上海液冷機(jī)柜施工方案及技術(shù)實(shí)施流程一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與政策要求本項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)張江科學(xué)城，為新建智算中心液冷機(jī)房，總建筑面積約8600㎡，規(guī)劃部署冷板式液冷機(jī)柜320臺(tái)、浸沒(méi)式液冷機(jī)柜180臺(tái)，合計(jì)500臺(tái)液冷設(shè)備，滿(mǎn)足上海市《智能算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展“算力浦江”智算行動(dòng)實(shí)施方案（2024-2025年）》中“液冷機(jī)柜占比超50%、新建智算中心PUE≤1.25”的強(qiáng)制性要求。項(xiàng)目采用“冷板為主、浸沒(méi)為輔”的混合部署模式，其中冷板式機(jī)柜服務(wù)15kW標(biāo)準(zhǔn)AI服務(wù)器集群，浸沒(méi)式機(jī)柜服務(wù)30kW以上超高密GPU集群，預(yù)計(jì)投產(chǎn)后單機(jī)柜年均PUE控制在1.18-1.22區(qū)間。1.2技術(shù)路線(xiàn)選擇技術(shù)類(lèi)型部署規(guī)模散熱能力適用場(chǎng)景核心標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)冷板式液冷320臺(tái)15-25kW/柜通用AI計(jì)算節(jié)點(diǎn)YD/T6049-2024浸沒(méi)式液冷180臺(tái)30-50kW/柜超高密GPU集群T/CIET812-2024、YD/T4274-2023冷板式系統(tǒng)采用集中式CDU架構(gòu)（N+1冗余配置），冷板材質(zhì)選用6061-T6鋁合金微通道結(jié)構(gòu)，通過(guò)導(dǎo)熱硅脂與CPU/GPU芯片緊密貼合；浸沒(méi)式系統(tǒng)采用單相氟化液（3M?Fluorinert?FC-43），機(jī)柜內(nèi)部設(shè)置蛇形冷凝盤(pán)管，配合外置閉式冷卻塔實(shí)現(xiàn)二次熱交換。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)團(tuán)隊(duì)完成三項(xiàng)核心工作：①深化設(shè)計(jì)，根據(jù)T/CIET812-2024標(biāo)準(zhǔn)要求，將冷板與服務(wù)器主板間隙控制在0.05mm以?xún)?nèi)，管道流速設(shè)計(jì)不超過(guò)1.5m/s；②BIM建模，利用Revit建立機(jī)房1:1三維模型，重點(diǎn)優(yōu)化CDU與機(jī)柜群的管路走向，避免交叉干擾；③工藝交底，編制《液冷施工工藝手冊(cè)》，明確冷板安裝扭矩（8-10N·m）、管路密封性測(cè)試壓力（0.8MPa/30min）等關(guān)鍵參數(shù)。2.2材料與設(shè)備準(zhǔn)備主要材料清單（部分）：冷板組件：含銅制分水器（Manifold）、快插接頭（符合ISO8434-1標(biāo)準(zhǔn)）、導(dǎo)熱墊片（導(dǎo)熱系數(shù)≥4.0W/m·K）冷卻液：冷板式采用50%乙二醇水溶液（電導(dǎo)率≤5μS/cm），浸沒(méi)式采用電子級(jí)氟化液（擊穿電壓≥40kV）管路系統(tǒng)：304不銹鋼無(wú)縫鋼管（DN25-DN50）、EPDM密封膠圈（耐溫-40℃~120℃）專(zhuān)用設(shè)備配置：精密扭矩扳手（精度±1%）、激光水平儀（誤差≤0.1mm/m）便攜式粒子計(jì)數(shù)器（檢測(cè)ISO8級(jí)潔凈度）冷卻液循環(huán)測(cè)試臺(tái)（流量范圍0-50L/min，壓力0-1.6MPa）2.3場(chǎng)地準(zhǔn)備機(jī)房區(qū)域?qū)嵤┤?jí)防護(hù)：①基礎(chǔ)處理，采用環(huán)氧樹(shù)脂地坪（厚度≥2mm），設(shè)置5‰坡度導(dǎo)向排水槽；②防水隔離，在機(jī)柜區(qū)下方鋪設(shè)1.5mm厚丁基橡膠防水膜，接縫處熱熔焊接；③承重加固，對(duì)放置浸沒(méi)式機(jī)柜的區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，混凝土墊層厚度增至200mm，配置Φ12mm鋼筋網(wǎng)（間距150mm×150mm），確保地面承重≥12kN/m2。三、主要施工流程3.1冷板式液冷系統(tǒng)施工（核心流程）3.1.1機(jī)柜安裝底座固定：采用10#槽鋼制作機(jī)柜底座，通過(guò)膨脹螺栓（M12×100mm）與地面連接，水平度偏差控制在±0.5mm/m以?xún)?nèi)機(jī)柜就位：使用液壓叉車(chē)將600mm×1200mm×2100mm標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜（含散熱孔擋板）吊裝到位，相鄰機(jī)柜并柜間隙≤2mm接地處理：機(jī)柜頂部設(shè)置2處M8接地點(diǎn)，通過(guò)6mm2多股銅纜與機(jī)房接地網(wǎng)連接（接地電阻≤1Ω）3.1.2冷板與管路安裝冷板預(yù)裝：在服務(wù)器主板CPU位置涂抹0.1mm厚導(dǎo)熱硅脂（采用交叉網(wǎng)格涂抹法），冷板安裝后進(jìn)行壓力測(cè)試（20kPa保壓5min，無(wú)可見(jiàn)變形）分水器部署：按照“上供下回”原則，將分水器固定于機(jī)柜后側(cè)立柱（高度1.8m），支路流阻差異控制在±10%以?xún)?nèi)管路連接：采用承插焊接工藝，管道焊接后進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢測(cè)（Ⅰ級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)），閥門(mén)與法蘭連接處加裝雙道密封墊3.1.3CDU系統(tǒng)集成CDU就位：集中式CDU機(jī)組（制冷量600kW/臺(tái)）安裝在機(jī)房專(zhuān)用設(shè)備區(qū)，與機(jī)柜群間距≥1.5m，基礎(chǔ)做防震處理（敷設(shè)10mm厚減震墊）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)：?jiǎn)?dòng)CDU循環(huán)泵，通過(guò)變頻調(diào)節(jié)使冷板進(jìn)出口溫差穩(wěn)定在5-8℃，流量偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)值的±5%3.2浸沒(méi)式液冷系統(tǒng)施工（關(guān)鍵環(huán)節(jié)）3.2.1密封柜體安裝Tank組裝：將52U浸沒(méi)式機(jī)柜（材質(zhì)316不銹鋼）現(xiàn)場(chǎng)拼接，法蘭連接處采用“密封膠+金屬包覆墊片”雙重密封，氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(cè)泄漏率≤1×10??Pa·m3/s冷凝盤(pán)管安裝：蛇形盤(pán)管（Φ12×1.5mm紫銅管）固定于柜體側(cè)上方，盤(pán)管間距100mm，與液面距離保持300mm，確保蒸汽冷凝效率≥95%3.2.2液體加注與循環(huán)調(diào)試惰性氣體置換：向Tank內(nèi)充入氮?dú)猓兌?9.99%），置換3次后氧含量降至0.5%以下階梯式加注：分三次注入氟化液，首次加注至設(shè)備高度1/3處（運(yùn)行12h排除氣泡），最終液位控制在設(shè)備頂部以上50mm沸騰測(cè)試：通過(guò)電加熱模擬服務(wù)器發(fā)熱（功率30kW），觀察液體沸騰狀態(tài)，確保無(wú)局部過(guò)熱（壁面溫度≤65℃）3.3系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與驗(yàn)收壓力測(cè)試：冷板系統(tǒng)以0.8MPa壓力保壓30min，壓降≤0.02MPa；浸沒(méi)式系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)壓測(cè)試（-0.05MPa/2h），無(wú)泄漏性能測(cè)試：在滿(mǎn)負(fù)載工況下（冷板25kW/柜，浸沒(méi)50kW/柜）連續(xù)運(yùn)行72h，監(jiān)測(cè)PUE值穩(wěn)定在1.20±0.02范圍數(shù)據(jù)采集：通過(guò)部署在CDU的傳感器（溫度、流量、壓力），建立液冷系統(tǒng)數(shù)字化臺(tái)賬，數(shù)據(jù)采樣頻率1次/秒四、質(zhì)量控制4.1關(guān)鍵工序控制點(diǎn)工序名稱(chēng)控制指標(biāo)檢測(cè)方法頻次冷板安裝接觸熱阻≤0.08℃·in2/W熱成像儀（分辨率640×512）100%檢驗(yàn)管路焊接焊縫表面粗糙度Ra≤3.2μm內(nèi)窺鏡+表面粗糙度儀每批次5%抽樣冷卻液加注水分含量≤50ppm卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀每桶檢測(cè)4.2質(zhì)量通病防治冷板接觸不良：采用“三點(diǎn)定位法”安裝，使用塞尺檢查貼合間隙，超差部位更換0.02mm厚銅箔墊片管路振動(dòng)噪音：在CDU出口管路設(shè)置波紋管減震器（補(bǔ)償量±5mm），支架間距控制在1.5m以?xún)?nèi)并加裝橡膠墊冷卻液污染：施工前對(duì)管道進(jìn)行化學(xué)清洗（檸檬酸溶液循環(huán)2h），加注口設(shè)置3μm精密過(guò)濾器五、安全管理5.1施工安全防護(hù)個(gè)人防護(hù)：接觸氟化液時(shí)佩戴丁腈橡膠手套（耐化學(xué)腐蝕等級(jí)≥Class3）、護(hù)目鏡及防毒面具（濾毒罐型號(hào)A2P2）動(dòng)火作業(yè)：焊接區(qū)域配備ABC干粉滅火器（4kg），設(shè)置防火毯（1.5m×1.5m），辦理《動(dòng)火許可證》后方可作業(yè)有限空間：進(jìn)入Tank內(nèi)部作業(yè)前，強(qiáng)制通風(fēng)30min，氧含量檢測(cè)合格（19.5%-23.5%）并設(shè)專(zhuān)人監(jiān)護(hù)5.2化學(xué)品管理氟化液存儲(chǔ)溫度控制在5-35℃，遠(yuǎn)離火源，與氧化劑隔離存放（間距≥3m）廢棄冷卻液交由具有危廢處理資質(zhì)的單位處置，轉(zhuǎn)移聯(lián)單保存至少5年設(shè)置應(yīng)急洗眼器（覆蓋半徑3m），配備專(zhuān)用吸附棉（吸附量≥10L/m2）六、應(yīng)急預(yù)案6.1泄漏應(yīng)急處理冷板式泄漏：立即關(guān)閉CDU對(duì)應(yīng)支路閥門(mén)，用專(zhuān)用扳手拆卸快接頭，使用吸水棉吸收泄漏液（每平方米泄漏面積使用2kg吸附棉），修復(fù)后重新進(jìn)行壓力測(cè)試。浸沒(méi)式泄漏：?jiǎn)?dòng)三級(jí)應(yīng)急響應(yīng)：①Tank區(qū)域聲光報(bào)警；②自動(dòng)切斷CDU循環(huán)泵；③開(kāi)啟通風(fēng)系統(tǒng)（換氣次數(shù)12次/h），人員穿戴全封閉防護(hù)服進(jìn)行泄漏點(diǎn)封堵。6.2火災(zāi)應(yīng)急處置電氣火災(zāi)：使用二氧化碳滅火器（噴射距離≥1.5m），嚴(yán)禁直接噴射帶液設(shè)備氟化液燃燒：采用干粉滅火器滅火，滅火后持續(xù)冷卻Tank外壁（水溫≤60℃），防止二次燃燒6.3設(shè)備故障應(yīng)急保障配置3臺(tái)備用CDU機(jī)組（N+1冗余），故障時(shí)通過(guò)快速切換閥（響應(yīng)時(shí)間＜10s）投入運(yùn)行，確保單組CDU故障不影響超過(guò)8臺(tái)機(jī)柜的正常工作。七、施工進(jìn)度計(jì)劃本項(xiàng)目總工期120天，采用“分區(qū)流水施工法”，劃分為A、B、C三個(gè)施工段，每個(gè)工段包含冷板區(qū)（100臺(tái)）和浸沒(méi)區(qū)（60臺(tái)）。關(guān)鍵里程碑節(jié)點(diǎn)：第30天：完成所有機(jī)柜基礎(chǔ)及接地系統(tǒng)施工第60天：冷板式液冷系統(tǒng)管路敷設(shè)完成第90天：浸沒(méi)式機(jī)柜液體加注及靜態(tài)測(cè)試第110天：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及性能測(cè)試第120天：竣工驗(yàn)收并交付八、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用數(shù)字孿生調(diào)試：搭建液冷系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺(tái)，實(shí)時(shí)映射CDU流量、冷板溫度等328個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，提前發(fā)現(xiàn)潛在的流量分配不均問(wèn)題（偏差預(yù)警閾值±8%）余熱回收利用：在CDU出口設(shè)置板式換熱器，將35℃的高溫冷卻液熱量回收用于機(jī)房供暖，預(yù)計(jì)年節(jié)能12萬(wàn)kW·h模塊化施工：將冷板、分水器及連接管路預(yù)制