海底數(shù)據(jù)中心由艙體及水下結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)有機(jī)組成。以大型水下密封艙體和結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電氣設(shè)備等安裝在密封的艙體中，就像是一頭巨大的鋼鐵海底巨獸，在復(fù)雜多變的海底潛伏著，利用低溫的海水洋流為腹中的超算數(shù)據(jù)處理中心提供適宜的工作環(huán)境。假如艙內(nèi)的服務(wù)器、電氣設(shè)備比作這只海洋巨獸的內(nèi)臟的話，那么粗壯結(jié)實(shí)的水下結(jié)構(gòu)和罐體就如同它的骨骼和肚皮一樣，對(duì)內(nèi)部的設(shè)施提供支撐和保護(hù)，抵抗海底巨大的水壓、強(qiáng)勁的洋流、巨浪和臺(tái)風(fēng)的侵襲，確保海底數(shù)據(jù)中心能夠在30米水深的海底穩(wěn)定運(yùn)行25年 。
01艙體系統(tǒng)——罐體
鋼鐵海獸的肚皮，密封艙體系統(tǒng)采用罐體+鞍座支撐的結(jié)構(gòu)，罐體為圓柱體，之所以設(shè)計(jì)為圓柱體，是因?yàn)閳A柱形相對(duì)于其他形狀，更能適應(yīng)海水環(huán)境，能夠更好的抵抗波浪和海流的作用，均勻海水壓力，同時(shí)圓柱形也是最經(jīng)濟(jì)和制造工藝最成熟的方案。
艙體材料使用海洋工程高強(qiáng)度鋼板，通過(guò)鋼板的卷制、焊接形成罐體，罐體密封采用法蘭密封的形式，使用密封圈，密封效果好，能適應(yīng)海水壓力和使用年限的要求。
02艙體系統(tǒng)——支撐結(jié)構(gòu)
對(duì)艙體進(jìn)行固定支撐的鋼制結(jié)構(gòu)和防沉板作為海獸的骨架和四肢支撐，主要作用就是抵抗海水壓力，提供隔絕外部環(huán)境，保持穩(wěn)定的無(wú)氧低溫環(huán)境，同時(shí)在鋼梁和防沉板的作用下能夠抵抗自重以及風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷、有效防止在安裝過(guò)程中發(fā)生的不均勻沉降，將各個(gè)系統(tǒng)的荷載傳遞到地基中，屬于永久性支撐結(jié)構(gòu)，起到數(shù)據(jù)中心在海底的穩(wěn)定性和防護(hù)性作用。作為骨架支持的大型鋼制結(jié)構(gòu)主要由管式結(jié)構(gòu)及鋼制格柵板構(gòu)成，主要根據(jù)環(huán)境條件及運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)為罐體提供妥善的防護(hù)和支撐，是海底數(shù)據(jù)中心最安全的外骨架。
圖：防漁網(wǎng)保護(hù)框架及防沉板基礎(chǔ)
圖：帶格柵板防落物防漁網(wǎng)保護(hù)結(jié)構(gòu)及吸力樁基礎(chǔ)
03艙體系統(tǒng)——防沉板
在海底工程行業(yè)中，比較常見(jiàn)的有3類(lèi)基礎(chǔ)型式，包括重力式防沉板基礎(chǔ)、吸力樁筒型基礎(chǔ)和打入樁基礎(chǔ)。
防沉板具有建造成本低、安裝方便、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)將荷載分布到海床上，防沉板可以支撐上部結(jié)構(gòu)/設(shè)備的荷載而不發(fā)生承載力破壞，基礎(chǔ)的沉降應(yīng)能夠滿足結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。通常在淺水環(huán)境且表層土壤地質(zhì)條件較好的海底設(shè)施項(xiàng)目中應(yīng)用多見(jiàn)。
圖：重力式防沉板基礎(chǔ)
04吸力樁
吸力樁筒型基礎(chǔ)是一種下部開(kāi)口，頂部采用蓋板封閉的圓筒結(jié)構(gòu)，其安裝通常采用水泵對(duì)筒內(nèi)進(jìn)行抽真空，主要是利用筒體內(nèi)外的壓力差，使筒基貫入到海床中并在負(fù)壓作用下筒基被不斷的貫入到土壤中，直到貫入到設(shè)計(jì)入泥深度停止。吸力式筒型基礎(chǔ)具有定位準(zhǔn)確、便于回收利用，能夠減輕沖刷影響，承受較大的水平力和扭矩等優(yōu)點(diǎn)，因而一般在深水環(huán)境的海底設(shè)施項(xiàng)目中應(yīng)用較為多見(jiàn)。
圖：吸力樁式基礎(chǔ)
圖：吸力樁基礎(chǔ)施工
05打入樁
打入樁（也包括鉆入樁）基礎(chǔ)是目前海洋工程結(jié)構(gòu)物中最為常見(jiàn)的基礎(chǔ)形式，其承載力計(jì)算和安裝技術(shù)成熟可靠。通常在缺乏工程地質(zhì)勘查資料時(shí)，為保證后期能夠滿足各種工況的需求，可以采用打入樁進(jìn)行海底結(jié)構(gòu)物的固定，但需要?jiǎng)訂T水下打樁錘、安裝船舶等專(zhuān)用設(shè)備，施工難度和成本需要結(jié)合整體設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，目前在在淺水區(qū)域水面設(shè)施應(yīng)用較多，深水環(huán)境的海底設(shè)施項(xiàng)目中應(yīng)用較少。
圖：水面設(shè)施的樁基礎(chǔ)施工
06防腐系統(tǒng)
了解完鋼鐵海獸的骨骼系統(tǒng)，接下來(lái)介紹的就是鋼鐵海獸的皮膚——防腐系統(tǒng)。
眾所周知，海水是自然界中量最大、腐蝕性較強(qiáng)的一種天然電解質(zhì)。海水中高鹽、富氧等都是導(dǎo)致其高腐蝕性的重要因素。同時(shí)，波、浪、潮、流產(chǎn)生的低頻往復(fù)應(yīng)力和沖擊力，再加上海洋微生物、附著生物及它們的代謝產(chǎn)物等都對(duì)腐蝕過(guò)程產(chǎn)生直接或間接的加速作用。
除此之外，海洋腐蝕還包括海生物污損腐蝕，主要指海生物附著在金屬表面上影響氧擴(kuò)散，造成細(xì)菌棲息，改變環(huán)境條件，破壞表面膜和涂層。這種腐蝕在船底及海水管道中尤為顯著。
海底數(shù)據(jù)中心水下結(jié)構(gòu)的主要材料都是金屬材質(zhì)，一套采用防腐涂層和犧牲陽(yáng)極對(duì)金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)，配合能夠有效減緩海生物附著生長(zhǎng)的防海生物系統(tǒng)，成為海底數(shù)據(jù)中心首選的綜合防腐方案。針對(duì)設(shè)計(jì)水深、設(shè)計(jì)壽命等環(huán)境條件數(shù)據(jù)，防腐涂層起到隔離腐蝕介質(zhì)的作用，犧牲陽(yáng)極起保護(hù)金屬不受腐蝕作用，防海生物系統(tǒng)在海底水流控制及海生物抑制上施展神功，一套“聯(lián)合保護(hù)”的組合拳為鋼鐵海獸穿上了金剛不壞的“神奇皮膚衣”。
總結(jié)
海底數(shù)據(jù)中心的水下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于大量的海底勘察和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用高強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)，解決了艙體密封、海底固定、海水腐蝕等一系列難題，同時(shí)考慮制造的便利性，選擇采用罐體這種成熟可行的制造方案，為數(shù)據(jù)中心的水下布放提供了切實(shí)可靠的依據(jù)，后續(xù)還將進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，擁有更大的容量，更高的強(qiáng)度，滿足不同場(chǎng)景布放的需求。