Ринок атомної енергетики активно зростає, Міньхін старий Кінг-Гонг розширює виробництво та модернізує, обслуговуючи наступне покоління автономного ядерного обладнання

3 березня 31 числа, на вулиці Цзяньчуань у Мінхані, стартувала перша черга проєкту з підвищення виробничої потужності великогабаритних ливарно-ковальських поковок у межах підрозділу компанії Shanghai Electric — підприємства Shangzu Heavy Casting & Forging (上重铸锻).

Цей проєкт займає не так багато землі — приблизно 50 тис. квадратних метрів, — але загальні інвестиції сягають суми, близької до майже дворазового річного виторгу підприємства, і реалізується в кілька етапів. Гроші здебільшого витрачаються на створення обладнання — найбільшу у світі вакуумну витратну піч, швидкісну ковальську лінію рівня “тонни” потужності, а також більший за обсягом прес гідравлічний прес потужністю в “тисячі тонн” … Усе це — верхні межі технологій, до яких нині ще не дотикається індустрія.

Будучи одним із колишніх “четирьох промислових титанів” Мінханя, чому Shangzu Heavy Casting & Forging — старий завод — наважився робити такі великі ставки? Головний інженер Shangzu Heavy Casting & Forging Чжан Чжифэн сказав прямо: “Ми розширюємо не просто виробничі потужності, а плануємо, націлившись на обладнання для майбутнього покоління атомної енергетики”.

На урочистій церемонії запуску Shangzu Heavy Casting & Forging. Поставлено Shangzu Heavy Casting & Forging

Контрактація на поковки для атомноенергетичного обладнання знову досягла нового максимуму

Найпряміша причина запуску нового проєкту підприємством — зростання ринкового попиту. Shangzu Heavy Casting & Forging не є винятком.

Під час інтерв’ю Чжан Чжифэн зазначив, що наразі зростання замовлень на великі ливарно-ковальські поковки в Shangzu Heavy Casting & Forging становить більше, ніж удвічі порівняно з п’ятьма роками тому. Однак, оскільки виробничі лінії цього старого заводу були спроєктовані доволі давно, частка атомних поковок у загальній потужності виробництва дедалі зростає, а потужності для частини неатомних продуктів відчувають тиск. “Наш коефіцієнт завантаження виробничих ліній уже дуже високий. Тож розширення потужностей потрібне для подальшого посилення загальної спроможності у прийомі та опрацюванні продукції високого класу — великих ковальських поковок”.

Зростання попиту на великі ливарно-ковальські поковки має корінь у тому, що пожвавився ринок атомної енергетики. Атомна енергетика є важливою складовою чистої енергетики, і впродовж останніх років попит на великі ливарно-ковальські поковки постійно підвищувався. З 2019 по 2025 роки кількість схвалених китайською стороною атомних енергоблоків становила відповідно 6, 4, 5, 10, 10, 11, 10 одиниць — що свідчить: упродовж останніх років кількість схвалених атомних блоків уже стабільно тримається на рівні понад 10. За оцінками Китайської асоціації з атомної енергетики, до 2035 року частка атомної генерації в загальному виробництві електроенергії в Китаї сягне близько 10%.

Великі ливарно-ковальські поковки — це виготовлення ключових компонентів для атомноенергетичного обладнання. Їх можна просто розуміти як “великі деталі”, необхідні для “великих машин великої держави”. Це “основа” для переходу індустрії обладнання на високий рівень: і базові компоненти генеруючого обладнання, і колінчасті вали гігантських суднових двигунів — без них не обійтися.

У галузі часто кажуть: “Компаній, що роблять ливарно-ковальські вироби, багато, але тих, хто здатен робити великі ливарно-ковальські поковки, дуже мало”. Причина в тому, що поковки масою в сотні тонн важко імітувати: їх плавлення та процес кування неможливо змоделювати так, щоб врахувати всі фактори; величезні розміри спричиняють непередбачувані дефекти технологічного процесу. Одна поковка коштує сотні мільйонів? (тут у джерелі: “数百万元”, отже сотні мільйонів юанів) — і виробничий цикл триває до кількох місяців. Майже немає можливості для “проб і помилок”.

У сфері великих ливарно-ковальських поковок Shangzu Heavy Casting & Forging перебуває в першій вітці в країні. В останні роки виторг стабільно зростає: середньорічні темпи — в межах 15%–20%. Чжан Чжифэн зазначив, що ціль підприємства на 2026 рік — ще на 20% більше, тож розширювальний проєкт є справою необхідною.

На поверхню виходить попит на атомну енергетику наступного покоління

Втім, лише для розширення потужностей недостатньо, щоб обґрунтувати такі масштабні вкладення Shangzu Heavy Casting & Forging.

“Хоча зрілі продукти зараз мають непогану реакцію ринку, через десять років із розвитком галузі їх замінить ринок”, — сказав Чжан Чжифэн. Розширювальні плани Shangzu Heavy Casting & Forging — це також тому, що компанія побачила потребу в обладнанні для атомної енергетики наступного покоління. “Атомній енергетиці наступного покоління потрібні які матеріали та яка форма — це буде зовсім не так, як нині. Якщо не закласти це зараз, то в майбутньому вже не буде місця”.

Під обладнанням атомної енергетики наступного покоління, про яке говорить Чжан Чжифэн, маються на увазі як четверте покоління реакторів поділу, зокрема швидкі реактори та торієво-шіламорові розплавносольові реактори, так і контрольований термоядерний синтез, який вважають “ультимативною енергією”. Серед них контрольований термоядерний синтез, через гранично важкі умови роботи, висуває матеріалам вимоги, нечувані раніше.

Процес плавлення великих ливарно-ковальських поковок. Поставлено Shangzu Heavy Casting & Forging

Професор Університету Цзяотун у Шанхаї з матеріалознавства та інженерії Гу Цзяньфэн пояснив: “Матеріали першої стінки термоядерного реактора безпосередньо контактують із плазмою з температурою понад сто мільйонів градусів. Матеріал має зберігати міцність за такого екстремально високого нагріву, тож потрібно додавати елементи тугоплавких сплавів на кшталт вольфраму. Це дуже складний процес”. Водночас, оскільки тип реактора зміниться, цілком імовірно зростуть товщина і маса великих ливарно-ковальських поковок, але вимоги до характеристик не можна знижувати — і це стає величезним випробуванням для технології виробництва.

“На відміну від розробки звичайних матеріалів, для атомноенергетичного обладнання вимоги щодо безпеки є абсолютними”, — розповів Гу Цзяньфэн. Через жорсткі умови верифікації опроміненням, перевірку режимів роботи впродовж усього циклу та багаторівневі інженерні сертифікації, традиційні атомні нові матеріали, від базових досліджень до практичного застосування в інженерії, мають цикл, який часто триває десятиліття. Навіть якщо використати нові технології, щоб прискорити темп, усе одно потрібні системні науково-технічні розробки та випробування протягом 20–30 років.

Наразі Shangzu Heavy Casting & Forging проводить глибоку співпрацю в напрямку виробництва, навчання та досліджень із командою факультету матеріалів Університету Цзяотун у Шанхаї. Нещодавно обидві сторони спільно подали заявку на “Шанхайську ключову лабораторію з матеріалів для великих ливарно-ковальських поковок та екстремального виробництва”, і її офіційно було схвалено: 24 березня відбулося урочисте відкриття. Ця співпраця університету та підприємства також додасть ресурсів плану підвищення виробничих потужностей Shangzu Heavy Casting & Forging.

“Спрямувати ресурси на випередження” — закласти ринок на десять років

Саме завдяки тому, що компанія відстежила зміни попиту на ринку, Shangzu Heavy Casting & Forging вирішила модернізувати виробничі лінії. Конкретно: перша черга включає три частини — модернізацію вузького місця на лінії сталеплавильного виробництва, вакуумну витратну піч найбільшу у світі та швидкісну ковальську лінію рівня “тисяч тонн”. Останні два рішення використовуються для підвищення обсягів виробництва великих ливарно-ковальських поковок, а також допомагають у інноваційному дослідженні та розробці великих ливарно-ковальських поковок. Наприклад, вакуумна витратна піч призначена для плавлення спеціальних матеріалів, а швидкісна ковальська лінія — для підвищення гнучкості ковальських технологічних процесів.

Чжан Чжифэн навів аналогію: “Рідкий метал для нас — це ‘борошно’, а поковки — ‘хліб’. Раніше ми могли робити лише звичайне ‘борошно’. Тепер треба через вакуумну витратну піч та інше нове обладнання робити високоміцне ‘спеціальне борошно’, а потім швидкою ковальською лінією перетворювати його на ‘спеціальний хліб’”.

Ці “вкладення на випередження” — це накопичений досвід цієї старої фабрики після кількох раундів трансформації.

Історію Shangzu Heavy Casting & Forging можна простежити до 1958 року, коли було створено Шанхайський завод важкого машинобудування. Саме тут з’явився перший у новому Китаї гідравлічний прес на тисячу тонн. У 1973 році Шанхайський завод важкого машинобудування узяв на себе завдання з виготовлення великих поковок першої черги атомної електростанції Циньшань — проєкт “728”. Підприємство послідовно забезпечувало для проєктів першої черги Циньшань, другої черги Циньшань, розширення Циньшань тощо якісні великі ливарно-ковальські поковки, зокрема корпуси під тиском атомної енергетики, випарники, регулятори тиску та внутрішньореакторні компоненти. Але починаючи з 1990-х років минулого століття підприємство в певний період зіткнулося з кризою, пов’язаною зі зниженням конкурентоспроможності на ринку.

Поворот стався у 2006 році. Shangzu Heavy Casting & Forging побачила, що держава планує будувати великі атомні електростанції класу мільйон кіловат і попит на чисті вугільні електростанції, тож задумала будівництво нового покоління пресів на тисячу тонн і перенацілила основний бізнес на великі ливарно-ковальські поковки для високотехнологічного енергетичного обладнання. Це глибоко запам’ятав Чжан Чжифэн. Того року він щойно закінчив навчання та прийшов працювати на Шанхайський завод важкого машинобудування.

Гу Цзяньфэн — учасник галузі з 20-річним стажем, він став свідком усього процесу від залежності імпорту великих ливарно-ковальських поковок для атомної енергетики до їх повної локалізації. Він згадує: “Приблизно в 2010 році держава готувалася до масштабного введення в експлуатацію атомних енергоблоків, і стартувала велика кількість проєктів. Тоді кілька великих важких машинобудівних заводів по всій країні боролися за замовлення, а частка браку була дуже високою: один виріб, що пішов у брак, означав втрату кількох мільйонів”.

Shangzu Heavy Casting & Forging витрачала рік за роком десятиліття на те, щоб гризти “твердий горішок” — великі ливарно-ковальські поковки. Починаючи з 2006 року Шанхайський завод важкого машинобудування інвестував у дослідження та розробку локалізації ковальських компонентів для атомної енергетики; майже десять років знадобилося для проривів, щоб опанувати серійне виробництво конструкцій типів другого покоління, зокрема 1000MW атомні енергоблоки з покращеною версією, 3-є покоління AP1000, а також 200MW високо-температурні газоохолоджувані реактори; а після 2015 року стартувала робота з досліджень і розробок для нових моделей основного обладнання атомної енергетики, включно з Hualong One, 600MW високо-температурним газоохолоджуваним реактором і Guohe One. Нині Hualong One досягнув 100% локалізації великих ливарно-ковальських поковок для головного обладнання атомного острова. Локалізація великих поковок для 600MW високо-температурного газоохолоджуваного реактора та Guohe One також увійшла в повномасштабну стадію “великого наступу”.

Можливо, це й є найпростіша правда модернізації “Made in China” — за видимими “великими машинами великої держави” стоїть безліч невидимих можливостей промислової бази, які їх підтримують. А підвищення базових спроможностей не має “швидких доріг”: потрібно, щоб підприємство витримало короткостроковий тиск прибутків і збитків і впродовж тривалого циклу зробило рішучі стратегічні інвестиції.

Через десять років насіння, яке закладено сьогодні, неодмінно виросте в хребет, що підтримуватиме “великі машини великої держави”.

Зона виробництва великих ливарно-ковальських поковок. Поставлено Shangzu Heavy Casting & Forging