Годовой отчёт 2017
Повышение эффективности
и устойчивое развитие
Годовой отчёт 2017
Развитие второго ядра бизнеса
В Топливной компании ТВЭЛ активно развиваются инновационные направления деятельности (аддитивные технологии, новые материалы и сплавы, освоение новых видов изотопной продукции, накопителей и генераторов энергии, малогабаритные газотурбинные установки)

Планируется нарастить объем выручки от реализации инновационной продукции с текущих 600 млн руб. до 7 млрд руб. к 2020 году при условии успешной реализации инвестиционных проектов и реализации планов по слияниям и поглощениям (M&A).

Создание новых неядерных производств невозможно без проведения НИОКР. Объем финансирования НИОКР по неядерным бизнесам растет. В 2017 году объем работ увеличился более чем в 2 раза по сравнению с 2016 годом и составил 270 млн руб. Реализуются НИОКР с участием софинансирования со стороны Министерства образования, в 2017 году сумма софинансирования составила 131 млн руб. Общий объем финансирования инновационных проектов по неядерной деятельности в 2017 году составил 500 млн руб.

Основными направлениями НИОКР для развития неядерных бизнесов в 2017 году стали:

  • разработка и создание 3D-принтера;
  • создание производства гидроксида лития;
  • разработка оборудования и центрифужной технологии разделения изотопов РЗЭ;
  • разработка новых титановых сплавов и изделий из них;
  • разработка конструкции и технологии изготовления перспективных сверхпроводящих проводов;
  • создание производства накопителей энергии.

Диаграмма 19

Объем финансирования НИОКР по неядерным бизнесам, млн руб.

Аддитивные технологии

В 2015 году АО «УЭХК» победило в конкурсе Минобрнауки России, закрепив за собой статус индустриального партнера в работах по созданию первой в России отечественной установки порошкового послойного синтеза (металлический 3D-принтер) совместно с АО «НПО «ЦНИИТМАШ». Планируемая стоимость отечественного принтера будет на 20-30% ниже, чем у зарубежных аналогов.

Проект по созданию производства автоматизированных комплексов послойного синтеза сложнопрофильных металлических деталей (3D-принтер) реализуется при софинансировании со стороны Министерства образования и науки РФ с участием ведущих вузов России, предприятий Госкорпорации «Росатом».

В 2017 году в контуре АО «ТВЭЛ» по новому направлению бизнеса Госкорпорации «Росатом» «Аддитивные технологии» создан единый отраслевой интегратор – ООО «РусАТ». Интегратор обеспечит производство и предоставление комплексных услуг в области аддитивных технологий: производство и поставку материалов (металлические порошки, прутки из различных материалов), 3D-принтеров, изготовление и поставку изделий. Рост мирового рынка и формирование рынка аддитивных технологий в России является определяющим фактором развития данного направления. Мировой рынок к 2025 году оценивается в 980 млрд руб., российский – в 61 млрд руб. Планируется, что доля интегратора к этому периоду составит 5% и 45% соответственно.

Возможности, создаваемые для потребителей, с помощью 3D-технологий:

  • изготовление изделий любой геометрии и формы, со сложной внутренней структурой (внутренние каналы и т.п.);
  • значительное снижение массы изделий (на 50% и более, за счет удаления ненагруженных участков);
  • экономия материалов (использование более 95% материала, при стандартных технологиях механообработки использование материала - менее 30%);
  • экономия на освоении производства (сокращение времени технической подготовки изделий к выпуску в 2 раза и более);
  • экономия оплаты труда (снижение трудоемкости изготовления в 3-8 раз);
  • создание изделий с уникальными и улучшенными техническими характеристиками;
  • уникальные сочетания материалов (создание композитов из материалов, не сплавляемых другими способами, например, керамика-металл и т.п.).
Схема 8
Потенциальные потребители 3D-принтеров

ОБОРОННО-
ПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМПЛЕКС

  • Изготовление сложнопрофильных элементов изделий специального назначения


АВИАСТРОЕНИЕ

  •  Изготовление элементов авиационных двигателей


ЭНЕРГЕТИКА

  •  Изготовление лопаток турбин


МАШИНОСТРОЕНИЕ

  • Изготовление сложнопрофильных элементов различных конструкций

Результаты 2017 года:

Получены образцы металлического порошка для 3D-принтера, которые по качеству превосходят зарубежные аналоги. Принято решение о модернизации с участием ООО НПО «Центротех» установки получения порошков с целью применения аддитивных технологий в промышленном масштабе на международном уровне.

В ноябре был собран опытный образец металлического полипорошкового 3D-принтера второго поколения 3D-принтеров, разработанных в Госкорпорации «Росатом». Осуществляется отладка режимов печати изделий на собранном 3D-принтере.

Планируется, что в 2019 году на Новоуральской площадке АО «ТВЭЛ» будет создано высокотехнологичное производство по сборке металлических 3D-принтеров, что дополнительно обеспечит порядка 30 рабочих мест.

Планы на 2018 год:

  • Разработка и защита плана развития интегратора, обеспечение наличия источников финансирования деятельность интегратора.
  • Формирование продуктовой линейки.
  • Подготовка внутриотраслевого перечня изделий, изготовление которых целесообразно с применением аддитивных технологий.

Аддитивные технологии для газотурбинных двигателей

В июле 2017 года на Международном авиационно-космическом салоне «МАКС – 2017» АО «ТВЭЛ» представило уникальную конструкторскую разработку Григория Шанина, студента МГТУ им. Н.Э. Баумана .

Прототип газотурбинного двигателя малой тяги (ГДМТ), разработанный Григорием Шаниным в период учебы при поддержке Топливной компании Росатома «ТВЭЛ», был вовлечен в конкурсный отбор инновационных молодежный идей, одержав в 2017 году абсолютную победу в финальном этапе Турнира молодых профессионалов «ТеМП» Госкорпорации «Росатом».

Конструкция ГДМТ для беспилотных летательных аппаратов отработана на основе технологии аддитивного производства: 70% комплектующих изготовлены методом послойного синтеза. Газотурбинная установка может быть востребована на мировом и российском рынках беспилотников. По сравнению с конкурентами прототип обладает улучшенной на 40% топливной эффективностью и увеличенным в 10 раз ресурсом работы.

Технологический задел, полученный при разработке прототипа ГДМТ, стал основанием для открытия в АО «ТВЭЛ» нового инвестиционного проекта. Компания намерена развернуть опытное производство двигателей на одной из своих промышленных площадок.

Сверхпроводники

В развитие компетенций в области низкотемпературных сверхпроводников Топливная компания ТВЭЛ продолжает разработку конструкции и технологии изготовления проводов для проекта Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария) по созданию коллайдера FCC (Future Circular Collider), а также для магнитных систем устройств физики высоких энергий и других применений.

В 2017 году разработана конструкция и опытная технология изготовления сверхпроводящего провода на основе соединения Nb3Sn по требованиям ЦЕРН для проекта модернизации действующего коллайдера LHC. В основе разработки провода лежит метод «внутреннего источника питания оловом». Опытная партия провода направлена в ЦЕРН для проведения исследований и изготовления экспериментального кабеля.

В 2018 году на экспериментальных образцах планируется достигнуть требуемых совокупных характеристик провода для FCC. В первой половине года запланировано заключение контракта с ЦЕРН на изготовление квалификационной партии сверхпроводящего провода. Разработчиком конструкции и технологии является АО «ВНИИНМ», в АО ЧМЗ ведется изготовление опытных партий и отработка технологии. Разработка провода для проекта FCC также ведется ведущими мировыми компаниями из США, ЕС, Кореи, Японии и Китая. В настоящий момент совокупные характеристики сверхпроводящего провода, соответствующие требованиям ЦЕРН для проекта FCC, не достигнуты ни одной компанией в мире. Планируется, что требуемые характеристики будут получены к 2020 году.

Другой тип низкотемпературных сверхпроводников – провода на основе на основе NbTi сплава – незаменимы при создании современной медицинской техники прежде всего магнитно-резонансных томографов.

В июне 2017 года АО «ВНИИНМ» получил патент на полезную модель «Сверхпроводящий композиционный провод на основе диборида магния (MgB2)». Провода на основе диборида магния могут быть использованы для создания магнитных систем медицинских томографов, в которых традиционно применяется сверхпроводник на основе NbTi сплава, а также для ветрогенераторов и комплексных линий электропередачи при одновременной передаче в одной трубе и электричества, и хладагента (жидкого водорода).

Преимуществом сверхпроводников на основе диборида магния перед традиционными низкотемпературными сверхпроводниками (Nb3Sn и NbTi) является возможность их функционирования при охлаждении жидким водородом, неоном, парами гелия и использовании криокулеров, а также относительная дешевизна исходных материалов.

Аддитивные технологии для ТВС

В августе 2017 года в АО «ВНИИНМ» создана рабочая группа по разработке пилотной технологии 3D-печати концевых деталей тепловыделяющих сборок. В атомной промышленности возможности аддитивных технологий планируется использовать для изготовления комплектующих для ТВС всех типов. В первую очередь - это концевые детали: головка, хвостовик, опорная решетка, антидебризный фильтр. Они довольно сложны в изготовлении существующими методами, а использование 3D-печати позволит получать изделия уникальной конструкции.

Чтобы воспользоваться указанными преимуществами, требуется существенно улучшить характеристики провода, достигнутые к настоящему моменту в мировом производстве. Поэтому сверхпроводники на основе MgB2 пока не получили широкого применения в устройствах электротехники и их использование ограничено экспериментальными и демонстрационными устройствами с низким магнитным полем (<5 Тл) и при температурах до 15–20 К.

В настоящее время высокотемпературные сверхпроводники рассматриваются в качестве основного материала для применения в широком спектре электротехнических устройств. Токоограничители, кабели для передачи электроэнергии, трансформаторы, электрические двигательные установки, накопители энергии – это далеко не полный перечень устройств, в которых применение ВТСП материалов приводит к существенному повышению эксплуатационных характеристик по сравнению с традиционными устройствами (снижение массогабаритных характеристик, повышение надежности сети, и др.).

«Прикладная сверхпроводимость» определена в отрасли стратегическим технологическим направлением, в рамках которого ведется разработка ВТСП материалов и устройств на их основе, в том числе и с участием предприятий Топливной компании ТВЭЛ.

Высокотехнологичная сталь

Летом 2017 года ученые АО «ВНИИНМ» представили разработку высокотехнологичной стали ЭК-181 (RUSFER-EK181) для активных зон ядерных и термоядерных реакторов с жидкометаллическими теплоносителями с температурами эксплуатации до 700 градусов.

Ее преимущества – жаропрочность, жаро- и радиационностойкость, малоактивируемость (c быстрым спадом активности). Применение стали позволит существенно улучшить нейтронно-физические характеристики активных зон реакторов из-за уменьшения паразитных потерь нейтронов, а также обеспечит снижение затрат на обращение и захоронение РАО.

В ходе разработки и промышленного освоения стали ЭК-181 в АО «ВНИИНМ» созданы материаловедческие базы знаний о физико-механических, теплофизических и ядерно-физических характеристиках малоактивируемых конструкционных материалов. Результаты исследований защищены двумя патентами и девятью «ноу-хау», более 40 статей опубликованы в реферируемых журналах.

Кварцевый концентрат

В июле 2017 года АО «АЭХК» и немецкая компания QSIL GmbH подписали пакет юридически обязывающих документов о создании совместного предприятия ООО «Кварц» по производству особо чистого кварцевого концентрата. Доля QSIL GmbH в проекте составит 60%, пакет АО «АЭХК» - 40%. Производственные мощности будут созданы на базе промышленной площадки АО «АЭХК». Общий объём инвестиций в проект оценивается в 600 млн руб., включая первоначальные взносы акционеров в уставный капитал предприятия, плановую докапитализацию, а также привлечение заёмных средств.

Реализация проекта позволит создать международную промышленную кооперацию в вертикально интегрированной производственной цепочке. Из жильного кварца, добываемого на месторождениях полярного Урала и Иркутской области, на новом предприятии путём гидротермального синтеза будут выращиваться искусственные особо чистые кристаллы кварца и перерабатываться в высокочистый кварцевый концентрат. Весь объём выпускаемой продукции будет поставляться в Европу на предприятия QSIL, одного из ведущих мировых производителей изделий из кварца. В частности, сверхчистый кварцевый песок, произведённый в Иркутской области, будет использоваться для создания кварцевого стекла, широко применяемого в полупроводниковой промышленности для выпуска процессоров, устройств памяти компьютера и т.д.

Проект соответствует принципам Единой отраслевой Политики развития новых бизнесов Госкорпорации «Росатом» и направлен на решение стратегической задачи по развитию второго производственного ядра за счет вывода на новые рынки экспортно-ориентированных продуктов. Новое предприятие сможет занять долю в 2,5% мирового рынка высокочистого кварцевого концентрата и в дальнейшем имеет перспективу нарастить эту долю до 10%.

В 2018 году планируется запуск производства опытных партий продукции на сторонних мощностях. Запуск производственной линии запланирован на 2021 год, первоначальный объём выпуска продукции должен составить 250 тонн в год. На предприятии будет создано до 50 новых рабочих мест.

Диоксид титана

В 2017 году создана проектная компания ООО «Сибирский титан» для совместной реализации проекта по созданию титана на промышленной площадке АО «СХК» импортозамещающего производства диоксида титана, который, в частности, широко применяется в лако-красочной промышленности. Инвесторами выступили АО «СХК» и Холдинговая компания «Давинчи». В 2018 году планируется завершение монтажа оборудования и начало опытной промышленной эксплуатации.