摘要：想象一下，将巨大的能量封锁在一间完全密封的屋子里，如此坚固的房屋是否真实存在？这不是离奇的科幻想象，在我国的核电建设中，这样的铜墙铁壁已经成为现实，南海之滨矗立的广东太平岭核电项目1、2号机组已经罩上了这层“金钟罩”，而这离不开国内一项关键技术的突破——大吨位

想象一下，将巨大的能量封锁在一间完全密封的屋子里，如此坚固的房屋是否真实存在？这不是离奇的科幻想象，在我国的核电建设中，这样的铜墙铁壁已经成为现实，南海之滨矗立的广东太平岭核电项目1、2号机组已经罩上了这层“金钟罩”，而这离不开国内一项关键技术的突破——大吨位预应力施工技术国产化。

什么是大吨位预应力混凝土结构？

核电大吨位预应力混凝土结构是干嘛用的？

让我们带着这两个疑问逐渐揭开

这一关键技术的神秘面纱!

预应力施工结构示意图

预应力混凝土结构，是在结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝。通俗来讲，就是对混凝土结构提供一个提前施加的力，与外力进行抵抗，这个提前施加的力有多大，预应力混凝土结构的荷载强度就有多大。“华龙一号”大吨位预应力系统设计能够确保核岛内壳结构在极端情况下，具有足够的抵抗能力，从而有效预防安全事件，极大地提高了核岛内壳结构的强度和安全性。

长期以来，这项技术都受制于他人，一直被西方国家掌控。国内核电大吨位预应力施工所需的材料、设备等一直依赖进口，为改变这一现状，国内积极研发创新。

在此背景下，太平岭核电项目开启了大吨位预应力施工技术国产化研究的新篇章，以中建二局太平岭核电项目总工程师邓亮文为首的大吨位预应力国产化研究小组通过理论分析与实践试验相结合的方式，与国内其他单位紧密配合，完成了核岛预应力波纹管、预应力搅拌站、大吨位张拉设备、石蜡等预应力施工技术相关的材料、设备的国产化，打破国外对核电大吨位预应力施工技术、材料及设备的垄断，有效地解决了核电大吨位预应力施工技术领域的核心问题。

2022年7月，太平岭核电项目1号机组安全壳预应力工程正式启动，标志着国外对核电市场预应力施工技术数十年的垄断地位被打破，也标志着在核电项目上首次全国产大吨位预应力施工技术取代国外技术的创新之路正式开启。

凡事预则立，不预则废。国产化大吨位预应力施工技术的全面应用之所以有“壮士断腕”的勇气、独立自主的底气，离不开项目技术人员在预应力工程正式启动前所做的大量辛勤的工作。早在2020年，项目就开展了预应力全面国产化的研究立项工作，针对预应力技术所需的核心零部件、关键施工技术进行了攻关。

国产化预应力搅拌站

高性价比

低水灰比国产预应力搅拌站全面上线

国内核电站对核岛的“硬度”“强度”有着十分严苛的要求，核电建设预应力施工所需的混凝土等浆体也必须具有更高的流动度和强度。项目开工后，项目对预应力水泥浆搅拌站进行了联合研发攻关，项目团队通过多次实验，不断对搅拌站生产的水泥浆匀质性、流动度、稳定性等进行测试。

2021年10月，国内自主设计的首台预应力水泥浆搅拌站HZY450安装调试完毕，HZY450核电预应力水泥浆搅拌站采用高速涡流搅拌主机制浆、分段变频双向螺旋供料和智能温控等创新技术，实现低水灰比（小于1:3.5）预应力水泥浆匀质生产。经过三个月的运行考验，该搅拌站运转正常、工作可靠，其性能稳定可靠，可替代进口，且比进口搅拌站成本更低，效率更高，在预应力灌注浆体生产上完全实现了国产化。

国产预应力金属波纹管加工现场

对标国际

打破国外低摩阻预应力金属波纹管垄断

“还不够，摩擦系数还需要降低。”在钢带摩擦系数试验和钢带卷制波纹管摩擦系数的试验中，邓亮文对生产商说道。在预应力施工过程中，金属波纹管的摩擦系数是影响施工效果的重要因素，钢带卷制波纹管的摩擦系数越小，施工过程中对钢绞线的张拉的损耗越小，整束钢绞线的承载能力也就越强。

项目团队将国外标准作为参考，不断地进行试验，最终生产出了可以替代国外技术的低摩阻预应力金属波纹管，这一成果已在太平岭核电项目1、2号机组预应力工程中成功应用，与国外进口产品相比，项目自研波纹管可显著缩短采购周期，实现降本增效，在国内核电产业蓬勃发展的今天，其未来的应用前景也十分广阔。

大吨位预应力千斤顶施工

千钧之力

大吨位预应力千斤顶勇承重担

以“华龙一号”为代表的第三代压水堆核电堆型，均采用了类似的有粘结后张拉预应力系统，但国内已建核电项目预应力系统材料及技术长期被外国公司控制，国内相关研究起步较晚，研究资料较少，因此大吨位预应力千斤顶的研发并实现国产化具有迫切的需要。

大吨位预应力千斤顶是张拉钢绞线的重要工具，它能提供的张拉力度越大，钢绞线就能够被拉得越“紧”，再与高强度混凝土“能动”地结合在一起，能够显著提升核岛的安全性和稳定性。项目技术团队联合外部单位，参与研发出了等应力预紧千斤顶及配套油泵、整体张拉1400吨级千斤顶及配套油泵，推动预应力国产化技术又迈进了一大步，更好地服务了我国具有自主知识产权的第三代核电技术“华龙一号”的建设。

现场钢绞线张拉作业

落地生花

国产化大吨位预应力系统全面应用

在太平岭1号机组内穹顶与外穹顶之间的环廊上，预应力施工队长李佳琪和他的工友们正在将钢角线穿进一根水平钢束之中。负责张拉工作的他偶尔也要帮工友穿钢角线，因为只有完成穿束工作之后才能开展张拉工作。“预应力施工挺小众的，干的人不多，懂的人不多，但是他有大作用”，李佳琪说。通过对孔道内穿入54根钢角线，并施加相应张拉力，最后灌入高强度预应力浆体，从而提高核岛内安全壳混凝土的结构强度。1号机组总共要穿44根竖向钢束，98根水平钢束，100根gamma钢束，就是这242根钢束将把核岛的安全性稳定性提高一个“大台阶”。

2023年4月28日，随着1号机组穹顶管道最后一次灌浆结束，历时9个月，比预计工期提前了整整一个月，标志着1号机组预应力施工顺利完成，意味着国产化大吨位预应力技术的首次成功应用。

目前，太平岭核电项目一期工程预应力施工已全部完成，同步研发了水平预应力施工双层操作平台，监测束灌注的国产化石蜡，可在后续项目推广应用。

在核电大吨位预应力施工技术上的积极探索、开拓创新实现了核电大吨位预应力技术从依赖国外进口到完全国产化运用的蜕变，在节约工期、压降建设成本的同时提高了核岛施工的质量，铸强造硬了“华龙一号”的钢筋铁骨。核电大吨位预应力施工技术在一期工程的成功应用是贯彻国家新发展理念，以新质生产力赋能核电产业高质量发展的深刻实践，也为国内后续核电机组的建设积累了宝贵的经验。

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