2012年6月3日至6月24日，雙良節(jié)能系統(tǒng)股份有限公司與西安建筑科技大學共同實施的1000MW超超臨界空冷機組鋼筋混凝土管柱，暨鋼桁架+斜撐新型空冷支架模型結構的抗震性能試驗圓滿結束，這一高達10米的模擬鋼架結構，是至今為止國內最大的實體仿真試驗，十幾位由博士、碩士組成的課題攻關小組，經(jīng)過三周的連續(xù)試驗，雙良空冷混凝土管柱鋼架結構經(jīng)受住12度以上的震級試驗，完全滿足設防列度8度、Ⅱ類場地的高烈度抗震地區(qū)，為用戶設備的安全運營提供了保障。
西安建筑科技大學結構與抗震試驗室是教育部重點試驗室，也是國內最早開展擬動力試驗方法和應用的單位之一。此次試驗主要是針對抗震設防高烈度地區(qū)1000MW超超臨界機組新型空冷支架結構，首次進行了1000MW 空冷機組1/8縮尺比的大尺寸模型的抗震性能擬動力試驗。新型結構體系的提出主要解決傳統(tǒng)空冷支架結構體系中存在一些不利于抗震的問題。試驗研究主要解決了大容量機組空冷島設計實踐先于理論的不足，研究成果填補了1000MW超超臨界機組空冷支架結構大尺寸模型擬動力試驗的空白，為高烈度地區(qū)大容量火力發(fā)電廠空冷凝汽器支架結構體系土建設計提供技術依據(jù)及關鍵技術指標，并有助于推動1000MW超超臨界機組空冷機組在我國抗震設防高烈度地區(qū)的運用，從而節(jié)約了水資源和大量的土建資本，具有重大理論意義和現(xiàn)實意義。
隨著《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》及《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》的確定和實施，電力工業(yè)的建設將繼續(xù)朝著高參數(shù)、大容量、低能耗節(jié)約資源和環(huán)境保護的方向發(fā)展。從國家發(fā)改委的審批來看，未來火電發(fā)展將以超超臨界機組為主，在今后相當長時間內我國將在北方富煤缺水地區(qū)建設相當數(shù)量的百萬千瓦超超臨界空冷機組。
而作為空冷設備主要支承系統(tǒng)的空冷凝汽器支架結構體系，支撐著近萬噸的空冷凝汽器設備，承受著各種復雜的動力荷載，平臺的安全性直接關系到空冷設備的安全，關系到整個發(fā)、供電的安全運營。空冷支架結構屬于一類特殊、復雜的新型工業(yè)建筑形式，結構剛度和質量沿豎向分布嚴重不均勻，結構扭轉效應明顯，結構的抗震防線單一。1000MW空冷機組與300MW、600MW空冷機組相比從工藝布置到土建支撐結構都發(fā)生了質的變化，結構平臺高度更高，跨度更大，結構總量及設備荷重更重，地震和風荷載作用下結構側移更大，結構與設備破壞后造成的危害更大。如果抗震設防高烈度地區(qū)的1000MW機組空冷支撐體系還是采用傳統(tǒng)鋼筋混凝土管柱-鋼桁架結構體系時，鋼桁架懸挑端部的豎向位移較大，結構的水平側移過大，影響大管道及冷凝設備的安全運行。強烈地震作用下，平臺下部混凝土管柱柱根開裂嚴重，管柱根部破壞嚴重，空冷島的安全性將難以保證。
本次抗震性能試驗分為三個階段：第一階段為模型結構動力特性試驗，主要用于驗證模型結構制作的正確性。試驗選用國家地震局工程力學研究所研制生產(chǎn)的891—II型測振儀，其中包括11個拾振器，一臺放大器，頻響范圍0.5~100Hz，采集數(shù)據(jù)的設備瞬態(tài)記錄儀。分析處理部分為一套INV306型智能信號采集處理分析系統(tǒng)，使用的是DASP程序。第二階段為模型結構擬動力試驗，試驗通過反力墻采用兩臺電伺服加載器（出力為1000KN，沖程為±250mm）對模型施加橫向水平荷載，用以模擬不同強度地震作用下結構的承受的地震作用。第三個階段為模型結構破壞性的擬靜力試驗。加載設備采用美國MTS公司電液伺服實驗系統(tǒng)。水平作動器出力為±1500kN，沖程為±200mm，并按照位移控制試驗過程中的加載。
試驗結果表明，與傳統(tǒng)空冷支架結構相比，雙良空冷鋼筋混凝土管柱—鋼桁架+斜撐新型空冷支架結構的整體剛度提高接近1倍，結構位移反應減小60％，桁架懸挑端撓度減小70％，懸挑端下弦桿內力減小50％，結構的剛度和整體性都有良好的改善，對空冷支架這種較為重要的結構而言是非常合適的。通過合理設計的鋼筋混凝土管柱—鋼桁架+斜撐新型空冷支架結構其延性系數(shù)可達3.5，基本直接可以很好的運用在設防列度8度、Ⅱ類場地的抗震設防高烈度地區(qū)。研究小組結合結構的整體試驗，提出了高烈度地區(qū)1000MW機組空冷結構地震作用計算方法、結構抗震設計及抗震構造建議。這次試驗的圓滿成功，對于解決抗震設防高烈度地區(qū)大容量機組抗震設計有重大的現(xiàn)實指導意義，也為雙良空冷支架結構提供了堅實的理論支撐。
