Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (ОГТ)
INTEGRATED PRODUCTION FACILITY BASED ON GRAVITY TYPE (GTB)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к производственным сооружениям и может быть использовано при создании производственных комплексов по переработке углеводородного сырья, хранению и отгрузке продуктов его переработки, по производству сжиженного природного газа, аммиака, метанола, водорода на основаниях гравитационного типа (ОГТ).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время существует два вида производственных комплексов по переработке углеводородного сырья в прибрежной и морской зоне, в частности, заводов по сжижению природного газа (заводов СПГ).
Наиболее распространенными являются заводы СПГ на свайном основании, на котором установлено технологическое оборудование и сооружения завода. В зоне залегания многолетнемерзлых грунтов помимо свайного основания под сооружениями завода установлена система термостабилизации грунтов. Заводы СПГ, как правило, расположены в прибрежной зоне для обеспечения возможности морской транспортировки продукции.  В состав завода входят, в том числе, резервуарный парк для хранения СПГ и причал для отгрузки СПГ, также на свайном основании. При этом завод СПГ и резервуарный парк расположены на морском побережье, а причал для отгрузки СПГ с необходимым технологическим оборудованием расположен в прибрежной акватории. Завод СПГ, резервуары и причал для отгрузки соединены трубопроводами, размещенными на эстакадах на свайном основании, по которым на причал перекачивают СПГ для отгрузки в специализированные танкеры-газовозы.
Обычно для строительства завода СПГ на свайном основании на месте строительства создается необходимая инфраструктура для завоза персонала, строительных материалов и предметов снабжения, размещения строительных рабочих, складирования материалов и эксплуатации строительной техники, включая временные дороги, все необходимые инженерные системы и объекты инфраструктуры. При строительстве завода СПГ на удаленном месторождении, особенно расположенном в районе с экстремальными природными условиями, подготовка инфраструктуры для строительства требует значительных затрат времени и средств.
Заводы СПГ на свайном основании имеют следующие недостатки:
- большая продолжительность времени до начала строительства, необходимого на создание инфраструктуры;
- при расположении завода в зоне залегания многолетнемерзлых грунтов - затраты на систему термостабилизации грунтов;
- затраты на мобилизацию и демобилизацию строительного персонала, техники и оборудования;
- необходимость обеспечить проживание и работу значительного числа строительных специалистов на месте строительства, нередко расположенного в удаленном и малоосвоенном районе с экстремальными природными условиями;
- затраты на обеспечение регулярной доставки строительных материалов, оборудования завода СПГ и предметов снабжения на место строительства, часто расположенного в районе с ограниченной транспортной доступностью;
- затраты на демонтаж объектов строительной инфраструктуры и рекультивацию нарушенных земель после завершения строительства;
- негативное воздействие на окружающую среду, обусловленное большим объемом подготовительных и строительно-монтажных работ на месте размещения завода СПГ.
Другим техническим решением является завод СПГ на плавучем основании. В этом случае завод СПГ является частью плавучей установки для добычи, подготовки и сжижения природного газа, хранения и отгрузки СПГ. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки СПГ (FLNG) применяется для разработки морских месторождений природного газа и устанавливается в море, непосредственно на месторождении посредством якорной и/или швартовной системы. Такая плавучая установка не применяется в акватории с тяжелыми ледовыми условиями из-за невозможности обеспечить надежное позиционирование, необходимое для соединения с подводной трубопроводной арматурой, в условиях подвижек льда.
Применение заводов СПГ на плавучем основании ограничено разработкой шельфовых месторождений в незамерзающих морях.
Еще одним вариантом является завод СПГ на ОГТ. Известно техническое решение (WO 2015/039169 А1, опубликовано 26.03.2015), в соответствии с которым завод по производству ОГТ, или регазификационная установка, или электростанция, работающая на газовом топливе, размещается на ОГТ, установленном на морском дне на расстоянии от 5 до 200 и более километров от берега, где имеются естественные глубины, достаточные для движения танкеров-газовозов. При этом ОГТ играет роль причального сооружения для танкеров, а внутри ОГТ размещен один или несколько резервуаров для хранения СПГ. С берегом ОГТ соединяется трубопроводом, проложенным по дну акватории или по эстакаде. Верхнее строение с технологическим оборудованием размещено на палубе ОГТ. На палубе ОГТ предусмотрено резервное пространство для размещения дополнительного оборудования при расширении производства.
Данная конструкция имеет следующие недостатки.
Резервное пространство на палубе ОГТ требует увеличить размеры сооружения, площадь которого будет использоваться только частично вплоть до установки дополнительного оборудования. Кроме того, ОГТ не защищено от таких внешних воздействий, как воздействие льда и аварийный навал судна.
Известна оффшорная установка по производству, хранению и отгрузке СПГ (KR 20180051852 А, опубликовано 17.05.2018), содержащая изготовленное из стали ОГТ, устанавливаемое на заранее подготовленное основание на дне в прибрежной части акватории за счет заполнения твердым балластом, и технологическое оборудование для производства СПГ, устанавливаемое на ОГТ после его установки на дно. ОГТ включает: внешний стальной кессон в форме коробки, нижняя поверхность которой установлена на опорной поверхности, предусмотренной на дне прибрежного морского дна; внутренний стальной кессон в форме коробки, имеющий пространство для размещения сжиженного газа и установленный внутри внешнего стального кессона с минимальным зазором; верхнюю палубу, установленную на внешнем стальном кессоне; стенку из водонепроницаемой изоляционной плиты, установленную на внутренних поверхностях внутреннего стального кессона и верхней палубы и изолирующую сжиженный газ; установку для производства сжиженного газа и установку для разгрузки, установленные на верхней палубе; и твердый балласт, заполняющий пространство, образованное зазором между внешним и внутренним стальными кессонами, создающий силу тяжести и неподвижно фиксируемый после погружения на посадочную поверхность.
Недостатки данной конструкции заключаются в следующем.
1. Стальной корпус ОГТ более подвержен коррозии и потому менее долговечен.
2. Для устойчивости к ледовым воздействия стальной корпус ОГТ должен иметь значительную толщину, что увеличивает металлоемкость конструкции.
3. Использование твердого балласта усложняет процесс балластировки/дебалластировки ОГТ.
4. ОГТ не защищено от таких внешних воздействий, как воздействие льда и аварийный навал судна.
5. ОГТ в форме параллелепипеда имеет большую осадку при транспортировке на место установки, что делает невозможной транспортировку через мелководные участки акватории.
Наиболее близким к предложенному производственному комплексу является морская установка для переработки природного газа на основании гравитационного типа (ОГТ - gravity-based structure - GBS)  (WO WO2021/106151 A1, опубликовано 03.06.2021), содержащая GBS в форме прямоугольного параллелепипеда, которое имеет верхнюю и нижнюю прямоугольные плиты и внутри которого расположены вертикальные стены и промежуточная горизонтальная плита, на которой в одном отсеке расположен резервуар или резервуары для сжиженного газа, также внутри GBS имеется балластный отсек, выполненный по всей длине GBS, а на верхней плите GBS на опорах установлены модули верхнего строения. Пространство для насосов для перекачки сжиженного природного газа при их извлечении из резервуаров для замены, ремонта или технического обслуживание предусмотрено на верхней плите между модулями или в углублениях, выполненных в верхней плите GBS.
Недостаток морской установки заключается в том, что:
- GBS в форме параллелепипеда имеет большую осадку при транспортировке на место установки, что делает невозможной транспортировку через мелководные участки акватории;
- сложность балансировки GBS, обусловленная наличием протяженного балластного отсека по всей длине GBS, без деления поперечными перегородками;
- размещение резервуаров для хранения СПГ в ряд в одном отсеке делает невозможным применение резервуаров мембранной конструкции, имеющих наименьшую материалоемкость;
- GBS не защищено от таких внешних воздействий, как воздействие льда и аварийный навал судна;
- Уменьшение емкости резервуаров для хранения СПГ при размещении на верхней плите GBS углублений для подъема насосов СПГ, а также усложнение конструкции верхней плиты.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в следующем. Принимая во внимание увеличение доли углеводородов, добываемых на месторождениях в Арктике, имеется насущная необходимость разработки нового эффективного производственного комплекса по переработке углеводородного сырья, адаптированного для применения в условиях Арктики, в акваториях с ледовым режимом.
Для решения указанной проблемы предлагается интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (ОГТ), содержащий основание гравитационного типа (ОГТ), расположенные на нем модули верхнего строения, в которых размещено технологическое оборудование, ОГТ имеет прямоугольные верхнюю и нижнюю плиты, промежуточную горизонтальную плиту, внутренние вертикальные стены, по меньшей мере один отсек, в котором расположены резервуары для углеводородов и/или продуктов их переработки, и по меньшей мере один  балластный отсек, а на верхней плите ОГТ расположены опоры, на которых установлены модули верхнего строения, при этом, согласно изобретению, ОГТ имеет центральную часть и выступающую часть, центральная часть имеет форму прямоугольного параллелепипеда с указанной верхней плитой, а выступающая часть ОГТ расположена с боковых сторон центральной части по всему ее периметру и имеет вертикальные внешние стенки, указанная нижняя плита является общей для выступающей и центральной частей ОГТ, а высота выступающей части меньше высоты центральной части, при этом центральная часть ОГТ имеет внутренние продольные и поперечные стены, образующие отсеки, в части которых расположены указанные резервуары, и часть которых является балластными отсеками, а выступающая часть ОГТ имеет внутренние стены, перпендикулярные ее внешним стенам и образующие отсеки, часть которых является балластными отсеками.
Кроме того, в части отсеков, образованных внутренними продольными и поперечными стенами центральной части ОГТ, может быть расположено вспомогательное оборудование.
В предпочтительном варианте исполнения между промежуточной горизонтальной плитой и нижней плитой расположены продольные и поперечные стены, образующие дополнительные балластные отсеки.
Кроме того, целесообразно указанные опоры для модулей верхнего строения располагать над местами пересечения продольных и поперечных стен центральной части ОГТ.
Также предпочтительно, чтобы в пространстве между верхней плитой и нижними частями модулей верхнего строения были расположены трубопроводные и кабельные коммуникации.
Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в следующем.
Наличие выступающей части ОГТ повышает плавучесть ОГТ и всего сооружения и уменьшает его осадку при транспортировке на место установки.
Наличие дополнительных балластных отсеков на периферии ОГТ в его выступающей части упрощает балансировку ОГТ, то есть постановку ОГТ на ровный киль, без крена и дифферента.
Увеличенная ширина нижней части ОГТ повышает остойчивость всего сооружения на стадии его транспортировки, что позволяет устанавливать на ОГТ верхнее строение большей высоты и массы.
Выступающая часть ОГТ защищает центральную часть от воздействия льда и аварийного навала судна.
Кроме того, выступающая часть может служить основанием для причала.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана схема интегрированного производственного комплекса на ОГТ, вид сверху.
На фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 - продольный разрез по Б-Б на фиг. 1.
На фиг. 4 - продольный разрез по В-В на фиг. 1.
На фиг. 5 - схема расположения основных отсеков ОГТ.
На фиг. 6 - схема расположения вертикальных стен в разрезе Г-Г на фиг. 2.
На фиг. 7 - схема расположения вертикальных стен в разрезе Д-Д на фиг. 2.
На фиг. 8 - схема расположения опор модулей верхнего строения на верхней плите ОГТ.
На фиг. 9 - схема несущих конструкций верхнего строения.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа представляет собой техническое устройство полной заводской готовности, представляющее собой совокупность технологического, инженерного и вспомогательного оборудования для производства, хранения и отгрузки жидких углеводородов или аммиака, производства электроэнергии, а также хранилищ вспомогательных веществ и материалов. Примером такого комплекса может служить завод сжиженного природного газа (СПГ).
Интегрированный производственный комплекс на ОГТ изготавливается на специализированном предприятии и доставляется на место размещения методом буксировки в плавучем состоянии. ОГТ устанавливается на специально подготовленное основание на дне водного объекта, которым может быть море, озеро, река или водохранилище. Во избежание размыва основания под ОГТ и дна акватории, на дне вокруг ОГТ может быть установлено крепление дна в виде габионов или иных изделий аналогичного назначения. ОГТ устанавливается у специализированной причальной набережной и соединяется с берегом посредством эстакад и мостиков, что обеспечивает прокладку коммуникаций на берег без применения подводных трубопроводов и/или протяженных надводных эстакад, легкий доступ к производственному комплексу и возможность быстрой эвакуации персонала. Эстакады и мостики для соединения с берегом монтируются после установки интегрированного производственного комплекса на месте эксплуатации. Размещение вблизи береговой линии обеспечивает интеграцию с береговыми объектами, в том числе с месторождением углеводородов, являющимся источником сырья для производственного комплекса. До установки ОГТ, причальная набережная может использоваться для доставки грузов, например, для освоения месторождения углеводородов и постройки береговых объектов.
Создание производственных комплексов на ОГТ позволит решить трудности, создаваемые большой продолжительностью и высокой стоимостью работ, необходимых для подготовки к строительству и самого строительства завода на свайном основании, и невозможностью использовать завод на плавучем основании для разработки месторождений, расположенных в акватории с ледовым режимом.
Одним из вариантов предлагаемого интегрированного производственного комплекса на ОГТ может быть установка для выработки электроэнергии с использованием тепловой энергии, выделяемой при сжигании природного газа. Такие комплексы могут принимать сжиженный природный газ (СПГ) со специальных танкеров-газовозов, хранить его, регазифицировать и перерабатывать в электроэнергию.
Основными элементами технологической линии являются основание гравитационного типа (ОГТ) и верхнее строение - технологическое оборудование в модульном исполнении (фиг. 1 - 4).
ОГТ представляет собой объемную железобетонную конструкцию, выполняющую функцию хранилища для добываемого и переработанного сырья, а также вспомогательных веществ и материалов, служащую основанием для верхнего строения производственного комплекса и предназначенную для установки на дне водного объекта под действием собственного веса. Центральная часть 1 ОГТ имеет форму прямоугольного параллелепипеда и имеет верхнюю плиту 2.
С боковых сторон центральной части 1 по всему периметру расположена выступающая часть 3 ОГТ с вертикальными внешними стенами. Центральная и выступающая части 1 и 3 ОГТ имеют общую нижнюю фундаментную плиту 4, а высота выступающей части 3 меньше высоты центральной части 1 ОГТ.
Центральная часть 1 ОГТ разделена на отсеки вертикальными продольными и поперечными стенами 5 (фиг. 5-7). Часть отсеков, например, отсеки 6, используются для хранения добываемого и переработанного сырья, а часть отсеков, например, отсеки 7 - для размещения водяного балласта. Выступающая часть 3 ОГТ разделена вертикальными стенами 5, перпендикулярными ее внешним стенам, на отсеки, при этом отсеки 8, расположенные вдоль более длинных сторон ОГТ, также включены в балластную систему.
На верхней плите ОГТ 2 расположены железобетонные опоры 9, на которых установлены модули 10 верхнего строения.
ОГТ имеет способность находиться в плавучем состоянии при транспортировке по акватории на место установки интегрированного производственного комплекса и может выдержать воздействие льда в акватории с ледовым режимом. Переход ОГТ от плавучего состояния к стационарному на месте установки на основание 11 обеспечивается за счет заполнения водой балластных отсеков 7, 8.
Наружные размеры ОГТ могут варьировать в зависимости от назначения производственного комплекса, например, для завода СПГ размеры ОГТ (вместе с выступающей частью 3) могут составлять - длина 324 м, ширина 154 м, высота 30,2 м. При этом длина центральной части 1 ОГТ составляет 300 м, ширина 108 м, высота 30,2 м. Выступающая часть 3 по бокам ОГТ имеет ширину 22 м, на торцах ОГТ - 12 м. Высота выступающей части 3 составляет 13,75 м.
Основные объемно-планировочные решения конструкций ОГТ определены технологическими параметрами, а также действующими на конструкцию ОГТ внутренними и внешними нагрузками, с учетом их максимально негативного возможного сочетания.
Центральная часть ОГТ 1 имеет форму прямоугольного параллелепипеда и включает основные несущие конструкции, в виде вертикальных стен 5 (продольных и поперечных) и горизонтальных плит (верхней плиты 2, нижней фундаментной плиты 4 и промежуточной опорной плиты 13 под основными резервуарами 12 для хранения углеводородов и/или продуктов их переработки. Несущие конструкции обеспечивают необходимую пространственную жесткость каркаса ОГТ, в том числе при транспортировке интегрированного производственного комплекса и нахождении его на плаву до момента установки. Железобетонные стены также обеспечивают деление ОГТ на отсеки в соответствии с их функциональным назначением. Некоторые из поперечных стен 5 могут быть выполнены не сплошными, а с прямоугольной прорезью в центральной части, и являться фактически ребрами жесткости.
Железобетонные стены также играют роль несущих конструкций, передающих нагрузку от верхнего строения на опорную плиту 13 и основание 11, поэтому опоры 9 верхнего строения расположены над пересечениями вертикальных продольных и поперечных стен 5 ОГТ.
Верхняя плита 2 ОГТ имеет уклоны от центральной продольной линии к краям для отведения атмосферных осадков и технологических проливов. Конструкция верхней плиты 2 рассчитана на нагрузки от взрыва в случае аварийных ситуаций. В случае, если в технологический процесс вовлечены криогенные жидкости, в целях защиты верхней плиты 2 от пролива криогенных сред в качестве армирования применена сталь с повышенными характеристиками хладостойкости.
Для распределения нагрузок от резервуара 12 хранения жидких углеводородов и/или продуктов их переработки предусмотрена горизонтальная опорная плита 13, расположенная между верхней и нижней фундаментной плитами 2 и 4. Расположенные под этой плитой 13 продольные и поперечные стены 14 обеспечивают передачу нагрузок на нижнюю фундаментную плиту 4 и пространственную жесткость конструкции.
Основным материалом центральной части 1 ОГТ является железобетон, на основе модифицированного бетона нормальной плотности с напрягаемым армированием.
Выступающая часть 3 ОГТ расположена по периметру центральной части ОГТ 1 и образует с ним единое сооружение.  С боковых сторон выступающей части 3 располагаются в основном балластные отсеки 8 (фиг. 5), с торцевых - вспомогательные и инженерные отсеки 15. Выступающая часть 3 ОГТ выполняет следующие основные функции:
- достижение требуемых целевых параметров плавучести ОГТ;
- размещение балластных отсеков 8, предназначенных в основном для балансировки ОГТ, что обеспечивает нахождение ОГТ на плаву на ровном киле, без крена и дифферента;
- формирование естественного защитного барьера на случай расчетного аварийного столкновения/навала судна; выступающая часть 3 сможет принять и поглотить основную энергию удара, исключив повреждение основного объема каркаса ОГТ, обеспечивающего сохранность и целостность основных резервуаров 12 и несущих конструкций основания верхнего строения;
- размещение вспомогательного технологического и морского оборудования, обеспечивающего швартовку танкеров и отгрузку жидких углеводородов.
Резервуары для хранения жидких углеводородов и/или продуктов их переработки размещаются в отсеках ОГТ и предназначены для хранения продукции, вырабатываемой интегрированном производственным комплексом, в зависимости от назначения производственного комплекса также могут быть предусмотрены резервуары для хранения сырья, полупродуктов переработки и расходных материалов. В центральной части ОГТ 1 размещено несколько резервуаров 12 (фиг. 5), конструктивное исполнение которых зависит от свойств хранимого вещества. Для хранения СПГ и иных криогенных жидкостей при давлении, близком к атмосферному, применяются резервуары мембранного типа. В этом случае внутрь бетонного отсека 6 устанавливается резервуар 12, состоящий из металлической мембраны из нержавеющей стали или инвара (железоникелевого сплава), отделенной от бетонных конструкций слоем теплоизоляции. Слой теплоизоляции располагается прямо на верхней и промежуточной опорной плитах 2 и 13 и стенах ОГТ, передавая нагрузки от резервуара 12 и содержащийся в нем жидкости на указанные ограждающие конструкции. Таким образом, плиты и стены ОГТ являются несущими конструкциями мембранных резервуаров, образуя единую конструкцию с ними. Для предотвращения утечек днище и боковые поверхности мембранных резервуаров 12 содержат вторичный барьер в виде дополнительной мембраны, установленной внутри слоя теплоизоляции.
3
В случае с заводом СПГ для хранения сжиженного газа используются два резервуара 12 емкостью по 115 тыс. м, каждый из которых размещается в отдельном отсеке 6 размерами 135 × 40 × 24 м. Отсеки 6 с резервуарами 12 окружены сухими отсеками 16, позволяющими выполнить инспекцию наружных поверхность ограждающих конструкций резервуаров.
3
3
Для хранения конденсата и иных жидких углеводородов, не требующих поддержания низких температур, могут использоваться бетонные отсеки 17 ОГТ, ограждающие конструкции которых играют роль защитного барьера. Часть отсеков 7 может использоваться как для заполнения балластом, так и для хранения конденсата и иных жидких углеводородов, не требующих поддержания низких температур. В случае с заводом СПГ, предусмотрен отсек 7 для хранения стабилизированного конденсата емкостью 75 тыс. м размерами 135 × 30 × 30 м и один из отсеков 17 для некондиционного конденсата вместимостью 5 тыс. м размерами 30 × 8 × 30 м.
Хранение углеводородов, плотность которых ниже плотности воды, может осуществляться «мокрым» способом, на водяной подушке. В этом случае, нижний слой хранимого продукта, толщиной около одного метра, рассматривается как зона смешивания, которая обеспечивает гарантированное разделение воды и хранимого продукта в ходе грузовых операций. В отсеке 7 также создается небольшое избыточное давление (по сравнению с нормальным атмосферным давлением) за счет азотной подушки в верхней части отсека 7, что препятствует проникновению воздуха в отсек 7 и исключает возможность формирования пожаро- и взрывоопасной газовой смеси с парами хранимой углеводородной продукции.
Высота водяной подушки в отсеке 7 может быть как постоянной, так и изменяемой. В первом случае высота водяной подушки составляет постоянную величину, например, два метра, независимо от количества конденсата или иного жидкого углеводорода в отсеке. Изменение объема конденсата в отсеке 7 компенсируется изменением объема азотной подушки. Во втором случае высота водяной подушки меняется, чтобы отсек 7 был постоянно заполнен жидкостью. По мере заполнения отсека 7 конденсатом или иным жидким углеводородом часть воды из него удаляется с помощью активной балластной системы. При понижении уровня хранимого углеводорода в отсек 7 подается дополнительный объем воды.
Отсеки 6 для хранения больших объемов углеводородов размещаются в центральной части ОГТ 1. Менее крупные отсеки в качестве резервуаров (например, для дизельного топлива, горячего масла и раствора гликоля) могут размещаться также в выступающей части 3 ОГТ.
Для хранения небольших объемов используются также самонесущие резервуары в отсеках ОГТ (в центральной части 1 или в выступающей части 3). В случае с заводом СПГ применяются самонесущие резервуары для сточных вод, деминерализованной воды, пресной воды, промывочной воды, абсорбента, бутана и пропана.
Вспомогательные и инженерные отсеки 16 в центральной части 1 ОГТ расположены по бокам от основных отсеков 6 для хранения углеводородов и в центре между ними. Эти отсеки 16 предназначены для технологических нужд, размещения оборудования, емкостей технических жидкостей, а также путей доступа и эвакуации персонала. Наличие сухих отсеков 16 по периметру основных отсеков 6 для хранения углеводородов позволяет выполнить инспекцию наружных поверхностей ограждающих стен резервуаров 12 для хранения углеводородов.
Вспомогательные и инженерные отсеки 15 расположены также в выступающей части 3 ОГТ. Эти отсеки 15 предназначены для технологических нужд, размещения оборудования и емкостей технических жидкостей.
Инженерное оборудование включает: систему электроснабжения, включая подстанции; системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха (ОВКВ); систему подогрева и рециркуляции водяного балласта; системы водоснабжения и водоотведения; насосы и трубопроводы системы пожаротушения; блоки системы пенного пожаротушения; систему электрохимической защиты от коррозии; системы связи и оповещения и систему видеонаблюдения. Большая часть инженерного оборудования размещается на верхней плите 2 и/или на модулях 10, остальная часть - в инженерных отсеках 15. Вспомогательные отсеки 15 могут оставаться пустыми, в них расположены лестницы и лазы для доступа внутрь.
Опоры 9 модулей верхнего строения на верхней плите 2 ОГТ обеспечивают восприятие опорных реакций на основные несущие конструкции ОГТ от модулей 10 верхнего строения. Конструктивно опоры выполнены в виде железобетонных пилонов с оголовками для размещения закладных деталей. В местах сопряжения опор 9 ОГТ и модулей 10 верхнего строения используются специальные прокладки 18 (фиг. 9), обеспечивающие свободное вращение и перемещение в заданных направлениях для компенсации температурного расширения модулей 10 верхнего строения.
Расположение опор 9 в плане (фиг. 8) определено исходя из пересечения несущих стен 5 ОГТ, что обеспечивает распределение нагрузок от модулей 10 верхнего строения.
Высота опор 9 выбрана таким образом, чтобы обеспечить достаточное пространство 19 между верхней плитой 2 ОГТ и нижней частью модулей 10 верхнего строения для размещения трубопроводных и кабельных коммуникаций между верхним строением и оборудованием в отсеках ОГТ и для перемещения людей и техники по верхней плите 2 ОГТ.
Балластная система ОГТ включает внутренние балластные отсеки 7, внутренние балластные отсеки 20 под опорной плитой 13, образованные вертикальными стенами 14, а также внешние балластные отсеки 8, расположенные соответственно в центральной части ОГТ 1 и в выступающей части 3 ОГТ. Чтобы предотвратить замерзание воды в балластных отсеках, предусмотрена система рециркуляции и подогрева балласта. Для подогрева воды в балластных отсеках используется утилизированное тепло выхлопных газов газовых турбин, установленных на модулях 10 верхнего строения.
Балластная система выполняет две основные функции:
- балластировка, т.е. изменение массы ОГТ, обеспечение необходимой осадки ОГТ при нахождении на плаву и устойчивость сооружения после установки ОГТ на основание;
- балансировка ОГТ, т.е. постановка ОГТ на ровный киль, без крена и дифферента при нахождении на плаву путем компенсации с помощью водяного балласта отклонения центра тяжести сооружения от его геометрического центра.
Верхнее строение, на котором расположено технологическое оборудование, скомпоновано из модулей 10. Количество модулей 10 определяется на стадии проектирования производственного комплекса. Расположение модулей на ОГТ принято с учетом их массы, чтобы обеспечить размещение центра тяжести производственного комплекса вблизи геометрического центра ОГТ, чтобы уменьшить объем балластной воды, необходимой для балансировки сооружения при нахождении на плаву.
Модули 10 верхнего строения представляют собой объемную стальную рамно-связевую конструкцию, насыщенную технологическим оборудованием и оборудованием электрической системы, систем автоматизации и т. п.
Основными элементами рамно-связевой конструкции модуля 10 (фиг. 9) являются вертикальные колонны 21, вертикальные связи 22 и балки 23 перекрытия. Принципиально по исполнению и компоновке модули 10 верхнего строения не отличаются от модулей верхнего строения, реализуемых в отрасли нефти и газа.
Состав оборудования зависит от назначения интегрированного производственного комплекса. Например, на заводе СПГ на модулях 10 размещаются технологические установки по очистке и подготовке сырьевого газа, оборудование для сжижения газа, отгрузке СПГ в танкеры-газовозы, а также вспомогательное оборудование и инженерные коммуникации.
Для удобства обслуживания оборудования и перемещения персонала каждый модуль 10 включает несколько ярусов (палуб). Главный ярус 24 у всех модулей 10 расположен на одной высоте, обеспечивая возможность объединить пути эвакуации и пути перемещения грузов через все верхнее строение, что позволяет снизить нагрузки на верхнюю плиту 2 ОГТ. Остальные ярусы модулей 10 верхнего строения варьируются по высоте в зависимости от оборудования и функционального назначения модуля.
Причал 25 для отгрузки жидких углеводородов интегрирован с конструкцией ОГТ и верхнего строения. На выступающей части 3 с мористой стороны ОГТ установлены отбойные устройства и технологическая площадка со стендерами и иным морским и технологическим оборудованием, обеспечивающим отгрузку жидких углеводородов. На мористой стороне верхнего строения размещены швартовные устройства для швартовки танкера.
Через причал 25 также может осуществляться выгрузка жидких углеводородов с танкера. В случае, если интегрированный производственный комплекс на ОГТ является установкой для выработки электроэнергии, основным назначением причала является прием СПГ с танкеров-газовозов.
Деление ОГТ на отсеки предусмотрено в соответствии с его функциональным назначением, в том числе в зависимости от специализации интегрированного производственного комплекса. В целом, в ОГТ предусмотрено три вида отсеков - балластные, для хранения углеводородов, вспомогательные и инженерные.
В случае с заводом СПГ на ОГТ центральная часть 1 ОГТ включает шесть основных отсеков (фиг. 5). Два отсека 6 по осевой линии ОГТ предназначены для хранения углеводородов, четыре боковых отсека 7 могут применяться как балластные и как дополнительные отсеки для хранения углеводородов, например, конденсата. В случае, если применяется «мокрый» способ хранения углеводородов с изменяемым уровнем воды, отсеки 7 одновременно являются и балластными и резервуарами для хранения углеводородов и/или продуктов их переработки. Между основными отсеками 6, 7 расположены вспомогательные и инженерные отсеки 16, а также дополнительные отсеки 17 для хранения углеводородов.
Под основными отсеками 6 для хранения углеводородов между нижней плитой 4 и опорной плитой 13 основных резервуаров 6, 7 для хранения углеводородов располагаются дополнительные балластные отсеки 20 (фиг. 2, фиг 4).
В выступающей части 3 ОГТ (фиг. 5) расположены балластные отсеки 8 и вспомогательные и инженерные отсеки 15. В случае с заводом СПГ на ОГТ выступающая часть 3 с бортовых сторон занята в основном балластными отсеками 8, а с торцовых сторон - вспомогательными и инженерными отсеками 15.
Отсеки, за исключение основных отсеков 6 для хранения СПГ, могут разделяться поперечными стенками. В этом случае, в стенках внутри балластных отсеков предусматриваются отверстия для перетока балластной воды, а в переборках инженерных и вспомогательных отсеков - проходы для персонала и прорези для прокладки коммуникаций.
С берегом интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа соединяется двумя эстакадами 26, по которым проложены трубопроводы и кабельные трассы, а также тремя эвакуационными мостиками 27, через которые производится перемещение персонала, а при необходимости - эвакуация. Эстакады и мостики представляют собой стальные мостовые конструкции, установленные на опорах. Опоры с одной стороны располагают на верхней плите 2 ОГТ, с другой - на причальной набережной.