert de liquide.
Pendant le transfert de liquide via la seconde conduite 6, le compresseur 5 fait de préférence circuler du gaz du second réservoir 3 à remplir vers le premier réservoir 2. De préférence, le compresseur est piloté pour maintenir une pression supérieure dans le premier réservoir 2. Cette différence de pression fait déplacer le liquide dans l’autre sens dans la seconde conduite 6.
Dans le cas de l’hydrogène, le premier réservoir 2 arrive généralement avec une pression typiquement comprise entre 1 et 6 bara. Le livreur raccorde alors fluidiquement les deux réservoirs 2, 3 par deux connexions : une connexion liquide entre le bas du premier réservoir 2 et le haut du second réservoir 3 (second conduite 6) et une connexion gazeuse entre les deux parties supérieures des deux réservoirs 2, 3 (première conduite 4). De préférence ces deux conduites ou leurs extrémités sont fermées (ensemble de vanne(s) 10 par exemple).
Comme illustré à la [Fig.1] les deux conduites 2, 3 peuvent être reliées au second réservoir 3 au niveau d’entrée distinctes ou, comme représenté à la [Fig.2] au niveau d’une entrée unique commune. Cette dernière configuration à une seule ouverture supérieure simplifie la structure du réservoir 3 et peut améliorer ses performances thermiques.
Après les opérations d’inertage des conduite 4, 6 et circuit, de balayage et mise en froid des tuyauteries, la liaison fluidique peut être établie entre les deux réservoirs 2, 3 par exemple via la première conduite 4 (ouverture de vanne(s) par exemple). Ceci permet de réaliser un équilibrage de pression passif entre les deux réservoir 2, 3 via leur ciel gazeux. Par exemple, cet équilibrage de pression peut être réalisé au travers du compresseur 5 (qui n’est pas à ce moment-là en marche), et/ou via une dérivation (bypass) du compresseur 5.
Quand la différence de pression entre des deux réservoirs 2, 3 est réduite à un niveau déterminé, par exemple près de 0 bar (inférieur à 1 bar par exemple), le compresseur 3 peut être mis en marche pour accélérer l’équilibrage.
Le point d’équilibrage cible est de préférence à une pression intermédiaire entre les deux pressions des deux réservoirs, typiquement entre 2 et 8 bar. Il dépend notamment de la pression initiale dans les deux réservoirs 2, 3 et du niveau liquide dans le premier réservoir 2 ainsi que des volumes des deux réservoirs 2,3.
Le compresseur 5 continue d’augmenter la pression dans le premier réservoir 2 par rapport au second réservoir 3.
Quand la pression du premier réservoir 2 commence à dépasser celle du second réservoir 3 la seconde conduite 6 peut être ouverte (par exemple via une ou plusieurs vannes 10 comme illustré schématiquement à la [Fig. 3]). Le transfert de liquide commence alors.
La vitesse ou puissance du compresseur 3 peut être réglée pour garder la pression dans le premier réservoir 2 à une valeur déterminée constante (par exemple 1 à 2 bar au-dessus de la pression dans le second réservoir 3). Dans ce cas, le compresseur 5 est piloté pour transférer du second réservoir 3 vers le premier réservoir 2 le même volume de gaz que le volume de liquide qui est transféré dans l’autre sens.
Le remplissage du second réservoir 3 peut être terminé lorsqu’un niveau déterminé est atteint dans le second réservoir 3, par exemple le niveau maximal admissible dans le second réservoir.
Le compresseur 3 est de préférence un compresseur centrifuge, isolé thermiquement pour limiter les entrées thermiques extérieures. Il peut être installé au niveau du premier réservoir 2 (par exemple sur le véhicule qui le transporte). Bien entendu, le compresseur pourrait être intégré au niveau de l’installation comprenant le second réservoir 3. Le compresseur 3 peut être alimenté par exemple par une cabine électrique ou un groupe hydraulique couplé au moteur du véhicule transportant le premier réservoir 2. De préférence, le compresseur 3 a une puissance inférieure à 10 kW.
Comme illustré à la [Fig. 3], un échangeur 8 de chaleur peut être installé sur la première conduite 4 entre la sortie du second réservoir 3 et l’entrée du compresseur 3 afin de réchauffer le gaz par exemple par échange avec un fluide 7 caloporteur. Ceci permet de réduire la taille du compresseur 3 ou d’utiliser un compresseur relativement plus “chaud” (c’est-à-dire un compresseur qui n’est pas configuré pour des températures cryogéniques très basses) . Les frigories récupérées du gaz réchauffé peuvent être stockées (par exemple dans une masse à inertie thermique) pour être réutilisée par exemple pour le remplissage de réservoirs avec du gaz (hydrogène par exemple : refroidissement du gaz transféré sous pression dans un réservoir).
L’invention présente de nombreux avantages.
Le transfert de liquide dans le second réservoir 3 par le haut permet d’y réduire la pression ou évite une montée en pression. Ceci permet d'avoir une seule ouverture d’accès dans le second réservoir 3, ce qui réduit les possibilités d'entrées thermiques. De plus, la température du gaz récupéré est plus homogène : il y moins d'écart de densité et ceci est plus facile à gérer dans le compresseur.
Le dispositif et en particulier le premier réservoir 2 ne nécessite pas de de réchauffeur atmosphérique (ou peut être équipé d’un réchauffeur atmosphérique plus petit).
Le temps de transfert de liquide est réduit car le temps de pressurisation du premier réservoir est réduit significativement. Le gain est estimé de l’ordre de 30 min à 2 heures par livraison.
L'introduction de chaleur dans le système est en outre minimale, car le gaz évaporé du second réservoir est utilisé pour créer la pression de transfert. Le compresseur 5 ne fournit de préférence qu’une très faible différence de pression (de l’ordre de 1 bar par exemple). La perte de vaporisation (« boil-off ») est donc minimale sur la chaîne logistique. Le liquide contenu dans le premier réservoir 2 n’est pas vaporisé pour pressuriser ce premier réservoir 2. Le rendement de la chaîne logistique est amélioré (la quantité de liquide livrée aux clients par rapport à celle perdue augmente).
Un compresseur de vapeur est plus solide et fiable qu’une pompe cryogénique qui est plus sensible à la cavitation. Le compresseur 3 n’ajoute pas de chaleur dans le liquide transféré, ce qui permet d’approvisionner des clients en liquide plus froid et plus dense. Le second réservoir 3 bénéficie donc plus d’autonomie, ce qui diminue les coûts de ravitaillement et augmente les performances de la station receveuse.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de transfert de fluide cryogénique utilisant un dispositif de transfert de fluide cryogénique comprenant un premier réservoir (2) de distribution de fluide cryogénique, ledit premier réservoir (2) stockant un fluide cryogénique avec une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un second réservoir cryogénique (3) de réception abritant un fluide cryogénique comprenant une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un circuit de transfert de fluide reliant le premier (2) et le second (3) réservoir, le circuit de transfert comprenant une première conduite (4) reliant les parties supérieures des premier (2) et second (3) réservoirs et comprenant au moins un compresseur (5) configuré pour aspirer du gaz à comprimer dans le second réservoir (3) et refouler le gaz comprimé dans le premier (2) réservoir, le circuit de transfert comprenant une seconde (6) conduite reliant la partie inférieure du premier (2) réservoir au second (3) réservoir, le procédé comprenant une étape de pressurisation du premier réservoir (2) par le compresseur (5) via la première conduite (4) et une étape de transfert de liquide du premier (2) réservoir vers le second (3) réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs (2, 3), caractérisé en ce que la seconde (6) conduite est relié à la partie supérieure du second réservoir et en ce que le liquide est transféré dans la partie supérieure du second (3) réservoir.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première conduite (4) et la seconde conduite (6) sont reliées à la partie supérieure du second (3) réservoir au niveau d’un même orifice commun.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lors d’au moins une partie de l’étape de pressurisation du premier réservoir (2), la seconde conduite (2) est fermée.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le l’étape de pressurisation du premier réservoir (2) est configurée pour amener à pression dans le premier réservoir (2) à un niveau de pression excédant la pression dans le second réservoir (3) d’une valeur comprise entre 0,2 et 5 et de préférence comprise entre 0.5 et 2 bar.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’étape de pressurisation du premier réservoir (2) est réalisée pendant au moins une partie de l’étape de transfert de liquide du premier (2) réservoir vers le second (3) réservoir.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’étape de pressurisation du premier réservoir (2) est précédée d’une étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs (2, 3).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs (2, 3) est réalisée par équilibrage de pression passif via la première conduite (4).
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l’étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs (2, 3) est réalisée par équilibrage de pression actif via la première conduite (4) et un pompage par le compresseur (5).
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l’étape étape d’équilibrage de pression entre les deux réservoirs (2, 3) est configurée pour amener le différentiel de pression entre les deux réservoirs (2, 3) à un niveau inférieur à une valeur déterminée, par exemple inférieur à Ibar.
10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l’étape d’équilibrage de pression est précédée d’au moins une parmi : une étape de balayage d’au moins une partie des conduites (4, 63), une étape de mise en froid d’au moins une partie des conduites (4, 6).
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de réchauffage du gaz à comprimer avant son admission dans le compresseur (5) lors de l’étape de pressurisation, l’étape de réchauffage comprenant un échange thermique (8) entre le gaz à comprimer et un fluide caloporteur (7) relativement plus chaud.
12. Installation de transfert de fluide cryogénique comprenant un premier réservoir (2) de distribution de fluide cryogénique, par exemple mobile, ledit premier réservoir (2) étant configuré pour stocker un fluide cryogénique avec une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un second réservoir cryogénique (3) de réception configuré pour contenir un fluide cryogénique comprenant une phase liquide inférieure et une phase gazeuse supérieure, un circuit de transfert de fluide configuré pour relier le premier (2) et le second (3) réservoir, le circuit de transfert comprenant une première conduite (4) configurée pour relier les parties supérieures des premier (2) et second (3) réservoirs et comprenant au moins un compresseur (5) configuré pour aspirer du gaz à comprimer dans le second réservoir 3 et refouler le gaz comprimé dans le premier (2) réservoir, le circuit de transfert comprenant une seconde (6) conduite configurée pour relier la partie inférieure du premier (2) réservoir à la partie supérieure du second (3) réservoir, l’installation comprenant un ensemble de vanne(s) (10) et un organe (9) de commande électronique comprenant un microprocesseur, l’organe (9) de commande étant configuré pour piloter le compresseur (5) et l’ensemble de vanne(s) pour permettre la pressurisation du premier réservoir (2) par le compresseur (5) via la première conduite (4) et transférer du liquide du premier (2) réservoir vers le second (3) réservoir par différentiel de pression entre les deux réservoirs (2, 3).
Figure imgf000014_0001
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26)
PCT/EP2022/068117 2021-09-06 2022-06-30 Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique Ceased WO2023030723A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22736273.8A EP4399438A1 (fr) 2021-09-06 2022-06-30 Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique
KR1020247010876A KR20240052826A (ko) 2021-09-06 2022-06-30 극저온 유체를 전달하기 위한 방법 및 장치
CN202280057959.1A CN117897576A (zh) 2021-09-06 2022-06-30 用于输送低温流体的方法和装置
US18/689,834 US20250129889A1 (en) 2021-09-06 2022-06-30 Method and device for transferring cryogenic fluid
CA3230450A CA3230450A1 (fr) 2021-09-06 2022-06-30 Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique
JP2024514337A JP2024534225A (ja) 2021-09-06 2022-06-30 極低温流体を移送するための方法及び装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2109289A FR3126706B1 (fr) 2021-09-06 2021-09-06 Procédé et dispositif de transfert de fluide cryogénique.
FRFR2109289 2021-09-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023030723A1 true WO2023030723A1 (fr) 2023-03-09

Family

ID=77999207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/068117 Ceased WO2023030723A1 (fr) 2021-09-06 2022-06-30 Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20250129889A1 (fr)
EP (1) EP4399438A1 (fr)
JP (1) JP2024534225A (fr)
KR (1) KR20240052826A (fr)
CN (1) CN117897576A (fr)
CA (1) CA3230450A1 (fr)
FR (1) FR3126706B1 (fr)
WO (1) WO2023030723A1 (fr)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019173445A1 (fr) 2018-03-06 2019-09-12 Chart Inc. Système et procédé de transfert d'un fluide cryogénique
FR3106391A1 (fr) * 2020-01-17 2021-07-23 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Installation et un procédé de stockage et de distribution de fluide cryogénique

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019173445A1 (fr) 2018-03-06 2019-09-12 Chart Inc. Système et procédé de transfert d'un fluide cryogénique
FR3106391A1 (fr) * 2020-01-17 2021-07-23 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Installation et un procédé de stockage et de distribution de fluide cryogénique

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024534225A (ja) 2024-09-18
KR20240052826A (ko) 2024-04-23
FR3126706B1 (fr) 2023-07-28
FR3126706A1 (fr) 2023-03-10
CA3230450A1 (fr) 2023-03-09
US20250129889A1 (en) 2025-04-24
CN117897576A (zh) 2024-04-16
EP4399438A1 (fr) 2024-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4153900B1 (fr) Dispositif et procédé de transfert de fluide cryogénique
EP3650741B1 (fr) Procédé et installation de stockage et de distribution d'hydrogène liquéfié
EP4158170B1 (fr) Dispositif de régulation de la pression d'un réservoir de carburant cryogénique d'un aéronef.
FR3022233B1 (fr) Dispositif et procede de fourniture de fluide
EP3628911A1 (fr) Dispositif et procédé de remplissage de réservoirs de gaz sous pression
EP2992266B1 (fr) Procédé et dispositif de ravitaillement en liquide cryogénique, notamment en gaz naturel liquéfié
EP3510317B1 (fr) Installation, procédé pour stocker et reliquéfier un gaz liquéfié et véhicule de transport associé
FR3113096A1 (fr) Circuit d’alimentation en carburant de turbomachine cryogénique aéronautique et procédé associé
FR3077867A1 (fr) Procede et systeme de traitement de gaz d'une installation de stockage de gaz pour un navire de transport de gaz
WO2020188199A1 (fr) Système de contrôle de pression dans une cuve de gaz naturel liquéfié
WO2020109580A1 (fr) Systeme de traitement de gaz d'un terminal de reception equipe d'une unite de regazeification et procede de traitement de gaz correspondant
BE1019090A3 (fr) Dispositif pour l'alimentation en combustible d'une installation de production d'energie d'un navire.
WO2023030723A1 (fr) Procede et dispositif de transfert de fluide cryogenique
WO2022233507A1 (fr) Dispositif de stockage et de fourniture de fluide cryogénique, véhicule et procédé correspondant
FR3123643A1 (fr) Installation et procédé de stockage et de distribution de fluide
FR3134431A1 (fr) Système d’alimentation en gaz pour appareils consommateurs de gaz à haute et basse pression et procédé de contrôle d’un tel système
WO2020109607A1 (fr) Dispositif de generation de gaz sous forme gazeuse a partir de gaz liquefie
WO2021032925A1 (fr) Système de traitement de gaz contenu dans une cuve de stockage et/ou de transport de gaz à l'état liquide et à l'état gazeux équipant un navire
FR3154782A1 (fr) Système d’alimentation en gaz d’au moins un appareil consommateur de gaz d’un ouvrage flottant
FR3158137A1 (fr) Dispositif de stockage et de fourniture de fluide et véhicule comprenant un tel dispositif.
EP4660517A1 (fr) Installation de stockage et de distribution de fluide cryogénique
WO2023143793A1 (fr) Installation et procédé de stockage de gaz liquéfié.
FR3152860A1 (fr) Système d’alimentation en gaz d’au moins un appareil consommateur de gaz d’un ouvrage flottant
WO2025088284A1 (fr) Système de gestion d'un gaz à l'état liquide transporté et/ou stocké par un ouvrage flottant
FR3134075A1 (fr) Système d’alimentation en gaz pour appareils consommateurs de gaz à haute et basse pression et procédé de contrôle d’un tel système

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22736273

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280057959.1

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3230450

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024514337

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18689834

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247010876

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022736273

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022736273

Country of ref document: EP

Effective date: 20240408

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 18689834

Country of ref document: US

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2022736273

Country of ref document: EP