service de cryogenie
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SERVICE DE CRYOGENIE3, Rue de l'Université67084 STRASBOURG
SOMMAIRE1- L'hélium et sa liquéfaction
- Les sources d'hélium et ses applications- La liquéfaction : les cycles thermodynamiques, le liquéfacteur « Hélial 7 / 15 » du Service de Cryogénie.- Le parcours du gaz- L'épuration du gaz- La récupération de l'hélium
2 - L'azote liquide
- Les applications de l'azote liquide- Le générateur d'azote- La liquéfaction : le cycle de Stirling et les cryogénérateurs Philips
3 - Fonctionnement du service de cryogénie
- La production et distribution- Le pilotage et maintenance- La gestion administrative et financière- L'hygiène et sécurité- Les outillages spécifiques et moyens
USA
Poland
Algeria
Russia
Qatar
,
Australia
- Hélium -Sources et Marché Mondial
Principales Applications de l'Hélium
Les cycles thermodynamiques
Le cycle thermodynamique utilisé pour liquéfier l'hélium est le cycle de Claude. Celui-ci associe le cycle de Joule Thomson et le cycle de Brayton.
Le cycle Joule Thomson
Le cycle de Brayton
Le cycle de Claude
La boite froide du liquéfacteur Hélial 7/15
du Service de CryogénieHP18.4 B
BP0,150 B
160k
100k
50k
30k
15k10k
4.2k
Schéma + photo compresseur de cycle
Compresseur
Filtration huile
HPBP
Séparateur huile
Refroidisseur gaz He
Refroidisseur huile
Refroidisseur gaz He
Liquéfacteur & Dewar 1000 L
Siphon de transfert He liquide + retour gaz
TransfertDewar - Bidon
Vanne automatique de transfert
Vérin électrique
Joule Thomson Détente Brayton
Contrôle des cycles de détente
Poste de pilotage
Poste de travail- Suivi des paramètres- Contrôle et suivi du grafcet- Intervention manuelle pour la modification des variables
Ecran de contrôleet d'information
ImprimanteAutomateliquéfacteur
Clavier de commandeSaisie manuelledes données
Hélium
Le parcours du gaz
ACHAT
STOCKAGE
30 Torpilles2700 m3 à200 bars
Récupération – Gazomètre, Gasbag
Volume10 m3
Dispositif automatique pour la commande des compresseursde récupération
Récupération – ClientsChariots
Analyse du gaz de récupération
Compresseur de récupération 200 Bars VHP 15 (44 m3/h)
Compresseur de récupération 200 Bars AIRPACK 9 (28 m3/h)
Épuration externe
Épurateur
Dewar N2
Epurateur interne
150k
70k
32,5k
BUFFER : Capacité Gaz pur avant liquéfaction
Réparations
Améliorations
Modifications
Têtes de pistons
Axe Ø 30 cémenté
SOUPAPE
GuideClapet
Tige de soupape Tube inox Ø 12 x 0,5
Matière : Cestidur
Partie basse du pistonen 'Celeron'
Fissure importante et décollagedu manchon suite à une chauffeexcessive dans une étuveuse
Rupture au niveau de l’emmanchementavec la partie haute du piston en acier
Tournage d'un piston en celeron
Alésage siège de roulement demi-coquille de bielle
Bielle détendeur alternatif
Axe de bielle + entretoise
- Médecine- Espace- Recherche- Traitement des Métaux- Production et conservation alimentaire- Expériences Physique- Etc....
ApplicationsN2
Générateur d'azoteSéparation Azote / Oxygène
Compresseur & sécheur Air
Pressure Swing AdsorptionAdsorption à Pression
Alternante
Compresseur d'air
Sécheur Filtration huile
Analyseur d'oxygène
Charbon actif
LiquéfacteursLN2
Stirling Philips
Capacité tampon de 1000 L
2 liquéfacteurs PPG 440Production : 100 L / H
RESERVOIR STOCKAGE LN2 10000 Litres
Pesons
Afficheur numérique balance
Station de remplissage réservoirs LN2
ElectrovanneCoffret de commande
Réservoir 130 L
210 L 400 L
Détecteur d'oxygène
LeCycle
De Stirling
Condenseur
Déplaceur
Régénérateur
Refroidisseur
Chambre de compression
Chambrede
détente
Régénérateurs (échangeur)
Années 1950-80- Enveloppe extérieur en 'Celeron'- Intérieur en fils de cuivre
Années 1980-90- Enveloppe extérieur en acier inoxydable- Intérieur en fils de cuivre
Années 1990 à aujourd'hui- Enveloppe extérieur en acier inoxydable- Intérieur en acier fritté
Ensemble régénérateur, refroidisseur
Eau de refroidissement
Passage gazde travail He
Coiffe de piston
Chemise
EnsembleBielle piston
Axe et Appui flexible
Tige +guide
Bielle déplaceur+ crosse
Déplaceur
Cryogénérateur (maintenance)
Système deretardement
d'huile
Soupape dedémarrage
Sécuritépression He
Affichage pressionmoyenne He / cylindre
Soupape de sécurité
Cylindre Déplaceur
Ensemble filtrationhuile
Compteurhoraire
SécuritéPression huile
Voyant Pression
huile
Condenseur
Réglage et évacuationgaz incondensable
Caisson d'isolation thermique chargé de perlite (rhyolite,roche volcanique)
Goujons deserrage surcylindre
Refroidisseur en cuivre assurantla liquéfactionde l'azote
Réglages etCalages ducryogénérateur
Réparations
Améliorations
Modifications
Distributioneau de refroidissement
Restaurationcondenseur
Pressostat N2Fabrication châssis
Sécuritéthermique
Tournage guide et bande d'étancheité en « valflon »
Université de StrasbourgPrésidence
Direction générale des services
Service de cryogénieDirection : Fabien Hopfner
Pilotage et maintenance Alfred Perraut Eric Kartner
Conditionnement et distribution Mario Bihler Marc Pilater
Laboratoires : UdS, CNRS INSERM,
Laboratoires conventionnés
Production et distribution
La production annuelle du service de cryogénie pour 2010 a été de 416.000 litres d'azote et 35.000 litres d'hélium.
La distribution :
♦ Commande (télécopie ou courriel), ♦ Conditionnement : - remplissage et choix des réservoirs, - établir les bulletins de livraisons. ♦ Livraison : - planification et priorité suivant les urgences, - nombre et type de clients, - localisation, - savoir répondre aux besoins spécifiques.
Pilotage et Maintenance
Pilotage du process :
- Organiser, planifier la production.- Fonctionnement des installations.- Surveillance.- Relevés et suivie des paramètres.
Maintenance :
- Entretien quotidien.- Maintenance planifiée, curative.- Fabrication de pièces et outillages.- Améliorations, le savoir faire.
Gestion administrative et financière
- Effectuer au quotidien toutes les tâches administratives,- Rechercher, sélectionner, négocier avec les fournisseurs,- Définir les tarifs de ventes,- Facturation des fluides cryogéniques distribués,- Établir le budget prévisionnel,- Gérer le budget en autofinancement (fonctionnement, investissement, masse salariale de 2 contractuels).
Sécurité
- Se former et former le personnel du service et les utilisateurs aux risques liés à la manipulation des produits cryogéniques,- Contrôle et requalification périodique des réservoirs soumis à pression,- Contrôle des dispositifs de sécurité.
Outillages spécifiques et moyens
Atelier d'usinage et de maintenance
Centrale d'eau glacée pour le refroidissement des liquéfacteurset des compresseurs
Chargement et déchargementfacilité grâce au système Rassol (essieu AR hydraulique)équipant nos véhicules dedistributions.