可移动半潜浮式海上超算中心的制作方法

1.本实用新型涉及超级计算中心领域，具体涉及一种可利用海水降温及绿色能源供电的可移动半潜浮式海上超算中心。


背景技术：

2.随着世界信息技术的迅猛发展，人类已快步踏入了云时代，对数据存储和计算资源的需求越来越大，超算中心的规模也越来越大，其能耗也以惊人的速度快速增加。设备所消耗的电能除少部分以电磁辐射形式消散外，绝大多数的电能最终转换为热能，巨大的散热需求使得数据中心冷却设备耗电占总功耗的40％以上。利用自然冷源来冷却超算中心是降低功耗的最直接有效手段之一。
3.目前，我国的超算中心考虑用电成本，大部分超算中心选址在西北地区，而超算中心的用户又集中在东南沿海区域。随着基于云的计算和基于云的服务增长，客户想要它们的云应用速度尽可能快，同时还需满足对隐私、安全性等方面的要求，为此，将来的超算中心需要被定位为尽可能接近客户基地。
4.现有技术中，公开号为专利cn105556113公布了一种水基数据中心设备和利用闭环热管理系统的方法，该专利提出将数据中心布置于海上船舶舱室内，并利用抽取底层海水来循环冷却数据中心；专利cn106102413公布了一种水下数据处理器，将数据中心用锚系泊于海底实现利用海水冷却。将数据中心布置在船舶或直接布置在水下达到了利用海水冷源的目的，但超算中心巨大的电力负荷需求要求系统具有海上大功率电力的供应能力，且单独为数据中心配置的依托结构物如船舶或水下结构物成本高昂。
5.随着近年来海上发电平台的大规模开发和技术发展的日趋成熟，将超算中心与海洋能源供应平台相结合，可很好地解决上述问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种可移动半潜浮式海上超算中心。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种可移动半潜浮式海上超算中心，包括半潜式平台，半潜式平台上设置有若干水密仓体，各水密仓体内部分别设置有超算模块，半潜式平台通过抽排水系统上浮或下潜，半潜式平台处于上浮状态时，水密仓体露出水面一定高度，半潜式平台处于下潜状态时，水密仓体完全淹没于水面之下，半潜式平台上还设置有波浪能发电装置，用于将波浪能转化为电能并传送至储能单元，各水密仓体通过气密通道相互连通并接入到储能单元所在舱体，实现超算模块与储能单元的电连接。
9.进一步地，所述半潜式平台包括平台本体，平台本体甲板安装有若干立柱，各立柱顶部连接为水上平台，所述水密仓体安装在平台本体甲板上，所述储能单元安装在水上平台上。
10.进一步地，所述波浪能发电装置包括设置在立柱之间的吸波浮子和密闭的发电设
备仓，发电设备仓内部设置有曲轴和与曲轴铰接的波浪能转换元件，曲轴两端伸出发电设备仓后分别通过铰轴支撑与吸波浮子的两个支撑臂连接，使得吸波浮子能够带动曲轴同步运动，进而驱动波浪能转换元件发电。
11.进一步地，所述水上平台上设置有桅杆灯塔，桅杆灯塔上安装有导航、气象、通讯及观测设备。
12.进一步地，所述水上平台上还安装有若干风力发电机，用于将风能转化为电能并传送至储能单元。
13.进一步地，所述水上平台上还安装有太阳能发电板，用于将太阳能转化为电能并传送至储能单元。
14.进一步地，所述平台本体底面端部设置有推进器。
15.进一步地，所述平台本体外围四周均布若干个系泊吊耳，系泊缆一端连接系泊吊耳，另一端连接系泊锚。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、将超算中心依托于半潜浮式海上发电平台上，超算中心可以被部署得相对地接近当前和潜在客户，提高用户体验感受。
18.2、充分利用与海水的热交换对超算中心进行自然冷却，取代传统风力冷却、普通液体冷却等方法，极大降低能耗，省去冷却装置维护费用。
19.3、充分利用波浪能、潮流能、风能、太阳能等清洁无污染的可再生能源，实现超算中心自给供电。
20.4、半潜船式设计，可在水面停留、可像船舶一样在海面航行，也可以停靠码头，使超算中心的投放、维护和迁移的难度和成本大大降低。
附图说明
21.图1为本实施例的可移动半潜浮式海上超算中心的结构示意图；
22.图2为本实施例的波浪能发电装置的结构示意图；
23.图3为本实施例的波浪能发电装置的运动示意图；
24.附图标记说明：1-平台本体；2-水密仓体；3-超算模块；4-水密通道；5-立柱；6-设备舱；7-桅杆灯塔；8-波浪能发电装置；81-吸波浮子；82-发电设备仓；83-曲轴；84-波浪能转换元件；85-支撑臂；86-密封座；87-连轴器；88-铰轴支撑。
具体实施方式
25.下面将结合本实施例中的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
27.实施例
28.请参照图1所示，本实施例的可移动半潜浮式海上超算中心，主要包括半潜式平台和设置在半潜式平台上的超算中心。超算中心工作时，半潜式平台下潜，依托于半潜式平台的超算中心的仓体处于浅层海水包覆的环境，与水面式超算中心相比水温更低、与海底式超算中心相比海水流动性大，具有很好的自然换热效果。同时，还可配套辅助冷却的水-水强迫冷却系统，使海水通过循环水路进出仓体将热量带走。超算中心维护、保养时，半潜式平台上浮，使超算中心的仓体露出水面，维护、保养人员和设备可登船工作。若遭遇海啸和台风等自然灾害的正面袭击，还可事先将平台浮起、收锚后航行、拖行到附近港口避灾。
29.半潜式平台的主体结构主要由平台主体1和其上的若干立柱5组成，平台主体1由纵横多排舱体组成，顶面为甲板，立柱5从上到下也可分为多个舱体，各立柱5顶部连接为水上平台。半潜式平台所有需要提供浮力的舱体均安装排气管和排水管。舱内排气进水，实现半潜式平台向下潜；舱内加气排水，实现半潜式平台向上浮。控制舱内进排水、气的量可实现半潜式平台最高升至平台主体甲板露出水面一定高度，便于维护、保养人员和设备登船工作，最低潜至除水上平台露出水面外半潜式平台其他部分均淹没于水面之下，可大幅提高半潜式平台的抗风暴能力，有利于超算中心的稳定运行。平台主体1前后两端设计成具有一定斜度，以减小拖行或航行阻力。平台主体1底面两个端部可安装推进器，从而实现动力定位和短距离航行。为进一步固定半潜式平台，平台本体外围四周均布若干个系泊吊耳，系泊缆一端连接系泊吊耳，另一端连接系泊锚，可在风暴中保持基本恒定的受力，保障平台稳定运行。为增大平台整体在波浪中的稳定性，平台主体1的甲板面积尽可能做大，平台的吃水深度尽可能加大，但立柱5的截面积不宜过大，尽量使平台整体重心靠下端，浮心靠上端。
30.超算中心主要由分布在平台主体1上的若干水密仓体2和设置在水密仓体2内部的超算模块3组成。水密仓体2之间通过水密通道4相互连通，并接入到储能单元所在的设备舱6，实现超算模块3与储能单元的电连接。水密仓体2的材质优先选用导热系数高、防水性好、强度高的板材，通过与海水进行热交换给超算模块散热冷却。优选的，还可以在水密仓体2内设置用于辅助冷却的水-水强迫冷却系统，增强超算模块在高负荷下的散热冷却，具体设计均为现有技术，在此不再赘述。超算模块3通过支架固定在水密仓体2内部，优选的，水密筒体2内部充满氮气，以确保内部设备的耐腐蚀效果。
31.半潜式平台的供电系统可采用风能 太阳能 波浪能 潮流能 储能组成的海上可持续供电系统。另外，为了保证超算中心的供能要求，还可配套备用柴油发电系统以及接入岸电主电网。立柱5顶部形成的水上平台中心为能量转换平台的设备舱6，内部安装波浪能、潮流能、风能和太阳能等不需要裸露在外部的相关转换设备、储能单元、空压机、备用发电机、控制器等。设备舱6顶面安装有桅杆灯塔7，用来安装导航、气象、通讯、观测等设备。风力发电机可安装在水上平台上，将风能转为电能。太阳能发电板可铺设在水上平台上方，将太阳能转为电能。波浪能发电装置8的设计位置在平台工作水线附近，可安装在立柱5之间，用于将波浪能转为电能。潮流能发电装置则可安装在平台主体1甲板上，用于将潮流能转为电能。
32.半潜式平台的四种不同发电设备发出的电能转换为直流电后统一存储在储能单元中，储能单元可选蓄电池组，存储的电能可通过水密电缆接口向外输出电能，实现极端条
件下生产电力的不间断供给和自动化生产。
33.如图2和3所示，波浪能发电装置8包括设置在立柱5之间的吸波浮子81和发电设备仓82。吸波浮子81采用现有的鹰头型波浪能吸波浮子，发电设备仓82安装在吸波浮子81下方，密闭设置，且位于吸波浮子81中部的顶面向上凸起。发电设备仓82内部设置有曲轴83和波浪能转换元件84，波浪能转换元件84下端与发电设备仓82底面铰接，上端与曲轴83铰接，曲轴83两端伸出发电设备仓82后分别通过联轴器87与安装在发电设备仓82顶面的铰轴支撑88的转轴连接，曲轴83与发电设备仓82通过密封座86实现动密封连接。吸波浮子81两侧分别通过支撑臂85与铰轴支撑88的转轴固定连接，如此，当吸波浮子81绕铰轴支撑88摆动时，将带动铰轴支撑88的转轴同步摆动，该转轴通过联轴器87带动曲轴83同步摆动，从而驱动波浪能转换元件84做功发电。波浪能转换元件84可采用液压缸、直线电机等现有做直线运动的转换元件。
34.本实用新型的波浪能发电装置8将波浪能转换元件84设置在密闭的发电设备仓82中，不与外部的吸波浮子81直接连接，一来，可避免海水等外部因素的侵蚀、破坏，提高设备的工作寿命，二来，由于波浪能转换元件84不再牵制吸波浮子81的运动，因此，吸波浮子81的摆动幅度可大幅提高，如图3所示，可完全利用波浪能量，显著提升波浪能发电装置8的发电效率。
35.综上，本实用新型的可移动半潜浮式海上超算中心，通过将超算中心设置在半潜浮式海上发电平台上，超算中心可以被部署得相对地接近当前和潜在客户；可充分利用与海水的热交换对超算中心进行自然冷却，降低能耗的同时几乎不会影响到周围环境；利用波浪能、潮流能、太阳能、风能等清洁能源作为电力来源，实现海上可再生能源就近获取，就地使用，绿色环保的同时，可大幅提高超算中心供电的可靠度；半潜式平台可在水面停留、可像船舶一样在海面航行，也可以停靠码头，使超算中心的投放、维护和迁移的难度和成本大大降低。
36.上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。