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.