钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法与流程

    专利查询2025-12-12  9


    本发明涉及海洋工程领域,具体而言,涉及钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法。


    背景技术:

    1、海底数据中心是一种将数据存储和处理设施部署在海底的解决方案,利用流动海水进行散热,并利用海底复合缆供电且将数据回传至互联网的新型数据中心。

    2、现有的海底数据中心是由整个方舱结构组成一个整体沉放在海底,不与外界相联系,在对方舱进行维修和维护时只能由专业人员潜入水下或将整个方舱起吊上岸才能对方舱进行检修,导致数据中心出现数据服务中断,且增加了维修成本;其次,这种海底数据方舱在安装时需依次摆开,对海域资源的利用率较低;最后,海底复合缆在进行数据传输时需面临潮汐、冲刷等较为复杂的海底环境,安全保障性不高。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,以解决上述背景技术中提出的现有技术在对方舱进行维修时只能由专业人员潜入水下或将方舱起吊才能检修,导致出现数据服务中断;安装时需依次摆开,对海域资源的利用率较低;海底复合缆在进行数据传输时需面临潮汐、冲刷等较为复杂的海底环境的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,包括以下步骤:

    3、s100、准备阶段:根据设计要求确定海底数据中心的结构,所述海底数据中心包括若干节管廊和若干数据方舱,若干节所述管廊逐节连接,每节所述管廊由长方体状内部设有中空内腔的钢壳和浇筑于所述钢壳内的混凝土组成,每节所述管廊两侧对称开有至少一组检修门,一组所述检修门为两个所述检修门,每一个所述检修门对应连接一个所述数据方舱,所述管廊通过所述检修门与所述数据方舱连接并形成海底数据中心;管廊两侧所述检修门下各设有一个支架,所述支架上设有管托,所述管托为适配为所述数据方舱形状的可调节结构,能对所述数据方舱位置进行微调;

    4、选址并建设干坞场地,所述干坞场地包括管廊预制区和结构装配区,所述管廊预制区和结构装配区之间设有第一闸门,所述结构装配区和海域之间设有第二闸门;

    5、s200、管廊预制:关闭所述第一闸门,在所述管廊预制区内,分节预制所述管廊,每节所述管廊长度为2~3个所述数据方舱的长度;

    6、s300、管廊的后处理:完成预制后,向所述管廊预制区灌水,进行所述管廊试漏工作,确保无泄漏;试漏合格后,所述管廊抽水浮出水面后,在所述管廊外壁设置防锚层,并进行舾装施工;

    7、s400、管廊运输至结构装配区:开启所述第一闸门,关闭第二闸门,将后处理好的所述管廊逐个沿浮运航道运送至所述结构装配区,到达所述结构装配区后,关闭所述第一闸门,防止水流倒流,抽空所述管廊预制区内的水,准备下一节所述管廊的预制工作;

    8、s500、结构装配:在所述结构装配区内,使用缆绳固定所述管廊,确保其稳定,将所述数据方舱吊至所述管廊对应的检修门处进行对接,对接完成后打通封闭的检修门;完成一组所述数据方舱装配后,向前移动所述管廊至下一组所述数据装配,重复上述所述装配步骤,直至所有所述管廊与所述数据方舱均完成装配,组合形成所述海底数据中心;

    9、s600、结构装配检查:对整个装配完成的所述海底数据中心进行全面检查,包括压力测试、气密性测试、水密性测试,确保各项指标合格。

    10、s700、海底数据中心的安装:所述海底数据中心各项指标合格后,开启所述第二闸门,由驳船托运至海域的设计地点后安装于海底。

    11、进一步地,所述钢壳的底部为底板,两个侧部为侧板,顶部为顶板;所述钢壳由内面板、外面板通过若干横向隔板和纵向隔板连接而成,所述横向隔板和纵向隔板将钢壳内腔分隔成若干独立的隔舱,所述隔舱用于浇筑混凝土,每一所述隔舱上均预留有浇筑孔和排气孔;所述横向隔板设有横向扁肋,所述纵向隔板上设有纵向加劲肋,所述纵向加劲肋上还设有焊钉。

    12、进一步地,采用自密实混凝土对所述钢壳内的所述隔舱进行浇筑。

    13、进一步地,在步骤s200中,所述管廊的预制包括以下步骤:

    14、s201、钢壳及支架制作:根据设计要求,切割板材并制作所述内面板和所述外面板;制作所述横向隔板,并在设计位置设置所述横向扁肋以增加所述横向隔板强度;制作所述纵向隔板,并在其上设置所述纵向加劲肋以增强所述纵向隔板在纵向的强度和刚度;同时,在所述纵向加劲肋上设置所述焊钉;且在两个所述侧板的设计位置预留检修门;之后,切割板材并制作所述支架和所述管托;

    15、s202、焊接组装:先将所述内面板、所述外面板、所述横向隔板和所述纵向隔板通过焊接的方式组装在一起,形成完整的所述钢壳结构;利用所述横向隔板和所述纵向隔板将所述钢壳内腔分隔成若干独立的所述隔舱;在每一隔舱上预留浇筑孔和排气孔;并对所述检修门进行封闭;之后将所述支架焊接在所述检修门下与钢壳内腔焊接为一体,同时将所述管托安装在所述支架上;

    16、s203、混凝土浇筑:采用拖泵和浇筑机按照底板、侧板、侧板上支架和顶板的顺序依次对所述钢壳进行浇筑,直至填满整个隔舱;待混凝土初凝后,封闭浇筑孔,防止水分和杂物进入所述隔舱内,混凝土完全凝固后管廊预制完成。

    17、进一步地,所述管廊与所述数据方舱对接部分采用柔性连接,并利用止水带包裹完成防水设置。

    18、进一步地,所述管廊两侧对称布设2~3组所述数据方舱,下层所述数据方舱至上层所述支架间预留30~50cm的距离。

    19、优选地,安装在海底的所述管廊靠近海岸线一侧设有连通陆地的隧道。

    20、优选地,安装在海底的所述管廊在离海岸线不远处设有高于海平面的入口。

    21、进一步地,在所述海底数据中心装配方法的步骤s300中,所述防锚层为涂覆特殊防护涂层形成一层保护屏障层;所述舾装施工包括管廊内部照明系统、通风系统、排水系统的安装和管廊外部压载水箱、压载水管系、临时通风辅助设施的安装。

    22、进一步地,在所述海底数据中心装配方法步骤s500中,通过调节所述管廊内的水量来控制所述管廊的沉浮,以适应不同高度的所述数据方舱装配需求。

    23、本发明的有益效果是:

    24、(1)通过海底管廊与数据方舱相连接,使检修人员可以通过海底管廊直接进入到数据方舱中进行维修,不会导致数据中心出现数据服务中断,实现了海底数据的实时监测;同时,采用在管廊靠近海岸线一侧设有连通陆地的隧道或管廊在离海岸线不远处设有高于海平面的入口的方式,使海底数据中心日常维护和检修更加便利;

    25、(2)通过在管廊两侧对称布设2~3组所述数据方舱的结构,采用柔性连接所述管廊与所述数据方舱,节省了空间,实现海底数据中心数据方舱的合理布置。

    26、(3)外层为钢壳内部浇筑混凝土的,由于结构外部由钢壳完全覆盖,水密性更强,使得海底管廊具有更好的防水性;同时,还能够抵御更强的潮汐以及地震影响;钢壳上的支架与钢壳共同浇筑,一体性更强,整体具有更高的强度;在管廊内布设数据传输线,降低了海水对数据传输线的侵蚀破坏作用。

    27、(4)在钢壳内浇筑混凝土时,由于自密实混凝土是在自身重力作用下,能够流动、密实,即使钢壳内部存在致密结构也能完全填充,同时获得很好均质性,并且不需要附加振动的混凝土,能够在隔舱内部形成密实结构,而普通混凝土会因为无法振捣难以填充密实,容易出现脱空现象,因此,采用自密实混凝土与钢壳优势互补,具有良好的力学性能,减少了施工时间并避免了振捣对钢壳的磨损。

    28、(5)钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心内部外部结构的相互结合,共同提升了海底数据中心的可靠性、可维护性、安全性,同时采用管段预制区、结构装配区分区独立预制和装配的装配方法,提高了施工效率。


    技术特征:

    1.钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:所述钢壳的底部为底板,两个侧部为侧板,顶部为顶板;所述钢壳由内面板、外面板通过若干横向隔板和纵向隔板连接而成,所述横向隔板和纵向隔板将钢壳内腔分隔成若干独立的隔舱,所述隔舱用于浇筑混凝土,每一所述隔舱上均预留有浇筑孔和排气孔;所述横向隔板设有横向扁肋,所述纵向隔板上设有纵向加劲肋,所述纵向加劲肋上还设有焊钉。

    3.根据权利要求2所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:采用自密实混凝土对所述钢壳内的所述隔舱进行浇筑。

    4.根据权利要求2所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:在步骤s200中,所述管廊的预制包括以下步骤:

    5.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:所述管廊与所述数据方舱对接部分采用柔性连接,并采用止水带包裹完成防水设置。

    6.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:所述管廊两侧对称布设2~3组所述数据方舱,下层所述数据方舱至上层所述支架间预留30~50cm的距离。

    7.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:安装在海底的所述管廊靠近海岸线一侧设有连通陆地的隧道。

    8.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:安装在海底的所述管廊在离海岸线不远处设有高于海平面的入口。

    9.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:在所述海底数据中心装配方法的步骤s300中,所述防锚层为涂覆特殊防护涂层形成一层保护屏障层;所述舾装施工包括管廊内部照明系统、通风系统、排水系统的安装和管廊外部压载水箱、压载水管系、临时通风辅助设施的安装。

    10.根据权利要求1所述的钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,其特征在于:在所述海底数据中心装配方法的步骤s500中,通过调节所述管廊内的水量来控制所述管廊的沉浮,以适应不同高度的所述数据方舱装配需求。


    技术总结
    本发明提出了钢壳混凝土管廊与数据方舱的海底数据中心的装配方法,属于海洋工程领域;包括准备阶段、管廊预制、管廊的后处理、管廊运输至结构装配区、结构装配、结构装配检查、海底数据中心的安装;所述管廊由于结构外部由钢壳完全覆盖,水密性更强,还能够抵御更强的潮汐以及地震影响;钢壳上的支架与钢壳共同浇筑一体性更强;所述管廊与所述数据方舱连接并形成海底数据中心,使检修人员可以通过海底管廊直接进入到数据方舱中进行维修;通过在管廊两侧对称布设2~3组所述数据方舱的结构,实现海底数据中心数据方舱的合理布置;采用管段预制区、结构装配区分区独立预制和装配的装配方法,提高了施工效率。

    技术研发人员:应宗权,万景琳,左华楠,王雪刚,林美鸿,温承永
    受保护的技术使用者:中交四航工程研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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