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1 - RÉSERVOIRS SEMI-RÉFRIGÉRÉS

2 - RÉSERVOIRS RÉFRIGÉRÉS ET CRYOGÉNIQUES

Article de référence | Réf : BM6592 v1

Réservoirs semi-réfrigérés
Réservoirs métalliques : stockage des liquides à température contrôlée

Auteur(s) : Régis CHAMAYOU

Date de publication : 10 oct. 1997

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RÉSUMÉ

Cet article décrit les réservoirs métalliques utilisés pour le stockage de gaz liquéfiés dont la température au point normal d'ébullition est inférieure à la température ambiante. Du fait de cette différence, ces réservoirs sont soumis à de fortes pressions à  la température ambiante. Pour s'affranchir de cette contrainte de pression, ces réservoirs peuvent être réfrigérés ou semi-réfrigérés.  

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Auteur(s)

  • Régis CHAMAYOU : Ex-Responsable des Études de la Société Entrepose-DB (EDB) et de la Société Nouvelle des Constructions Métalliques de Provence (SN-CMP) du groupe Chicago Bridge and Iron Co (CBI)

INTRODUCTION

Les réservoirs de stockage à température contrôlée sont réservés aux gaz liquéfiés dont la température au point normal d’ébullition (PNE) est inférieure à la température ambiante et qui, par conséquent, sont caractérisés par une forte pression effective à la température du site.

Lorsque les quantités de gaz liquéfiés à stocker sont très importantes, le nombre des unités de stockage sous pleine pression nécessaires devient aussi très important, car leur volume unitaire est limité par les épaisseurs maximales de paroi réalisables. Pour remédier à cette situation contraignante et peu économique, on a recours à une réduction de la pression d’exploitation par abaissement de la température du produit vers le PNE. Par ce moyen, la capacité des réservoirs peut être considérablement augmentée, ainsi que les quantités stockées car le liquide est alors plus dense.

  • Les réservoirs semi-réfrigérés (sphères ou ballons) fonctionnent sous pression réduite, comprise entre la pression atmosphérique et la pleine pression à température ambiante.

  • Les réservoirs réfrigérés ou cryogéniques (réservoirs cylindriques verticaux à fond plat) fonctionnent sous pression sensiblement atmosphérique au PNE.

Naturellement, tous ces réservoirs comportent une isolation thermique, d’autant plus importante que la température du stockage est basse.

L’article « Réservoirs métalliques pour stockage des liquides » fait l’objet de plusieurs fascicules :

— Généralités [1] ;

— Stockages à température ambiante [2] ;

— Stockages à température contrôlée.

Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres ; le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules. Le numéro de fascicule est suivi du numéro de paragraphe ou de figure.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm6592


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1. Réservoirs semi-réfrigérés

Ce mode de stockage est réservé aux gaz liquéfiés qui, à température ambiante, développent de fortes pressions. Il consiste à stocker ces produits sous une pression d’exploitation réduite obtenue par abaissement de leur température au moyen de machines frigorifiques.

L’intérêt de ce mode de stockage réside dans l’accroissement des capacités qu’il permet en raison de la réduction des épaisseurs de paroi liée aux faibles pressions d’utilisation. La quantité de produit que l’on peut stocker dans chaque unité est augmentée non seulement par le plus grand volume permis, mais également par la plus forte densité des liquides à ces températures.

  • La température de stockage retenue se situe entre celle du produit sous pleine pression à température ambiante et celle du produit totalement réfrigéré au point normal d’ébullition (BM 6 590, figure 1). Généralement, on retient une température positive voisine de 5 °C pour échapper au problème du gel de l’eau qui pourrait être présente en solution dans le gaz liquéfié. C’est souvent le cas pour les stockages de butane ou propane commercial. Cependant lorsque le point normal d’ébullition est trop bas, comme par exemple pour le dioxyde de carbone ou l’éthylène, les températures de stockage adoptées se situent autour de –20 à –25 °C, ce qui permet de rester à un niveau de pression encore raisonnable de l’ordre de 20 à 25 bar. Par ailleurs, ces températures ne nécessitent pas l’emploi d’aciers alliés spéciaux.

  • Bien entendu, les stockages semi-réfrigérés sont pourvus d’une isolation thermique placée sur leur face extérieure. Son but est de réduire le plus possible l’apport calorifique du milieu ambiant plus chaud. Cette isolation est le plus souvent réalisée au moyen de mousse de polyuréthanne (projetée ou en plaque) ou par des briques de verre cellulaire. Sa face externe comporte un écran pare-vapeur qui empêche la migration de l’humidité ambiante ainsi qu’un bardage métallique de protection contre les intempéries.

  • La sphère est, en général, le type d’ouvrage sélectionné pour la réalisation des stockages semi-réfrigérés car elle...

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Réservoirs semi-réfrigérés
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1 1. Codes d’étude et de construction

1.1 Stockages à température ambiante. Réservoirs atmosphériques

Les codes et normes les plus connus et les plus fréquemment employés sont les suivants :

• Code CODRES (France) établi par le Syndicat National de la Chaudronnerie, de la Tôlerie et de la Tuyauterie Industrielle (SNCT) et par l’Union des Chambres Syndicales de l’Industrie du Pétrole (UCSIP).

• Code API 650 (États-Unis) développé par l’American Petroleum Institute (API).

• Code BS 2654 (Royaume-Uni) rédigé par la British Standard Institution (BSI).

• Norme DIN 4119 (Allemagne) éditée par le Deutsches Institut für Normung (DIN).

• Projet de norme PR EN 14 015-1 (CE) préparé par le Comité européen de normalisation (CEN).

1.2 Stockages à température ambiante. Réservoirs sous faible et forte pressions

Les codes les plus fréquemment employés dans l’industrie sont les suivants.

  • Stockages sous faible pression

• Code API-620 (États-Unis) développé par l’American Petroleum Institute (API). Il est souvent retenu, y compris hors des États-Unis, pour l’étude et la construction des ouvrages dont la pression...

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