С принятием в 2006 г. программы развития атомной энергетики России, предполагавшей ежегодный выпуск двух, а впоследствии трех блоков АЭС, стало понятно, что единственный изготовитель атомных реакторов в стране «Ижорские заводы» не сможет обеспечить необходимый объем поставок оборудования. Тогда и возникла идея создания машиностроительного дивизиона в контуре «Росатома» [2]. «Росатом» начал консолидировать активы атомного машиностроения на базе «Атомэнергомаша» (АЭМ), которые до этого находились за пределами атомной отрасли. «Нужно было обеспечить наличие мощностей, которые могли бы по конкурентоспособной цене производить уникальное длинноцикловое оборудование». Для создания конкуренции «Ижорским заводам» было налажено производство реакторного оборудования на «Петрозаводскмаше», приобретенном в 2011 г. До этого, в декабре 2010 г. Госкорпорация приобрела долю в краматорской «Энергомашспецстали», специализирующейся на производстве специальных крупногабаритных литых и кованых заготовок из специальных сталей.

На базе петербургского ЗАО «АЭМ-Технологии» в 2009 г. было начато формирование производственно-технологического комплекса для выпуска оборудования реакторной установки в полном объёме. В конце 2012 г. волгодонский завод «Атоммаш» стал производственным филиалом АО «Атомэнергомаш», создав возможность производить полный комплект оборудования ЯППУ для АЭС. Так был сформирован основной контур дивизиона» [3]. Сейчас АЭМ консолидировал практически все крупные активы атомного машиностроения в России. Завод «Петрозаводскмаш» в Карелии специализируется на выпуске главных циркуляционных насосов, трубных узлов ГЦТ, емкостей систем аварийного охлаждения и другого оборудования, завод «Атоммаш» в Волгодонске производит сложное оборудование для всех атомных строек в России и за рубежом.

Производство парогенераторов с «ЗиО-Подольск» было переведено на «Атоммаш», а его заместили выпуском реакторного оборудования для ледоколов, для тепловой энергетики, мусоросжигания. С 2013 г. «ЗиО-Подольск» стал поставлять корпусное оборудование для реакторов РИТМ. В итоге специализация распределилась следующим образом: главный конструктор АЭС — ОКБ «Гидропресс», заготовки для оборудования большой атомной энергетики — «Энергомашспецсталь», изготовление реакторной установки и всего связанного с ней оборудования — «Атоммаш» и «Петрозаводскмаш». «ЗиО-Подольск» специализировали на изготовлении всего крупногабаритного теплообменного оборудования для машзалов. Петербургское ЦКБМ осталось основным изготовителем главных циркуляционных насосов.

Центральный НИИ технологии машиностроения (ЦНИИТмаш) Санкт-Петербург является головной материаловедческой организацией машиностроительного дивизиона, ведущей разработку новых конструкционных материалов и технологий их обработки — от литья до прессов и сварки, проектирование и изготовление оборудования для всего перечисленного.

ОКБМ им. Африкантова — разработчик и конструктор реакторов БН, создатель всей линейки судовых реакторов. ОКБМ выступало главным конструктором и изготовителем судовых парогенераторов, а также вспомогательного оборудования для ледоколов пр. ЛК-60. Выпуск корпуса разработанного ОКБМ нового транспортного реактора РИТМ предстояло освоить «ЗиО-Подольску». Так был завершен первый этап — создание базовых производственных мощностей дивизиона [3].

СвердНИИхиммаш (Екатеринбург) разрабатывает методы работы с топливом и РАО, а также соответствующее оборудование и технологии. Завод по переработке облученного ядерного топлива в составе «Маяка» разработан в СвердНИИхиммаш, здесь же созданы печи остекловывания высокоактивных отходов, установки для цементирования и битумирования РАО. В Железногорске изготавливают МОКС-топливо на оборудовании, созданном в Екатеринбурге. Оборудование и технологии СвердНИИхиммаша чистят и опресняют всё при водоподготовке, необходимой нефтяникам, химикам, металлургам, газовикам, энергетикам угольной и газовой отрасли.

В результате инвестпрограммы «Атомэнергомаша» 2019-2022 гг. была проведена модернизация оборудования, закупка новых станков, программного обеспечения, развитие конструкторско-производственной базы предприятий, участвующих в изготовлении оборудования ядерного острова и машинного зала для АЭС. Продолжилось совершенствование управленческих и производственных процессов в рамках системного внедрения производственной системы «Росатома».

В 2022 г. у компании «АЭМ-технологии» появился филиал «АЭМ-спецсталь», обеспечивающий заготовками машиностроительный дивизион, и филиал "Ижора", участвующий в изготовлении реакторного оборудования и оборудования для нефтегаза.

"Развитие ижорской промышленной площадки в Санкт-Петербурге было вопросом принципиальным, потому что здесь сосредоточены компетенции в области энергетического машиностроения и необходимой для этого металлургии специальных сталей.

В результате инвестиционной программы было обновлено основное оборудование и инфраструктура, установлены передовые системы управления тепловыми режимами. В программу были включены сталеплавильный и прессовый комплексы, расширение станочного парка и перевод его на цифру с акцентом на совершенствование механообработки. "АЭМ-Спецсталь" может выпускать до 40 тыс. тонн готовых стальных изделий в год как из простых углеродистых, так и из нержавеющих сталей специального назначения для атомной энергетики, для предприятий нефтегазохимического комплекса, общего машиностроения, судостроения, тепловой энергетики и металлургии (Игорь Котов, гендиректор компании «АЭМ-технологии» 2015-2023 гг.)

Инвестпрограмма в 2021-2023 гг. почти в 6 раз превысила капзатраты на инвестпрограмму 2015–2017 гг. И это синхронизировано по времени с планируемым пиком загрузки производственных мощностей машиностроительных заводов АЭМ, который ожидается в 2023–2025 гг.

Оптимизация производства

Следующим этапом развития «Атомэнергомаша» стала задача оптимизации производства, повышения эффективности существующих мощностей. Для того чтобы привести основные заводы дивизиона в необходимое состояние, сначала были вложены большие деньги в восстановление станочного парка. Фактически полностью переоснастили «Петрозаводскмаш». Было приобретено несколько реально уникальных станков. «Один из них имеет глубину фундамента метров десять, а площадь под ним сравнима с большим дачным участком — 10–12 соток. Зато он обрабатывает целый корпус главного циркуляционного насоса за один раз».

Производственная система «Росатом»

Сделать работу дивизиона более эффективной помогает Производственная система «Росатом» [4]. Благодаря проекту по сборке, испытанию и изготовлению комплектующих насосов НСО 250/15 и 250/30 на «ОКБМ Африкантов» объем производства насосов вырос в пять раз, каждый из них делают на 32% быстрее. На 30% уменьшилось время на производство электронасоса аварийного и планового расхолаживания для РИТМ‑200. В полтора раза были сокращены сроки проведения пусконаладочных работ и приемо-сдаточных испытаний перегрузочной машины для АЭС с ВВЭР. ОКБ «Гидро­пресс» выполнило проект по уменьшению времени производства СУЗ ШЭМ-3. Чем больше анализируется процессов, тем больше люди видят возможностей для улучшений и активно вносят свои предложения.

В АО «ЦКБМ» первые изменения от внедрения ПСР начались в 2013–2014 гг., когда при перемещении производства из центра города на производственные площадки Кировского завода и филиала «ЦКБМ 2» в Сосновом Бору стартовали первые работы по выстраиванию потока изготовления выемной части ГЦНА-1391 [5]. В филиале «ЦКБМ 2» отремонтировали и заново построили лаборатории, термический участок, рентген-камеру, теплый склад ЦМС, заготовительный участок. Там же в филиале размещены производственные цеха механической обработки, сборки, упаковки, и уникальный испытательный стенд, имитирующий работу насоса на станции. На заготовительном производстве был реализован ПСР-проект, позволивший оптимизировать процесс вырезки заготовок из листового проката. Из-за нерационального раскроя целого листа оставалось много неиспользованного материала. В стоимость изделия приходилось закладывать стоимость целого листа, увеличивая себестоимость заказа. После детального изучения карты процесса была создана база раскроя деловых остатков, что позволило оператору гидроабразивной резки производить раскрой оптимально. Экономический эффект проекта составил более 2 млн руб. За счет внедрения ПСР-инструментов на потоке изготовления выемной части ГЦНА производственный цикл удалось сократить вдвое - с 197 рабочих дней до 89.

При изготовлении главных циркуляционных насосных агрегатов на ЦКБМ станок «Олимп» является одним из базовых. Для обеспечения нужных объемов производства предполагалось, что придется докупить ещё один-два таких станка. Благодаря ПСР-проекту и вовлечению в решение задачи всех, кого только можно было вовлечь, удалось максимально эффективно обустроить производство. Вместо закупки дополнительных станков, «Олимп» стал работать в три смены, и на тех же мощностях удалось делать в три раза больше работы, при этом в резерве еще оставалось 30% свободной мощности [2].

Применяя ПСР-инструменты, ЦКБМ ежегодно сокращает время протекания процессов, задействованных в изготовлении ГЦНА. С 2013 г. в ЦКБМ было реализовано 326 ПСР-проектов.

ОКБМ увеличило число производимых парогенераторов для установок РИТМ-200 в девять раз. Вместо одного комплекта парогенераторов для транспортного реактора за два года, теперь выпускается три-четыре в год.

На 2020 г. портфель интеллектуальной собственности АО «Атомэнергомаш» включал более 750 патентов на изобретения, полезные модели и 553 ноу-хау.

Цифровизация предприятий «Атомэнергомаша»»

Интерес к контролю эффективности работы дорогостоящего промышленного оборудования «Атомэнергомаш» начал проявлять в 2010-е гг. [6]. Локальные внедрения цифровых технологий требовала ручная обработка данных. Растущий портфель заказов предприятий «Атомэнергомаша» к началу 2020-х гг. потребовал высокоточного управления загрузкой оборудования на критически важном пути производства. Для реализации проекта использовался комплекс ИТ-продуктов «Диспетчер», получивший название Система мониторинга производственного оборудования — СМПО.

К мониторингу были подключены более 400 станков на семи производственных площадках «Атомэнергомаша». «Диспетчер» запустили в пяти городах: на производственных площадках «ЗиО-Подольск» и «Гидропресс» в Подольске, «Атоммаш» и «Атомтрубопроводмонтаж» в Волгодонске, на предприятии «Петрозаводскмаш» в Петрозаводске, а также в «ОКБМ Африкантов» в Нижнем Новгороде и «Центральном конструкторском бюро машиностроения» в Петербурге. Производственная загрузка ключевого оборудования увеличилась на 7%. На участке обработки деталей из силицированного графита на ЦКБМ загрузка возросла с 40 до 67%.

За счет реализации ПСР и СМПО в части загрузки станочного парка удалось достичь несколько важных целей – это точное управление загрузкой оборудования, стоящего на критическом пути производства, а также интеграция данных, собираемых со станочного оборудования, и переход к безбумажному сквозному производственному планированию, что повысило производительность труда и упростило выявление производственных проблем.

Данные СМПО используются также для принятия инвестиционных решений. Ни один инвестиционный проект не открывается, пока на основании данных СМПО не доказано, что все действующие станки задействованы максимально.

Крупные масштабы деталей, усложнение технических устройств и процессов приводят к необходимости работы с огромными массивами данных, требующих сквозной цифровизации промышленного производства [7]. Цифровые процессы внедряются по всем направлениям: от комплексного планирования производства до контроля режима эксплуатации ключевых станков и оборудования. Создаются цифровые паспорта изделий, позволяющие контролировать оборудование на всех этапах его жизненного цикла. Разрабатываются электронные двойники выпускаемой продукции и процессов ее производства, идет создание единой системы производственного планирования в масштабе дивизиона с учетом перспективы загрузки на годы с обеспечением долгосрочного планирования на весь объем отраслевого заказа.

Программу цифровизации в соответствие с целями цифровой стратегии ГК «Росатом» АО «Атомэнергомаш» разработал в 2019 г. Был создан коммуникационный портал для обмена данными между ОКУ; проведена цифровизация процессов бизнес-планирования портфеля заказов; внедрение Информационной системы управления предприятием АО «АЭМ-технологии»; внедрение системы управления производственными процессами в Петрозаводском филиале АО «АЭМ-технологии»; разработана система управления рисками и возможностями функциональных систем (АО «ОКБМ Африкантов»); переведен в электронный вид процесс запуска изделий в производство (АО «ОКБМ Африкантов»).

Разработка проектно-конструкторской документации в АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» переведена в цифровой формат. Для разработки технического проекта реакторной установки требуется порядка 36 месяцев в около 3 тыс. документов для каждого проекта. Сегодня в электронном архиве собрано более 50 тыс. документов, цифровой формат которых облегчает их хранение, поиск и обработку.

В 2021 г. был завершен проект по мониторингу эксплуатации промышленного оборудования; создана система бюджетирования и подготовки сводных данных по деятельности дивизиона; созданы цифровые двойники проектируемых атомных реакторов на предприятии АО «ОКБМ Африкантов»; реализованы проекты управления производственными процессами на предприятиях АО «ЦКБМ» и АО «АТМ».

В 2022 г. на предприятиях АО «Атомэнергомаш» в гг. Подольске, Волгодонске, Петрозаводске, Нижнем Новгороде, Санкт-Петербурге внедрена система мониторинга производственного оборудования (СМПО).

На АО «ЗиО-Подольск» был создан цифровой двойник реакторной установки РИТМ-200 для серийного ледокола «Чукотка», с помощью которого осуществлялись расчеты динамики внутренних процессов, испытания системы управления.

Предприятие ОКБ «Гидропресс» наработало опыт использования CFD-технологий (вычислительная гидроаэродинамика), новых для всей атомной отрасли.

На предприятиях машиностроительного дивизиона АО «Атомэнергомаш» реализуется политика поддержки инженерных решений, инициируемых сотрудниками предприятий. Сокращение сроков обработки рационализаторских предложений позволяет более оперативно внедрять наиболее интересные из них в производственную деятельность.

«ОКБМ Африкантов» внедрил на предприятии технологию электронного подлинника конструкторской документации, замыкающий все процессы электронного согласования и утверждения всех видов технической документации в едином PLM-контуре предприятия [8а]. Было утверждено более 15 тысяч конструкторских документов. Процесс сократился в среднем в 1,3 раза. «Цифровизация приведет к минимизации ошибок, а процесс создания оборудования станет максимально прозрачным» (Н. Киселев, руководитель рабочей группы проекта).

На первой дивизиональной конференции машиностроительного дивизиона по математическому моделированию в июне 2024 г. в Петербурге, обсуждались перспективы применения комплексных автоматизированных компьютерных моделей («цифровых двойников») оборудования атомных станций для решения инженерных задач на всех этапах жизненного цикла – от проектирования до вывода из эксплуатации [8]. Проводилась оценка промышленного применения линейки цифровых продуктов «Росатома» для математического моделирования флагманской «Логос» (ПО класса САЕ) [8]. Имея в своем распоряжении математическую модель, инженер может задавать любые параметры ее работы и на основании результатов моделирования физических процессов проводить настройку, прогнозировать сроки обслуживания и планового ремонта. «В атомной отрасли, где срок эксплуатации некоторых изделий измеряется десятилетиями, возможность «видеть будущее» и знать, где и когда возникнет неисправность, имеет большое значение для повышения уровня безопасности АЭС» (начальник отдела прочностных расчетов теплообменного оборудования ААЭМ А. Гаев).

Атомная энергетика

Главной задачей создания машиностроительного дивизиона «Росатома» являлась объединение машиностроительных мощностей «для замыкания полного цикла» производства продукции атомного машиностроения, обеспечения комплектной поставки оборудования реакторного острова и машинного зала.

В состав компании входят около 30 энергомашиностроительных предприятий, включая научно-исследовательские, инжиниринговые, производственные и строительно-монтажные организации, в том числе [9]:

ОКБ «Гидропресс» имеет разработки в разной степени готовности: РУ большой мощности ВВЭР-1200А, РУ со спектральным регулированием - ВВЭР-С, РУ с водой сверхкритического давления – ВВЭР-СКД, ВВЭР-600 [10]. В начале 2000-х гг. разрабатывался проект реактора повышенной мощности ВВЭР-1500, но он не получил дальнейшего развития. За эти годы у ОКБ появились собственные экспериментально-исследовательская и производственные базы, центр технической поддержки.

В 1960 г. были начаты работы в области быстрых реакторов с проектирования первого опытно-промышленного энергетического реактора БН-350. Его эксплуатация подтвердила надёжность и безопасность быстрых натриевых реакторов большой мощности, обеспечив надёжную базу для последующих проектов быстрых натриевых реакторов. Ключевой установкой для дальнейшего усовершенствования реакторов на быстрых нейтронах, является энергоблок с реактором БН-600. В 1983 г. был разработан проект реактора БН-800 для энергоблока электрической мощностью 830 МВт. В 2016 г. энергоблок был введен в промышленную эксплуатацию. Разработка проектов БН-350, БН-600 и БН-800 позволили создать базовую проектно-конструкторскую и производственную инфраструктуру для дальнейшего развития технологии БН для коммерческого проекта БН-1200.

В декабре 2024 г. на площадке "ГНЦ НИИАР" начался монтаж технологического оборудования первого контура теплоотвода и транспортно-технологических систем исследовательского реактора МБИР. В проектное положение установлены два промежуточных теплообменника массой 38 т, высотой 9 м и диаметром 2,5 м. Монтаж осуществлялся на опорные кольца с отклонением от горизонта не более 1 мм на 1 м. Также в проектное положение установлены барабаны свежих и отработавших сборок, весом по 16 тонн.

Производство оборудования машзалов АЭС — довольно большой участок работы АЭМ. "Атомэнергомаш" производит всё вспомогательное оборудование для отечественных быстроходных турбин. В рамках СП с GE выпускается оборудование для тихоходных турбин. Создается сервисное подразделение, чтобы не ограничиваться изготовлением и поставкой запчастей.

Новые направления бизнеса АЭМ

Кроме изготовления оборудования для атомной энергетики «Атомэнергомаш» развивает новые направления бизнеса, ключевыми из которых являются тепловая энергетика, газнефтехимия, специальные стали и др. В будущем «Атомэнергомаш» должен стать диверсифицированной компанией, с разными направлениями работы как в большой, так и в малой энергетике: плавучие энергоблоки, наземные АСММ, иметь целый ряд проектов, не связанных с атомной тематикой.

«Обеспечить изготовление оборудования под все текущие графики строительства АЭС —сложная, но понятная и отчасти рутинная задача. А для меня лично основная и главная задача — найти, как мы будем расти дальше, в новых бизнесах и в новых продуктах. Я сейчас думаю о загрузке предприятий дивизиона после прохождения запланированных пиков производства в 2026–2028 гг.» (А.В. Никипелов).

Перед дивизионом поставлена задача выйти к 2030 г. на выручку в 400 млрд рублей, из которых 300 млрд — доля новых продуктов. К 2030 г. такого числа строящихся блоков большой мощности как сейчас не будет. А новые продукты во многом еще только предстоит найти. Наиболее перспективными являются плавэнергоблоки, СПГ-тематика, производство оборудования для заводов по термической переработке отходов.

Стратегия дивизиона не просто документ на полке — это руководство к действию на каждый день. Когда создавался дивизион, мы покупали предприятия под задачи, связанные с производством реакторных установок, но у этих предприятий были также и другие компетенции. Это и заложило основу диверсификации бизнеса «Атомэнергомаша» [2].

Водородная энергетика

АЭМ в принципе заинтересован в расширении своего бизнеса. АО "АЭМ-технологии" – это очень большие производственные мощности. В компанию входят инжиниринговый центр в Санкт-Петербурге и две производственные площадки – филиалы "Петрозаводскмаш" в Петрозаводске и "Атоммаш" в Волгодонске [11].

Сегодня в мире активно прорабатывается тема водородной энергетики. Не производство водорода, а изготовление соответствующего оборудования. Компетенции "Атомэнергомаша" позволяют освоить изготовление систем оборудования для всех технологических переделов: производство, транспортировка и применение водорода. Речь может идти об изготовлении установок парогазовой конверсии метана, улавливания углекислого газа, системы хранения и транспортировки водорода, оборудования для водородной заправочной инфраструктуры.

Рассматривается несколько направлений в водородных проектах: разработка проекта атомной энерготехнологической станции (АЭТС) для производства водорода и создание систем оборудования для его хранения и транспортировки. эскизного Проекта реакторной установки ВТГР (высокотемпературный газоохлаждаемый реактор) был разработан «ОКБМ Африкантов». Техпроект реакторной установки ВТГР атомной энерготехнологической станции (АЭТС) был завершен в 2018 г. Физический пуск первого блока АЭТС намечен на конец 2032 г., в декабре 2035 г. ожидается введение головной АЭТС в промышленную эксплуатацию.

Теплоэнергетика

Основной продукцией для тепловых электростанций являются котлы (с естественной циркуляцией, барабанные и прямоточные) к энергоблокам мощностью от 50 до 800 МВт для работы на разных видах топлива: мазут, газ, твердое топливо (каменный и бурый угли, лигниты). Котлы поставляются в блочном исполнении, что ускоряет и упрощает их монтаж, а также котлы-утилизаторы ПГУ мощностью от 20 до 800 МВт, котлы энергетические к блокам мощностью от 50 до 800 МВт. Поставляются также водогрейные котлы-утилизаторы к блокам мощностью от 6 до 45 МВт; паровые и водяные калориферы из спирально оребренных труб; унифицированные секции трубчатых воздухоподогревателей; • оборудование системы регенерации; насосное оборудование; • подогреватели водо-водяные; • градирни, крупногабаритные сварные конструкции; • емкостное оборудование, в том числе работающее под давлением. Компетенции предприятий АЭМ позволяют участвовать в проектах по сооружению ТЭС, а также в проектах реконструкции и модернизации энергетических объектов как в России, так и за рубежом. Продукция АЭМ работает на парогазовой электростанции в г. Комсомольск Ивановской области, на Калининградской ТЭЦ-2, Ноябрьской ПГЭС в г. Ноябрьск; Киришской ГРЭС, ТЭЦ-26 в Москве; Южноуральской ГРЭС-2, Новомосковской ГРЭС, Нижневартовской ГРЭС, Верхнетагильской ГРЭС.

Проект для мусоросжигания

Участие АЭМ в работе над проектом для мусоросжигания важно с точки зрения возможности освоения новых уникальных технологий и возможности получить опыт для развития этого бизнес-направления дальше, и не только в России.

Предприятие "ЗиО-Подольск" уже выступает производителем и комплектным поставщиком котлового оборудования для мусоросжигательных заводов, строящихся компанией "РТ-Инвест" в России по технологии Hitachi Zosen Inova. За первые три недели 2019 г. они подготовили к поставке порядка 400 тонн металлоконструкций каркасов котлов для первого завода в Воскресенском районе Московской области, возле деревни Свистягино [11б]. МСЗ, которые строятся в Московской области, позволят снизить уровень захоронения отходов в регионе на треть. Пока строятся четыре завода под Москвой и один в Казани. После ухода японских специалистов из России возникли технологические трудности. Но проблемы были решены, и нужное оборудование разработали на "ЗиО-Подольск". В рамках этого контракта, заводом будет изготовлено двенадцать единиц котельного оборудования для четырех заводов в Московской области и двух единиц для завода в Республике Татарстан. В объём поставки одного котла входит более 2 500 т различного оборудования. Всего для пяти заводов будет изготовлено более 35 тыс. тонн котельного оборудования. Это – экономайзеры, пароперегреватели, трубопроводы, нагревательные элементы, металлоконструкции и др. Для обеспечения защиты котельного оборудования от химической коррозии при высоких температурах, на предприятии была запущена высокотехнологичная линия наплавки слоя специального никелевого сплава Инконель 625. Технологическое и материаловедческое сопровождение проекта осуществляет главный материаловедческий центр «Росатома» – АО «НПО «ЦНИИТМАШ». Силовой остов – котёл, турбины и конденсатор – произведёт «Атомэнергомаш», а турбину – Уральский турбинный завод.

Для четырёх МТЭС в Московской области уже произвели и поставили 85% оборудования, ведётся активная стройка и монтаж. На мусоросжигательном заводе в Осиново под Казанью завершены фундаментные работы и возведение корпусных построек.

В сентябре 2024 г. М. Мишустиным было подписано Постановление, согласно которому сроки ввода в эксплуатацию четырёх из пяти мусоросжигательных заводов в Татарстане и Подмосковье сдвинуты на год. Ввод МСЗ в Татарстане откладывается до конца 2026 г. В конце т. г. введут лишь один завод в Московской области. Сроки ввода трех других подмосковных МСЗ перенесли с конца 2024-го на конец 2025 г. Завод в Зеленодольском районе мощностью 550 тысяч тонн отходов в год заработает лишь 31 декабря 2026 г.

Новые материалы и технологии

«Продукция дивизиона – большое или очень большое "железо", поэтому для нас материаловедение, сварочные технологии, спецстали и спецпокрытия – это "наше все". От них напрямую зависит качество нашего оборудования и прогнозирование его ресурса» [3].

АО «НПО «ЦНИИТМАШ» – основной материаловедческий центр атомной отрасли, ведет комплексную работу по созданию новых материалов и прогрессивных технологических процессов при изготовлении оборудования нового поколения для энергетики, металлургического, химического и нефтехимического производства, транспорта, газовой и горнодобывающей промышленности. Создание собственной технологии производства, хранения и транспортировки сжиженного природного газа является одной из приоритетных задач, поставленных президентом России В. Путиным перед отечественной промышленностью.

Материаловедами АЭМ постоянно совершенствуются сплавы для оборудования, которое должно работать при сверхнизких температурах ((температура сжиженного СПГ – ниже -160^оС). В России разработана технология промпроизводства стали, имеющей уникальные характеристики, которые позволяют ее применять в арктических условиях. Данная сталь создана ЦНИИТМАШ в сотрудничестве с компанией “Уральская сталь”.

“Материал и технология необходимы для использования в проектах по производству сжиженного природного газа (СПГ) и могут применяться, в том числе, в условиях Крайнего Севера. По своим характеристикам новые марки стали превосходят существующие аналоги российского и зарубежного производства и позволяют на четверть снизить затраты при изготовлении оборудования для СПГ” [14в].

Использование подобной стали позволит на 25% снизить себестоимость изготовления криогенных аппаратов и оборудования для хранения и производства СПГ, обеспечивая все необходимые свойства и требования безопасности и надежности, (зам. директора института металлургии и машиностроения ЦНИИТМАШ Е. Якушев).

ЦНИИТМАШ разработал технологию промышленного производства толстолистового проката из трех криогенных марок стали, по своим характеристикам превосходящими существующие аналоги.

Также разработаны режимы и материалы для сварных соединений, не уступающие по свойствам основному металлу.

Разработчики определяют технические условия для изготовления изделий из нового материала. Параллельно в ИРМ идут его реакторные испытания. Измеряются механические свойства: адгезия, относительное удлинение, прочностные и другие характеристики.

Для оборудования египетской АЭС «Эль-Дабаа» «ЦНИИТМАШ» предложил новую дуплексную нержавеющую сталь, способную обеспечить высокую коррозионную стойкость в морской воде при 50°C, а также разработать производство полуфабрикатов из этой стали для элементов оборудования систем технического водоснабжения АЭС «Эль-Дабаа» ( замдиректора Института материаловедения «ЦНИИТМАШа» С. Логашов).

Для внедрения новой технологии в эксплуатацию была введена специальная установка, позволяющая в автоматическом режиме наносить по сложной траектории многослойное плакирующее покрытие на внутреннюю поверхность сферической заготовки. Корпус ГЦНА обеспечивает интенсивную циркуляцию теплоносителя в первом контуре реактора и работает под высоким давлением при температуре около 300^оС. Новая технология повышает надежность и безопасность эксплуатации реакторных установок. «Петрозаводскмаш» изготовил уже более 60 корпусов ГЦНА для 11 российских и зарубежных АЭС.

Газнефтехимия

СПГ-тематикой «Атомэнергомаш» занимается с 2017 г. Это одно из ключевых направлений развития неатомных бизнесов машиностроительного дивизиона «Росатома» [14]. АЭМ умеет изготавливать большую часть оборудования для СПГ-заводов: это целая линейка криогенных насосов, набор среднетоннажных теплообменников, арматура, жидкостные турбодетандеры, стендеры отгрузки. В настоящий момент «Атомэнергомаш» является единственным в России изготовителем криогенных насосов для средне- и крупнотоннажного производства СПГ. Жидкостные турбодетандеры, стендеры отгрузки, герметичные компрессоры разрабатывает ОКБМ "Африкантов".

Больше всего исследований ведется по насосам. Большие криогенные насосы для крупнотоннажного производства СПГ — это изделия массой под 40 т. Крупнотоннажный криогенный СПГ-насос ЭНК 2000/241, разработанный «ОКБМ Африкантов», предназначенный для отгрузки СПГ из резервуара хранения в танки судна-газовоза, стал первым оборудованием, тестируемым на новом стенде, который "Атомэнергомаш" построил на площадке НИИЭФА им. Ефремова для испытаний критического оборудования для производства СПГ. Без этого стенда ни один отечественный изготовитель не может предъявить результаты натурных испытаний своего СПГ-оборудования в той среде, в которой оно будет эксплуатироваться. На этом уникальном испытательном комплексе установлена самая большая в мире система хранения как криогенных жидкостей в виде жидкого азота, так и СПГ.

«Криогенный СПГ-насос ЭНК 2000/241 далеко не первый насос, разработанный и произведенный машиностроительным дивизионом «Росатома», их уже шесть типоразмеров. АЭМ изготавливает и другое ключевое оборудование для производства СПГ, например, оборудование для транспортировки сжиженного природного газа. Таким образом, «Атомэнергомаш» способен закрыть потребности в критически важных системах для разных задач, чтобы обеспечить технологическую независимость российских СПГ-проектов. Освоена линейка криогенной арматуры больших диаметров. Ведется работа по производству крупнотоннажных криогенных теплообменников» (А.Никипелов) [14а].

«В России пора заняться разработкой собственной технологии сжижения газа. Мы готовы взяться за эту задачу – сделать расчеты и провести разработки, необходимые для создания этой технологии. Для моделирования теплообменных процессов и расчетов для изготовления крупнотоннажных теплообменников в АЭМ формируется команда специалистов для того, чтобы верифицировать расчетные модели и проверять правильность расчетов конструкций».

«Атомэнергомаш» производит широкий спектр технологического оборудования для переработки нефти, газа и газового конденсата, технологическое оборудование для нефтеперерабатывающих заводов, в том числе колонны, реакторы, адсорберы, абсорберы, десорберы, емкости, ресиверы, кожухотрубчатые теплообменники, трубчатые печи и змеевики [14б]. Оборудование для нефтегазовой отрасли предлагают 9 предприятий холдинга, имеющие многолетний опыт в области проектирования и производства оборудования для переработки нефти, газа, нефтехимии, транспортировки энергоресурсов, водоподготовки и водоочистки. Изготавливается также корпусное оборудование для смежных отраслей: химико-металлургической, отрасли производства азотных удобрений и т.д. Выпускается водоподготовительное оборудования для всех отраслей промышленности. по двум направлениям водоподготовки:
- разработка новых конструкций традиционного фильтровального оборудования для АЭС;
- выпуск оборудования на основе мембранных технологий. Разработано более 150 типоразмеров фильтровального оборудования и установок, более 60 типоразмеров фильтров для АЭС. Химические цеха всех АЭС и ТЭС в России оснащены таким оборудованием.

Проекты в судостроении

Одним из самых динамичных бизнес-направлений «Атомэнергомаша» является судостроение – всё, что касается Севморпути и любых инфраструктурных проектов, с точки зрения возможности выпуска металлоконструкций, судовой арматуры, сосудов, работающих под давлением, без давления [15].

Прочную позицию в судостроительной отрасли "Атомэнергомаш" занимает как поставщик реакторных установок. «Мы повсюду, где требуется что-то большое и железное – а где еще больше железа, чем в кораблях» (А.В. Никипелов). С 2014 г. АЭМ плотно работает по реакторным установкам для ледокольного флота. Реакторы "РИТМ-200", установленные на новых атомных ледоколах пр. 22220, полностью изготовлены машиностроительным дивизионом. Их интегральная компоновка с размещением всего оборудования внутри корпуса парогенерирующего блока, позволяет в 1,7 раза сделать установку легче, в два раза компактнее и почти на 20% мощнее реакторов типа КЛТ. Такое решение позволило сделать новые ледоколы двухосадочными и обеспечить улучшенные технические характеристики по скорости, ледопроходимости и другим параметрам. В процессе производства реакторов были внедрены уникальные технические решения и новые инструменты.

В декабре 2023 г. завод «ЗиО-Подольск» завершил изготовление второго корпуса реактора «РИТМ-200» для атомного ледокола пр. 22220 «Чукотка». Всего с 2012 г. на предприятии изготовлено 10 реакторов для универсальных АЛ «Арктика», «Сибирь», «Урал», «Якутия» и «Чукотка».

Следующий этап – реактор "РИТМ-400" для ледокола "Лидер", который позволит ледоколу иметь повышенные эксплуатационные характеристики: преодолевать лед толщиной до 4,3 м и прокладывать канал шириной до 50 м. В результате будет обеспечена круглогодичная навигация по Севморпути, в том числе для крупнотоннажных судов [16].

Проекты по созданию различных модификаций реакторов типа «РИТМ» в дальнейшем могут использоваться не только для ледоколов, но и обеспечивать работу малых атомных станций. «Эти реакторы станут „сердцем“ плавучих атомных станций, которые будут обеспечивать энергией Баимскую рудную зону на Чукотке, а также наземной АСММ в Якутии» (гендиректор ГК «Росатом» А. Лихачев). Согласно договору на поставку четырех модернизированных плавэнергоблоков для Баимского горно-обогатительного комбината на базе восьми «РИТМов», подписанного в 2021 г., ввод первых двух энергоблоков в эксплуатацию в районе мыса Наглёйнын ожидается к началу 2027 г., третьего – к началу 2028., четвертого – к началу 2031 г. Для плавучих энергоблоков для Баимского ГОКа будут производиться не только реакторы, но и турбины, системы управления и все работы по их монтажу. В том же 2021 г. была анонсирована разработка "Атомэнергомашем" плавучего атомного энергоблока на базе реакторной установки «РИТМ-400» для якутского СПГ-проекта "Глобалтэка".

На международном форуме «Атомэкспо-2024» «Росатом» представил линейку проектов плавучих атомных электростанций. Самым мощным стал плавучий энергоблок проекта ПЭБ-180, мощностью 180 МВт. «РИТМ-400» – это эволюционное развитие «РИТМ-200» с увеличением тепловой мощности до 315 МВт, что превосходит все имеющиеся судовые реакторные установки. Комплектным поставщиком ЯЭУ является АО «ОКБМ «Африкантов». Реактор «РИТМ-400» перспективен также для использования на оптимизированных плавучих энергоблоках (ОПЭБ) увеличенной мощности.

Идея сделать турбину, которая будет работать не на пару, а на углекислом газе, по размеру она будет в разы меньше традиционной. То есть машзал потенциально можно уменьшить в 10 раз. А если эту технологию перенести в судостроительные проекты, может появиться огромная экономия в весе.

Одним из новых сегментов, в которых пробуют себя специалисты АЭМ, является концептуальный проект полупогружных тяжелых транспортных судов (ППТТС) для транспортировки будущего большого флота ПЭБов. АЭМ может стать как заказчиком фрахта такого типа судов, так и разработчиком проекта.

Еще "Атомэнергомаш" занимается газовозами. Для того чтобы предложить производителям газовозов свое оборудование для систем СПГ, нужно сделать собственный газовоз. "Атомэнергомаш" инициировал разработку принципиально новой технологии хранения и транспортировки СПГ – на основе вкладных танков из углепластика. На V Международном форуме «Судостроение в Арктике» в 2022 г. «Атомэнергомаш» и СПбГМТУ представили концептуальный проект перспективного крупнотоннажного газовоза пр. 10070 для круглогодичной перевозки сжиженного природного газа по Северному морскому пути [17]. Проектом предлагалось применить на судне вкладные танки типа «B», которые собрать отдельно, и установить в корпус уже подготовленного судна. В качестве одного из возможных вариантов для создания танков газовоза выбран композит, что позволит получить необходимые физико-механические характеристики и при этом облегчить всю конструкцию и уменьшить ее габариты.

Вместо пропульсивного комплекса, аналогичного тому, что используется на судах Yamalmax, предлагается использовать традиционный парогазовый цикл с применением двухтопливных газовых котлов вкупе с паротурбинной установкой, аналогичной той, что устанавливают на серийные атомные ледоколы. Пропульсивный комплекс, в т.ч. обводы судна, необходимо оптимизировать для повышения ледовой ходкости, а класс судна повысить с Arc7 до Arc8.

Перспективной нишей на рынке поставок оборудования для судостроения являются комплектные поставки составных элементов пропульсивных комплексов, таких как валолиния в сборе, винты со всей вспомогательной комплектацией. Для реализации этого проекта "Атомэнергомаш" открыл в Архангельске филиал – компанию "АЭМ-Пропульсия" для производства элементов пропульсивного комплекса для разных судов. Производство будет размещаться в Санкт-Петербурге, на территории Кировского завода". Потенциальная производительность площадки – до 10 крупногабаритных гребных винтов в год.

Для атомного ледокола «Россия» проекта «Лидер» «АЭМ-Пропульсия» изготовит весь пропульсивный комплекс, в том числе сверхгабаритные комплектующие, например, гребной вал длиной 18 м с винтом весом 107 т.

«Задача более отдаленного времени - создать собственный полный цикл производства ключевого оборудования для судостроения, включающий все стадии: заготовку, обработку, изготовление, упаковку, отгрузку заказчику. Тема судостроения захватывает нас все больше и больше» [3]. В ноябре т. г. появилась информация о том, что госкорпорация планирует построить 4 дизельных ледокола. Сегодняшних 40 судов недостаточно — регулярная проводка кораблей в Северном Ледовитом океане требует существенного расширения инфраструктуры, которая позволит снизить стоимость ледокольных услуг.

ГК «Росатом» активно взялся за разработку проекта верфи в Кронштадте для строительства атомного флота и других заказов. Крупнейшая российская верфь «Звезда» загружена заказами на ближайшие 10 лет. Недавно «Атомэнергомашу» пришлось отдать в Китай заказ на два корпуса для атомных модернизированных плавучих энергоблоков, так как в России не нашлось мощностей для их постройки. Не видя скорого решения проблемы, госкорпорация разработала проект новой суперверфи в Кронштадте [18].

Первым потенциальным направлением работы верфи станет строительство атомных модернизированных плавучих энергоблоков. Второй возможный вид деятельности — коммерческий флот с большим дедвейтом для внутренних и транзитных перевозок по СМП. По плану к 2035 г. СМП должен стать полноценным аналогом южного маршрута из Азии в Европу через Суэцкий канал. Для реализации этого плана к 2030 г. требуется построить 55 грузовых судов ледового класса. Третья возможность верфи — суда снабжения ледового класса Arc7. Возможности производства огромны, в том числе и для строительства атомного коммерческого флота или балкеров арктического класса.

По словам А. Лихачёва, Центр технологий судостроения и судоремонта уже разработал проект верфи. По предварительным данным, она выйдет на полную мощность к 2040 г. и будет обрабатывать до 300 тыс. тонн металла в год.

По оценке ЦТСС, создание суперверфи в Кронштадте – самая дешевая возможность увеличить судостроительные мощности России. К 2035 г. Россия рискует столкнуться с дефицитом крупнотоннажных судов. Дополнительная потребность в судах ледового класса для нефтегазовых перевозок через 11 лет может составить 200 единиц. А еще нужны балкеры-зерновозы и другие типы гражданских судов. Наиболее реалистичный вариант — развивать док им. Велещинского Кронштадтского морского завода с соответствующим его дооборудованием. После этого верфь сможет нарезать до 70 тыс. тонн металла в год с перспективой до 300 тыс. тонн металла ежегодно. Первый этап крупноузловой сборки может быть завершен за 38 месяцев. На полную мощь верфь обещают вывести к 2040 г.

Итоги 2023-2024 гг.

В 2023 г. Волгодонский "Атоммаш" изготовил оборудование для пяти АЭС: для Курской АЭС-2, АЭС "Аккую" в Турции, АЭС "Куданкудам" в Индии, Тяньваньской АЭС и АЭС "Сюйдапу" в Китае (гендиректор АО "Атомэнергомаш" И.Котов). В апреле 2023 г. "Атоммаш" отгрузил сразу два комплекта оборудования для строящихся АЭС в Индии и Китае - корпуса ядерных реакторов и парогенераторы.

В работе на "Атоммаше" находится оборудование для 11 энергоблоков, в том числе для АЭС "Аккую" в Турции, АЭС "Куданкулам" в Индии, АЭС "Тяньвань" и АЭС "Сюйдапу" в Китае, АЭС "Эль-Дабаа" в Египте, Балаковской АЭС в России, отгрузка которых запланирована в том числе на 2025 г. В 2024 г. планируется отгрузить три корпуса реактора, пять комплектов внутрикорпусных устройств реактора и десять парогенераторов для строящихся за рубежом АЭС российского дизайна - для АЭС "Аккую" в Турции, АЭС "Тяньвань" и "Сюйдапу" в Китае, АЭС "Куданкулам" в Индии [20].

В сентябре 2024 г. «Атоммаш» приступил к изготовлению корпуса реактора для второго блока АЭС «Эль-Дабаа» [21]. Заготовки для этого проекта были отлиты на металлургическом заводе машиностроительного дивизиона в Санкт-Петербурге и доставлены на производственный комплекс в Волгодонске. Параллельно на заводе продолжается изготовление реакторного оборудования для первого блока АЭС "Эль-Дабаа". Вскоре специалисты "Атоммаш" приступят к сборке-сварке патрубков корпуса парогенератора и последующему укрупнению заготовок в полукорпуса.

На "Петрозаводскмаше" идет изготовление корпусов главных циркуляционных насосных агрегатов. Кроме корпусов насосов для АЭС "Эль Дабаа" на площадке будут изготовлены плакированные трубы, узлы главного циркуляционного трубопровода и компенсатор давления. В общей сложности производственные площадки машиностроительного дивизиона изготовят и поставят на строительную площадку первой АЭС в Египте порядка 12,5 тысячи тонн оборудования. Это реакторы с внутрикорпусными устройствами и верхним блоком, комплекты парогенераторов, корпуса ГЦНА, ГЦТ, оборудование для активной и пассивной систем защиты атомных реакторов и компенсаторы давления.

Заключение

"Атомэнергомаш" давно вырос из отраслевого подразделения до крупного игрока на рынке энергетического машиностроения. Новых направлений бизнеса, где нужны машиностроители, с каждым годом становится всё больше. Используя все свои возможности, знания, технологии, умения, реально достичь не только плановых финансовых показателей, но и развить свои компетенции в новых сферах, расширить горизонты диверсификации бизнеса на ближнюю и дальнюю перспективы. И стать ведущим игроком в избранном виде деятельности.

Материал подготовила Т.А. Девятова

При подготовке материала использована информация сайтов: aem-group.ru›services/nuclear.html, korabel.ru›news, ru.wikipedia.org›wiki, https://sudostroenie.info, https://paluba.media/news, https://vorota-yussa.ru, https://rtlltd.com, https://mashnews.ru/, https://portnews.ru/, https://versia.ru, dir.md›neftegaz.ru, atomic-energy.ru, vedomosti.ru›business, https://globalcio.ru, aem-group.ru, https://aaemturbines.com, https://www.rosatom.ru, https://sverd.ru, https://www.ruscable.ru, https://stanki-expo.ru, sampotv360.ru›

Дополнительные источники.
1. https://aem-group.ru/mediacenter/news «Росатом» обсудил вопросы реализации национальных проектов…
2. https://www.atomic-energy.ru/interviews/2021/09/28/117876 А. Никипелов, «Мы войдем в топ-5 российских машиностроительных компаний».
3. https://www.vedomosti.ru/business/articles/2022/08/25 Интервью гендиректора АЭМ А. Никипелова.
4. https://up-pro.ru/library Производственная система «Росатом».
5. АЭМ/VA5_spreads.pdf АО «ЦКБМ» В. Коренюк.
6. https://cio.osp.ru/articles/040423 С. Бондаренко. О внедрении системы мониторинга промышленного оборудования.
7. http://dx.doi.org/10.26583/gns-2023-01-09. Глобальная ядерная безопасность, 2023 № 1(46) Цифровые тренды в стратегическом развитии предприятий атомного энергетического машиностроения М..В.Головко ets. НИЯУ МИФИ.
8. https://aaemturbines.com/5.06.24 Конференция машиностроительного дивизиона по математическому моделированию.
8а. itweek.ru›upload/iblock/d41/….pdf Внедрение технологии электронных подлинников конструкторской документации.
9. ru.wikipedia.org›wiki/Атомэнергомаш
10. https://regnum.ru/article/2547926 Б. Марцинкевич Путешествие по «Росатому».
11. https://www.atomic-energy.ru/interviews/2021/01/26/110820 И. Котов, ген. директор "АЭМ-технологии".
11а. https://ria.ru/20211227   В. Сычев Куда развивается "Атомэнергомаш".
11б. https://zavodfoto.livejournal.com/6280031.html Кто помогает строить мусоросжигательные заводы.
12. https://agnc.ru/news/9395 Литейный завод "Петрозаводскмаш».
13. https://sverd.ru/media-center Уникальное оборудование «ЦКБМ».
14. https://www.kommersant.ru/doc/5393569  П. Смертина   А.Никипелов о проектах АЭМ
14а. https://www.in-power.ru/news/neftigaz/44640 «Атомэнергомаш» завершил испытания российского насоса для перекачки СПГ.
14б. https://aem-group.ru/mediacenter/news Атомэнергомаша сообщили о готовности производить широкий спектр оборудования для газовой отрасли.
14в https://proekt-gaz.ru/news Спецсталь для арктических СПГ-проектов создана в России.
14г. https://www.rosatom.ru/journalist/news Машиностроители «Росатома» применили новую технологию лазерного упрочнения сталей.
14д. aozio.ru›mediacenter/news «ЗиО-Подольск» освоена новая технология.
14е..atomic-energy.ru›news/2024/10/25/150675 На Петрозаводскмаше внедряется новая антикоррозионная...
15. sudostroenie.info›novosti.html… Судостроение в "Атомэнергомаше".
16. https://sudostroenie.info/novosti/28468.html А. Полунин «Атомэнергомаш" в судостроительной отрасли.
17. https://paluba.media/news/37356 О технических деталях газовоза проекта 10070.
18. https://rtlltd.com/news «Росатом» строит суперверфь для атомного флота.
19. dir.md›neftegaz.ru/news/Oborudovanie/731988-… Атомэнергомаш намерен замещать все нужное...
20. tass.ru›ekonomika/20879257 "Атоммаш" до конца 2024 г. отгрузит оборудование для АЭС...
21. AtomInfo.Ru, «Атоммаш» корпус реактора для второго блока АЭС «Эль-Дабаа».