Рынок атомной энергетики в разгаре, старый завод Миньхэ Джинган расширяет производство и модернизируется, обслуживая оборудование следующего поколения для автономных атомных электростанций

31 марта, на улице Цзяньчуань в районе Минхан, на церемонии официального старта первой очереди проекта по наращиванию производственных мощностей для крупногабаритных литейно-ковочных изделий, включая литьё и ковку, предприятие Shanggai Electric (входящее в группу) — входящее в его состав предприятие Zu Chong Casting & Forging — крупнейшее литейно-ковочное производство — официально запустило первую очередь проекта по повышению производственных мощностей.

Этот проект занимает сравнительно небольшой участок — около 50k квадратных метров, однако общий объём инвестиций достиг почти вдвое годовой выручки компании, и реализация осуществляется поэтапно, в несколько очередей. Основные расходы идут на создание оборудования — глобально крупнейшей вакуумной самоотжигающей печи, линии быстрого ковочного производства мощностью в десятки тысяч тонн, тоннажного гидравлического пресса с ещё более крупными параметрами… Это технологии и производственные пределы, которые на сегодняшний день отрасль ещё не в полной мере освоила.

Будучи одним из «четырёх промышленных гигантов» района Минхан в прошлом, почему Zu Chong Casting & Forging решается на столь крупные ставки? Главный инженер Zu Chong Casting & Forging Чжан Чжифэн сказал чётко: «Мы расширяем не просто производственные мощности — мы заранее планируем под потребности следующего поколения оборудования для атомной энергетики».

Церемония запуска проекта Zu Chong Casting & Forging. Фото предоставлено Zu Chong Casting & Forging

Заказы на кованые изделия для атомной энергетики снова растут рекордными темпами

Самая непосредственная причина вывода нового проекта — рост рыночного спроса. Zu Chong Casting & Forging тоже не является исключением.

В интервью Чжан Чжифэн отметил: «В настоящее время наблюдается рост заказов на крупные литейно-ковочные изделия Zu Chong Casting & Forging. По сравнению с пятью годами назад объём заказов вырос вдвое. Однако поскольку эта старая фабрика проектировала свои производственные линии довольно давно, доля кованых изделий для атомной энергетики в общей мощности становится всё выше, а мощности части неядерной продукции несут давление». «Коэффициент загрузки наших производственных линий уже очень высокий. Поэтому расширение мощностей необходимо для дальнейшего усиления общей способности предприятия принимать и выпускать высокотоннажные высокотехнологичные крупные поковки».

Рост спроса на крупные литейно-ковочные изделия коренится в «потеплении» атомного рынка. Атомная энергетика является важной частью чистой энергетики; в последние годы спрос на крупные литейно-ковочные изделия постоянно растёт. С 2019 по 2025 год количество одобренных атомных энергоблоков в Китае составило 6, 4, 5, 10, 10, 11 и 10 штук. Это показывает, что в последние годы число одобренных атомных энергоблоков стабильно держится на уровне более 10. Ассоциация китайской атомной энергетики прогнозирует: к 2035 году доля атомной генерации в общем производстве электроэнергии в Китае достигнет примерно 10%.

Крупные литейно-ковочные изделия — это ключевые компоненты, которые изготавливают для оборудования атомной энергетики. Проще говоря, это «крупные детали», необходимые «крупномасштабным стратегическим изделиям большой страны». Это «основа» для перехода машиностроения на более высокий уровень — без таких узлов не обойтись: и для ключевых компонентов генерирующего оборудования, и для коленчатых валов двигателей огромных судов.

В отрасли часто говорят: «Компаний, которые делают литейно-ковочные изделия, много, но тех, кто способен делать крупные литейно-ковочные изделия, очень мало». Причина в том, что многотонные литые поковки весом в сотни тонн сложно имитировать на стадии плавки и ковки: из-за огромных размеров возникают непредсказуемые дефекты технологического процесса. Одна поковка может стоить сотни миллионов юаней, а производственный цикл длится до нескольких месяцев — практически нет возможности «проверить на ошибках».

В сфере крупногабаритных литейно-ковочных изделий Zu Chong Casting & Forging находится в первой «группе» внутри страны. В последние годы выручка стабильно растёт: среднегодовой темп составляет 15–20%. Чжан Чжифэн заявил, что цель компании на 2026 год — ещё нарастить объём на 20%, поэтому расширение производственных мощностей является неизбежным.

На горизонте появляется спрос на следующее поколение атомной энергетики

Но одного лишь расширения мощностей недостаточно, чтобы оправдать столь масштабные вложения Zu Chong Casting & Forging.

«Сейчас на зрелые продукты, хотя рыночная реакция хорошая, через десять лет они будут заменены рынком по мере развития отрасли». Чжан Чжифэн отметил: «Планы расширения мощностей Zu Chong Casting & Forging обусловлены ещё и тем, что мы видим спрос на оборудование следующего поколения для атомной энергетики». «Следующему поколению атомной энергетики потребуются какие-то материалы и какая-то геометрия — всё будет совершенно иначе, чем сейчас. Если сейчас не выстроить планы и не заложить основу, в будущем не останется места».

Оборудование следующего поколения атомной энергетики, о котором говорил Чжан Чжифэн, включает и четвертое поколение делящихся реакторов — быстрые реакторы и торий-основные реакторы на расплавленных солях; а также установку управляемого термоядерного синтеза, которая рассматривается как «конечная энергетика». В частности, для управляемого термоядерного синтеза из-за экстремальных режимов работы предъявляются беспрецедентно высокие требования к материалам.

Процесс выплавки крупных литейно-ковочных изделий. Фото предоставлено Zu Chong Casting & Forging

Профессор Шанхайского университета Цзяотун, Институт материаловедения и инженерии, Гу Цзяньфэн пояснил: «Материал первой стенки термоядерного реактора напрямую контактирует с плазмой с температурой более 50k градусов. Материал должен сохранять прочность при таких экстремально высоких температурах — для этого нужно добавлять тугоплавкие сплавы, такие как вольфрам. Этот процесс крайне сложен». Кроме того, поскольку тип реактора меняется, возможно также увеличение толщины и массы крупных литейно-ковочных изделий, но требования к характеристикам ни в коем случае нельзя снижать — это серьёзное испытание для технологий производства.

«В отличие от разработки обычных материалов, к материалам оборудования атомной энергетики предъявляются требования абсолютной безопасности». Гу Цзяньфэн рассказал: «Из-за жёстких ограничений, связанных с строгой радиационной верификацией, испытаниями в рамках сценариев на протяжении всего жизненного цикла и многоуровневой инженерной сертификацией, традиционные новые материалы для атомных электростанций, прошедшие типовую «привязку» (定型), — от фундаментальных исследований до внедрения в инженерные применения — обычно проходят цикл, который нередко длится десятки лет. Даже если ускорять процесс с опорой на новые технологии, всё равно потребуется системная работа и испытания в течение 20–30 лет».

В настоящее время Zu Chong Casting & Forging ведёт глубокое сотрудничество в области промышленности-образования-науки с командой Института материаловедения Шанхайского университета Цзяотун. Совсем недавно обе стороны совместно подали заявку на «Ключевую лабораторию материалов для крупногабаритных литейно-ковочных изделий в Шанхае и экстремального производства» — и заявка была официально одобрена; 24 марта прошло торжественное открытие. Это сотрудничество между университетом и предприятием также даст импульс плану повышения производственных мощностей Zu Chong Casting & Forging.

«Ранние вложения» для охвата рынка в течение десяти лет

Именно на основе понимания изменений рыночного спроса Zu Chong Casting & Forging приняла решение модернизировать производственные линии. В деталях: первая очередь включает три части — модернизацию «узких мест» на линии выплавки стали, установку глобально крупнейшей вакуумной самоотжигающей печи и ковочную линию быстрого изготовления мощностью в десятки тысяч тонн. Первые две позиции используются для повышения выпуска крупногабаритных литейно-ковочных изделий и также помогают вести инновационные разработки в этой сфере. Например, вакуумная самоотжигающая печь предназначена для выплавки специальных материалов, а линия быстрого ковочного производства нужна для повышения гибкости ковочных технологий.

Чжан Чжифэн привёл образное сравнение: «Расплав — это наша „мука“, а поковки — „хлеб“. Раньше мы могли делать только обычную „муку“. Теперь же через вакуумную самоотжигающую печь и новое оборудование мы будем производить высокопрочную „специальную муку“, а затем, используя линию быстрых ковок, превращать её в „специальный хлеб“».

Такие «ранние вложения» — это накопленный опыт этой старой фабрики после многократных трансформаций.

История Zu Chong Casting & Forging восходит к 1958 году, когда в Шанхае работал Шанхайский завод тяжёлого машиностроения. Здесь была создана первая в Новом Китае тонна-уровня гидравлического давления — гидравлический пресс мощностью в десятки тысяч тонн по проекту. В 1973 году Шанхайский завод тяжёлого машиностроения взял на себя задачу по изготовлению крупных поковок для первой очереди «Проекта 728» атомной электростанции Циньшань. Предприятие последовательно поставляло для проектов первой очереди Циньшань, второй очереди Циньшань, расширения Циньшань и др. высококачественные крупные поковки, включая ядерные сосуды высокого давления, испарители, стабилизаторы давления и элементы реактора. Но в 1990-е годы компания столкнулась с ситуацией ослабления конкурентоспособности на рынке.

Поворот наступил в 2006 году. Zu Chong Casting & Forging увидела, что в стране планируют строительство крупных атомных электростанций на уровне миллионов киловатт и что будет расти спрос на чистые угольные электростанции; компания разработала план строительства нового поколения прессов на десятки тысяч тонн и перевела основной бизнес на литейно-ковочные изделия для высокотехнологичного энергетического оборудования. Это глубоко запомнилось Чжан Чжифэну. В тот год он только что окончил обучение и пришёл работать на Шанхайский завод тяжёлого машиностроения.

Гу Цзяньфэн — человек с 20-летним опытом работы в отрасли, он был свидетелем полного процесса перехода от зависимости от импорта к полной локализации в стране крупногабаритных литейно-ковочных изделий для атомной энергетики. Он вспоминает: «Примерно в 2010 году государство готовилось к масштабному запуску атомной энергетики, стартовала целая серия проектов. В то время многие крупные машиностроительные заводы “соревновались”, и доля брака была высокой: один списанный элемент означал потери в несколько сотен миллионов юаней».

Zu Chong Casting & Forging многие десятилетия по одному «десятилетию за десятилетием» грызла и преодолевала эту «трудную косточку» — крупные литейно-ковочные изделия. Начиная с 2006 года Шанхайский завод тяжёлого машиностроения инвестировал в исследования по локализации поковок для атомной энергетики. На протяжении почти десяти лет компания вела совместную работу и в итоге освоила массовые производственные возможности для различных типов реакторов: улучшенного второго поколения 1000MW для атомной энергетики, реактора AP1000 третьего поколения, высокотемпературного газоохлаждаемого реактора 200MW и др. После 2015 года компания запустила исследовательские работы и инженерные задачи для новых моделей главного оборудования атомной энергетики, включая «Хуалунь-1», 600MW высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, «Го-1» и т. д. Сегодня «Хуалунь-1» достиг 100% локализации крупногабаритных поковок для главного оборудования на ядерном острове; локализация крупногабаритных поковок для 600MW высокотемпературного газоохлаждаемого реактора и «Го-1» также вошла в стадию всесторонней решающей атаки.

Возможно, это и есть наиболее простая правда «модернизации китайского производства» — за тем, что можно увидеть: великие стратегические изделия большой страны, стоят бесчисленные невидимые возможности индустриальной базы, которые их поддерживают. А для повышения базовых возможностей не существует обходных путей: компании нужно выдержать краткосрочное давление на прибыль и убытки и в рамках долгого цикла сделать устойчивые стратегические инвестиции.

Через десять лет семена, которые были посеяны сегодня, обязательно вырастут в хребет, поддерживающий великие стратегические изделия большой страны.

Производственная площадка по выпуску крупногабаритных литейно-ковочных изделий. Фото предоставлено Zu Chong Casting & Forging