Dispositif pour revaporiser des gaz liquéfiés et procédé pour fabriquer un tel dispositif

Abstract

 Le dispositif est du type à ruissellement d'eau et comprend un faisceau de tubes, de préférence assemblés en panneaux et reliés à des collecteurs d'entrée et de sortie sur lesquels on fait ruisseler un courant d'eau. Pour résister aux eaux salées, on utilise un alliage A-G4MC et la section de chaque tube 1 comporte deux ailettes extérieures diamétralement opposées 2, 3, et des ailettes intérieures 5. Il est de préférence obtenu par filage.
Application à la revaporisation du gaz naturel.

Description

[0001] La présente invention est relative à un dispositif pour revaporiser des gaz liquéfiés, tels que du méthane,à basse température.

[0002] Divers gaz, par exemple le méthane ou le gaz naturel, sont stockés et/ou transportés à l'état liquide, à une température très basse, par exemple - 160°C,et,pour les utiliser,on doit les ramener au voisinage de la température ordinaire, et à l'état gazeux. Cette revaporisation se fait habituellement sous pression assez élevée, 100 bars environ, dans des échangeurs du type à ruissellement d'eau, constitués par un faisceau de tubes traversés par le produit à revaporiser et sur la surface desquels on fait ruisseler de l'eau.

[0003] Les tubes du faisceau sont soudés à un collecteur d'entrée, où le produit est amené sous pression, à basse température et à l'état liquide, et un collecteur de sortie, où le produit vaporisé se trouve sous à peu près la même pression qu'à l'entrée, mais à température voisine de l'ambiante.

[0004] Jusqu'ici,les matériaux utilisés pour fabriquer les dispositifs revaporiseurs ont été les alliages d'aluminium du type A-GS, contenant comme éléments d'alliage du magnésium et du silidum, ou du type A- Z5G contenant environ 5% de zinc et du magnésium en plus faible proportion.

[0005] Ces alliages présentent des difficultés en ce qui concerne leurs caractéristiques mécaniques et leur soudage; ils présentent de plus l'inconvénient d'une mauvaise résistance à la corrosion en présence d'eaux chargées de chlorures, telles que les eaux saumâtres qu'on trouve fréquemment au voisinage des ports de déchargement de navires méthaniers, ces corrosions apparaissant surtout au niveau des soudures des tubes sur les collecteurs.

[0006] D'autres alliages sont évidemment utilisables, mais ils présentent alors des difficultés d'obtention et de mise en forme, si bien qu'on ne peut les utiliser que sous forme de tubes de dessin très simple et qu'on obtient alors de médiocres coefficients d'échange, ce qui oblige à avoir des dispositifs de plus grandes dimensions, donc plus coûteux. Le problème qui se pose est donc celui d'obtenir une combinaison satisfaisante entre la nature du métal, le dessin de l'appareillage, et notamment des tubes, et le mode de soudure.

[0007] La présente invention fournit donc un dispositif revaporiseur pour gaz liquifiés, comprenant un faisceau de tubes en alliage d'aluminium contenant du magnésium soudés à une de leurs extrémités à un collecteur qui reçoit le gaz liquéfié , à basse température et sous pression élevée, et, à l'autre extrémité, à un collecteur de sortie qui évacue le gaz revaporisé, à température voisine de l'ambiante et sous une pression voisine de celle du collecteur d'entrée, ce dispositif comportant en outre des moyens pour produire un ruissellement d'eau sur la surface extérieure des tubes. Selon l'invention, l'alliage utilisé contient : magnésium 3,5 à 4,5%, manganèse 0,2 à 0,7%, chrome 0,05 à 0,25%,et au plus 0,4% de silicium, 0,5% de fer, 0,10% de cuivre, 0,25% de zinc et 0,15% de titane,le reste étant de l'aluminium avec les impuretés usuelles, et chaque tube comporte, sur pratiquement toute sa longueur, d'une part des ailettes intérieures et, d'autre part, deux ailettes extérieures diamétralement opposées.

[0008] L'invention sera expliquée plus en détail en s'aidant des figures parmi lesquelles :

Fig. 1 est une vue en coupe d'un tube du dispositif vaporiseur;

Fig. 2 est un schéma montrant lé mode de soudage.

[0009] Selon la figure 1, la section d'un tube comprend un corps central circulaire 1, pourvue de deux ailettes extérieures diamètralement opposées 2,3, chacune d'elle ayant une section transversale qui diminue en s'écartant du corps, sans s'annuler en extrémité, et se raccorde au corps par un congé.

[0010] Le corps comporte un passage intérieur 4, présentant huit ailettes intérieures 5.

[0011] L'épaisseur delà paroi du tube entre deux ailettes est d'environ 1/10 du diamètre du corps alors que la longueur radiale d'une ailette est d'environ une fois et demie cette épaisseur. Le tube est un profilé obtenu par filage, l'alliage utilisé, qui est connu sous le nom de A-G4MC,se prêtant bien à cette technique. Dans une réalisation pratique, chaque. tube a une longueur d'environ 5 m, le diamètre extérieur du corps est de 40 mm, les longueurs des ailettes extérieures et intérieures étant respectivement de 20 et 6 mm.

[0012] La forme particulière du tube a exigé la mise au point d'une technique particulière pour souder ces tubes sur les collecteurs.

[0013] Ceux-ci sont des tubes de diamètre nettement supérieur à celui des tubes,et du même métal. Ils sont à paroi épaisse pour résister à la pression et au poids des tubes de vaporisation,et présentent un méplat sur leurs côtés supérieur et inférieur,ce méplat étant de largeur supérieure au diamètre extérieur du corps des tubes de vaporisation.

[0014] La figure 2 montre en coupe un tube et un collecteur.

[0015] Les opérations préparatoires comprennent:

a) dégagement des ailettes extérieures 2 sur une longueur de 120 mm environ,

b) alésage conique de l'intérieur du tube 1 de façon à ramener progressivement la hauteur des ailettes internes 5 à O mais sans diminuer l'épaisseur du tube entre ces ailettes,

c) perçage dans le collecteur 6,à travers le méplat, d'un alésage radial de diamètre égal au diamètre intérieur du tube 1 après enlèvement des ailettes 5,

d)concentriquement à l'alésage décrit en c), l'alésage du collecteur 6,à partir du méplat,sur une profondeur de 5mm environ,d'un diamètre égal au diamètre extérieur du tube 1,

e)exécution sur le collecteur d'une gorge 8 concentrique à l'alésage 7,l'espace entre cette gorge et l'alésage étant égal à l'épaisseur de paroi du tube 1 en dehors des ailettes intérieures. L'utilité de cette gorge est de réduire les concentrations de contraintes au niveau du soudage;

f)emmanchement du tube 1 dans l'alésage décrit en d),

g)exécution de la soudure 9 entre le tube 1 et le méplat du collecteur 6.

[0016] Les tubes sont soudés sur les collecteurs avec leurs ailettes extérieures dans un même plan,séparées par un intervalle de l'ordre du millimètre de façon à former un panneau. L'intervalle entre les tubes est choisi de façon à permettre le jeu des dilatations,mais sans risque de créer des discontinuités dues au film d'eau qui ruisselle sur le panneau.

[0017] Un distributeur d'eau de réchauffage est disposé autour du collecteur de sortie;il est constitué d'un chenal à fond ouvert,qui laisse échapper un débit d'eau convenable sur les deux faces du oanneau.

[0018] Suivant une disposition intéressante, le panneau est prolongé au delà du dernier tube par un profilé parallèle à ce tube, ayant au moins une aile située dans le prolongement .de l'ailette extérieure de ce tube qui est dirigé vers l'extérieur du panneau, cette aile étant séparée de ladite ailette par une distance analogue à celle qui sépare les ailettes les unes des autres à l'intérieur du panneau, environ 1 mm par exemple. On évite ainsi une discontinuité du film d'eau de ruissellement au bord du dernier tube.

Revendications

1. Dispositif revaporiseur pour gaz liquéfiés comprenant un faisceau de tubes en alliage d'aluminium contenant du magnésium soudés à une de leurs extrémités à un collecteur d'entrée qui reçoit le gaz liquéfié, à basse température et sous pression élevée, et, à l'autre extrémité, à un collecteur de sortie qui évacue le gaz revaporisé, à température voisine de l'ambiante et sous une pression voisine de celle du collecteur d'entrée, ce dispositif comportant en outre des moyens pour produire un ruissellement d'eau sur la surface extérieure des tubes, caractérisé en ce que l'alliage utilisé contient : magnésium 3,5 à 4,5%, manganèse 0,2 à 0,7%, chrome 0,05 à 0,25%, et au plus 0,4% de silicium, 0,5 de fer, 0,10% de cuivre,0,25% de zinc et 0,15% de titane, et le reste étant de l'aluminium avec les impuretés usuelles,/en ce que chaque tube comporte, sur pratiquement toute sa longueur, d'une part des ailettes intérieures et, d'autre part, deux ailettes extérieures diamétralement opposées.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes sont fixés en ligne sur les collecteurs parallèlement les uns aux autres avec leurs ailettes extérieures dans le même plan et séparées par un intervalle suffisant pour permettre le libre jeu des dilatations et déformations mais insuffisant pour causer une discontinuité dans un film d'eau, et en ce que le bord du panneau ainsi formé comporte, au-delà du dernier tube,un profilé parallèle à ce tube, ayant au moins une aile située dans le prolongement de l'ailette extérieure de ce tube qui est dirigé vers l'extérieur du panneau, cette aile étant séparée de ladite ailette par une distance analogue à celle qui sépare les ailettes les unes des autres à l'intérieur du panneau.

3. Procédé pour fabriquer un dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise des collecteurs tubulaires présentant sur leur longueur un méplat delargeur au moins égale au diamètre extérieur du tube compte non tenu des ailettes extérieures, et en ce que, pour souder les tubes sur les collecteurs d'entrée et de sortie, on effectue les opérations préparatoires suivantes :

a) dégagement des ailettes extérieures sur une longueur de 120 mm environ;

b)alésage conique de l'intérieur du tube de façon à ramener progressivement la hauteur des ailettes internes à 0 mais sans diminuer l'épaisseur du tube entre ces ailettes;

c)perçage dans le collecteur,à travers le méplat,d'un alésage radial de diamètre égal au diamètre intérieur du tube après enlèvement des ailettes,

d)concentriquement à l'alésage décrit en c), l'alésage du collecteur,à partir du méplat,sur une profondeur de 5mm environ,d'un diamètre égal au diamètre extérieur du tube après enlèvement des ailettes,

e)exécution sur le collecteur d'une gorge 8 concentrique à l'alésage 7,l'espace entre cette gorge et l'alésage étant égal à l'épaisseur de paroi du tube 1 en dehors des ailettes intérieures;

f)emmanchement du tube dans l'alésage décrit en d);

g)exécution de la soudure entre le tube et le méplat du collecteur.

Dessins