水下数据中心技术要求

1水下数据中心技术要求本文件规定了水下数据中心的分级、组成和技术要求，具体包含基本要求、结构要求率、制冷系统要求、电气系统要求、综合监控系统要求、网络与综合布线系统要求、消防统要求、场地及环境要求等。本文件适用于部署于海洋的水下数据中心的设计、制造、安装与应用。部署于湖泊、江水(江河)2规范性引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T150.1压力容器第1部分：通用要求GB/T150.4压力容器第4部分：制造、检验和验收GB8624建筑材料及制品燃烧性能分级GB/T9771(所有部分)通信用单模光纤GB/T12357.1通信用GB/T12706.2额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件第2部分；GB/T14295空气过滤器GB/T14715-2017信息技术设备用不间断电源通用规范GB/T18233.1信息技术用户建筑群通用布缆第1部分：通用要求GB/T19485海洋工程环境影响评价技术导则GB20052-2020电力变压器能效限定值及能效等级GB/T20936.2爆炸性环境用气体探测器第2部分：可燃气体和氧气探测器的选型护GB/T31240信息技术用户建筑群布缆的路径和空间GB/T35988石油天然气工业海底管道阴极保护GB/T41783模块化数据中心通用规范GB50016建筑设计防火规范(附条文说明)GB50034建筑照明设计标准(附条文说明)GB5005320kV及以下变电所设计规范(附条文说明)GB50174-2017数据中心设计规范GB50974消防给水及消火栓系统技术规范(附条文说明)2GB55036消防设施通用规范YD/T769通信用中心管填充式室外光缆YD/T901通信用层绞填充式室外光缆YD/T1171-2015IP网络技术要求网络性能参数与指标JB/T11167(所有部分)额定电压10kV(Um=12kV)至110kV(Un=126kV)交联聚乙烯绝缘大长度交流海底电缆及附件SY/T10030-2018海上固定平台规划、设计和建造的推荐作法工作应力设计法3术语和定义GB/T150.1、GB/T150.4、GB50174-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。水下数据中心underwaterdatacenter通过专门的可密闭物理载体将主机单元与支持单元放置在水下，由岸站提供支持功能，并利用水体进行散热的数据中心。水下数据终端underwaterdataterminal电子信息设备和支持其运行的水下配套基础设施的统称。水下舱体underwatercabin部署于水下，为主机单元、支持单元提供密闭物理存放空间的舱式结构物载体。主机单元computerunite水下舱体中主要放置电子信息设备的区域。支持单元supportunite水下舱体中集中放置供配电设备、空调制冷设备、网络接入设备、安全监测设备等为主机单元提供动力支持、安全保障的基础设施的区域。为水下数据终端提供管理辅助和动力支持的场所，一般是陆上建筑物，可由多个房间、单个房间或某个房间的一部分构成负责岸站与水下舱体间电力供应及网络通讯中间接续的设施，可通过增减级联数满足不同水下数据中心的规模需求。不间断电源系统uninterruptiblepowersystem;UPS由变流器、开关和储能装置(如蓄电池)组合构成的，在交流输入电源异常时，用以维持负载电力连续性的电源设备。电能利用效率powerusageeffectiveness;PUE3同一时间周期内水下数据中心总电能消耗量与电子信息设备电能消耗量之比。水下基础underwaterfoundation用于定位和支撑水下舱体或水上平台的基础框架。重力式基础gravitytypefoundation一般为片状结构物，能够通过结构板或裙板将水下舱体载荷分散到海床的水下基础。总控中心enterprisecommandcenter;为水下数据中心动力环境监控、安全防护、消防、基础设施管理等系统提供集中监控、指挥调度、技术支持等的平台，是岸站的组成部分之一下列缩略语适用于本文件。BMS:电池管理系统(BatteryOPCUA:开放平台通信一统一架构(OpenPlatformCommunications-PDU:电源分配单元(PowerQoS:服务质量(QualityofService)TCP:传输控制协议(Transmission5水下数据中心的分级水下数据中心根据其使用性质及数据丢失或网络中断在经济或社会上造成的损失或影响程度，划分a)A级水下数据中心的基础设施应具备容错系统配置，在电子信息系统运行期间，基础设施应在一次意外事故后、单系统设备维护或检修时仍能保证电子信息系统正常运行：水下数据中心配电应配备双电源加备用电源，水下数据终端应配备不间断电源系统，制冷设备应配备双电源：b)B级水下数据中心的基础设施应具备冗余要求配置，在电子信息系统运行期间，基础设施在冗余能力范围内，不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断水下数据中心配电应配备双电源或一路电源加备用电源，水下数据终端应配备不间断电源系统，制冷设备应配备双电源：c)C级水下数据中心的基础设施应具备基本需求配置，在基础设施正常运行情况下，应保证电子信息系统运行不中断水下数据中心配电可配备一路电源，水下数据络端可单路供电，并应配备不间断电源系统。6水下数据中心的组成水下数据中心主要由物理载体、制冷系统、电气系统、综合监控系统、网络与综合布线系统和缆线系统组成。a)物理载体如图1所示，包括水下舱体、岸站、中继站(可选)等部分：下圈下阁帝57.1.4水下舱体及水下基础抗震设防的设计参见附录A.并应满足如下要求：a)当遭遇多遇地震动影响时，水下舱体及水下基础允许发生轻微变形，但修复后可以正常使用；b)当遭遇罕遇地震动影响时，水下舱体及水下基础允许发生变形，但不应出现整体移位和倒塌；c)多遇地震动、罕遇地震动的超越概率水准不应低于表1的规定。表1各级地震动的超越概率水准7.1.5水下数据中心应符合环保要求，应按GB/T19485的要求进行海洋生态环境影响评价，评估内容7.2结构要求7.2.1.1水下舱体的设计应符合GB/T150.1的要求，制造完工的水下舱体应符合设计文件的规定及7.2.1.2水下数据终端设备整体高度不宜超过2.2m。7.2.1.3水下舱体内部各设施宜采用模块化拼装，方便扩容及维修。7.2.1.4水下舱体内的布置应满足系统运行、人员操作安全、设备散热、安装和维护的要求7.2.1.5相互备用设备宜布置在不同物理区域内。7.2.1.6对于有密封要求的水下舱体，装入设施设备后，应进行并通过泄漏试验。a)泄漏试验包括气密测试以及背压测试：b)试验压力、试验介质和相应的检验要求应在设计文件中注明：c)负压气密测试压力参考值为0.85Bar。7.2.1.7水下舱体与海水接触部分应具备一定的防腐能力，涂层系阴极保护应符合GB/T35988的规定。7.2.2水下基础7.2.2.1水下基础的设计宜参考SY/T7064.4、SY/T1003应符合设计文件的规定。7.2.2.2水下基础应进行结构强度计算、在位分析，应考虑百年风暴力、地震力以及冲刷的影响。7.2.2.3水下基础类型的选择应根据海底土壤地基、海域水文信息的具体情况综合考虑。7.2.2.4水下基础布放时基础与水平的夹角不宜大于2°。7.2.2.5水下基础的极限稳定性宜采用极限平衡法，外加荷载与基础抗力应平衡，应适当考虑基础土体发生过大的位移或变形的潜在影响。特定失7.2.2.6重力式基础应综合考虑滑坡、掏空、沙土液化以及冲刷等的综合影响。重力式基础宜采用钢结构并增加一定压载。N急电源),末端切换：一77.4.14水下空调设备的制冷量应根据全年最热水体温度校核选型7.4.15岸站的制冷系统应符合GB50174-2017的相关要求，宜采用绿色节能型制冷系统。7.5电气系统要求7.5.1供配电要求7.5.1.1各等级水下数据中心供给电子信息设备的交流供电电源质量应符合表3的要求。表3电子信息设备的交流供电电源质量要求57.5.1.2各等级水下数据中心供配电系统应符合表4的要求。表4供配电系统要求N(N+X)冗余(T-1~N)一N一注2:"一"表示不要求。7.5.1.3水下数据中心宜采用干式变压器，变压器能效等级应不低于GB20052-2020中的2级。7.5.1.4A级、B级水下数据终端末端空调、控制系统、水泵应采用UPS供电，且宜选用独立于向电子信息设备供电的UPS,UPS应符合GB/T14715-2017的相关要求。7.5.1.5UPS宜独立设置外部输入、输出断路器保护，UPS输入输出配电柜内断路器开关应具备通讯及远程控制功能。7.5.1.6交流配电列头柜和交流专用配电母线宜配备电源监测装置，开关宜具有远程操作功能，并应提供远程通信接口等。子信息设备用电量、数据中心用电量、电能利用效率电池输入电压、电流，容量、电池后备时间同步/不同步状态、UPS系统/旁路供电状态荷电状态S0C、健康状态SOH、电池开关柜状态和各注2:健康状态是指电池当前的容量与出厂容注3:“一”表示不要求。一 7.9.2.5海缆敷设后应根据水域环境情况采用合适的保护措施，如掩埋、保护管保护、混凝土垫子、沙袋以及碎石铺设等。7.10场地及环境要求7.10.1.1整体选址包括但不限于如下要求：a)应避开地震断裂带；b)应远离强振源和强噪声源：c)应避开强电磁场干扰：d)应满足当地海洋及海岸规划要求，避开生态红线；e)各等级水下数据中心选址应符合表8要求。表B各等级水下数据中心选址要求当中继站作为水下设施时应满足要求。中维站作为水下设施或水上平台均应满足要求。7.10.1.2水下舱体、中继站选址包括但不限于如下要求：a)应避开船舶航线、海上作业区、锚泊区等对水下数据中心造成潜在风险的区域：b)水文地质条件应满足部署与运行环境要求。7.10.1.3岸站选址包括但不限于如下要求：a)电力供应应稳定可靠，通信畅通，交通便捷：b)应远离产生粉尘、油烟、有害气体以及生产或贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的场所；c)应避免涨潮、台风造成的水涝等风险7.10.2电磁环境水下数据中心的无线电骚扰环境场强应在80MHz~1000MHz和1400MHz~2000MHz频段范围内，应不大于130dB(μV/m),工频磁场场强应不大于30A/m。水下舱体及水下基础抗震设防设计A.1抗震设防设计A.1.1水下舱体设计时应考虑舱内设备的影响，设备应分布均匀，重量重心的设计应能保证水下和水上的静力平衡状态A.1.2抗震设防烈度和设计地震加速度的选取应按所在海域的地震调查分析结果进行。若无详细调查资料，可参考GB50011-2010附录A相邻陆域分组和烈度特征进行设计。A.1.3水下舱体及水下基础的地震作用分析参照SY/T10030—2018中5.3.6选择，同时应考虑受水动力和阻尼影响。A.1.4对于地震烈度6度(峰值水平加速度0.05g)及以下的海域，可免除地震分析。A.1.5立式水下舱体应进行水下舱体及水下基础的强度计算，结构抗地震性能及基于地震力的结构韧性的计算，应满足SY/T10030-2018的要求。A.1.6卧式水下舱体，可仅进行水平加速度条件下的水下舱体和水下基础的强度计算，可免除其动力响应和模态分析等工作。[1]SY/T7064.4石油天然