Раздел III. Деятельность в области устойчивого развития Глава 7. Инновационная деятельность 7.1. Инновационная деятельность в ядерной сфере
Основным документом, регламентирующими инновационную деятельность ОАО «ТВЭЛ» является «Программа инновационного развития и технологической модернизации Госкорпорации «Росатом» на период до 2020 года (в гражданской части)».
Основной задачей инновационной деятельности ТК «ТВЭЛ» в ядерной сфере является совершенствование характеристик ядерного топлива водоохлаждаемых энергетических реакторов типа ВВЭР и РБМК с целью:
увеличения глубины выгорания топлива;
повышения эксплуатационного ресурса ТВС;
повышения эксплуатационной надежности ядерного топлива;
обоснование работоспособности топлива в маневренных режимах;
обоснования работоспособности ТВС в условиях повышенной мощности реактора.
Расходы на выполнение НИОКР в 2011 году в сфере разработки новых видов топлива составили:
для АЭС с реакторами ВВЭР, РБМК - 1037,6 млн. руб.;
для исследовательских реакторов и атомных станций малой мощности - 64,0 млн. руб.;
для АЭС с реакторами PWR - 277,4 млн. руб.
Важной задачей ТК «ТВЭЛ» является конструкторско-технологическое развитие разделительно-сублиматного комплекса. В сфере инновационного развития РСК в 2011 году проводились НИОКР по созданию перспективных моделей газовых центрифуг (ГЦ); проводилась разработка и совершенствование разделительных производств и специального вспомогательного оборудования разделительных производств.
Расходы Компании на выполнение НИОКР в сфере конструкторско-технологического развития разделительно-сублиматного комплекса в 2011 году составили 1445,3 млн. руб.
Доля финансирования заказов НИОКР в ВУЗах от общего объема финансирования НИОКР составила 4,23 %.
Совершенствование характеристик ядерного топлива
В 2011 году в области усовершенствования потребительских свойств ядерного топлива для реакторов ВВЭР 1000, ВВЭР 440 и РБМК были достигнуты следующие результаты.
по топливу ВВЭР-1000
Завершено научно-техническое обоснование безопасной эксплуатации ядерного топлива на базе ТВСА-PLUS для первой загрузки четвертого энергоблока Калининской АЭС. Топливо не имеет бланкетов и обеспечивает переход к топливному циклу (3х510 суток) на уровне мощности – 104% Nном.
Разработан технический проект ТВСА-12 с увеличенным содержанием урана за счёт применения топливных таблеток без центрального отверстия, повышенной жёсткостью каркаса. Начата эксплуатация 12 таких сборок на первом блоке Калининской АЭС. Топливо обеспечивает эксплуатацию в топливных циклах (3х510 или 5х330), сокращает расход природного урана на 6,5% в сравнении с ТВСА базовой конструкции.
Начата опытно-промышленная эксплуатация пилотных ТВС-2М в активной зоне первого энергоблока АЭС «Тяньвань» (КНР). Разработан комплект научно-технических документов для обоснования безопасной эксплуатации ТВС-2М в цикле (3х510) на энергоблоках №1 и №2.
Завершено научно-техническое обоснование безопасной эксплуатации ядерного топлива на базе ТВСА-Т для полной перегрузки второго энергоблока АЭС «Темелин» (Чехия). Энергоблок 30 июля 2011 года выведен на 100-процентную мощность.
Выполнены предварительные технико-экономические исследования эффективности топлива с содержанием урана-235 более 5%, позволяющие реализовать на АЭС с ВВЭР-1000 24-месячный топливный цикл с применением уран-эрбиевого топлива.
по топливу ВВЭР-440
На четвёртом блоке Кольской АЭС проведена эксплуатация кассет второго поколения повышенного обогащения 4,87% и опытной партии кассет третьего поколения – РК-3 (кассеты не имеют чехла) в течение 100 эфф. суток на уровне мощности 107% Nном. Получен необходимый референсный опыт.
Обоснован переход на использование топлива второго поколения в условиях повышенной до 107% мощности на энергоблоках №1 и №2 АЭС «Моховце» (Словакия).
Завершено обоснование внедрения топлива второго поколения на Ровенской АЭС (Украина).
по топливу для реакторов PWR
Получено положительное заключение на проведение эксплуатации опытной партии сборок в реакторе заказчика. Подписан контракт на поставку пилотной партии ТВС-КВАДРАТ.
по топливу ПАТЭС
Завершена разработка ядерного топлива для реакторной установки плавучего энергоблока. Новый вид металлокерамического топлива удовлетворяет требованиям нераспространения. Изготовлены и приняты две активные зоны 14-14 для РУ КЛТ-40С. Разработана и утверждена программа создания активной зоны с увеличенным до 3 ТВт ч энергоресурсом.
по топливу исследовательских реакторов
Разработан технический проект НОУ-топлива для реактора МАРИЯ (Польша).
Начаты испытания экспериментальных сборок с НОУ-топливом в исследовательском реакторе ВВР-К в Казахстане.
В 2012 году в целях совершенствования характеристик ЯТ планируется:
Разработать проект «ТВС четвёртого поколения для ВВЭР-1000» с целью улучшения топливоиспользования на 7% относительно действующего на российских АЭС топлива. Проект будет консолидировать все апробированные к настоящему времени прогрессивные технические решения, в том числе применение топливных таблеток без центрального отверстия, длинного топливного столба, перемешивающих решеток - интенсификаторов теплообмена, антидебризного фильтра и др.
Разработать проект «ТВС для РУ ВВЭР-ТОИ». Ядерное топливо обеспечит реализацию заложенных в техническом задании на реакторную установку характеристик: 18-месячный топливный цикл, тепловая мощность энергоблока 3300 МВт, работа в режиме суточного регулирования мощности в диапазоне (100-50-100) % Nном.
Разработать проект внедрения ТВСА-12 на АЭС Украины с целью перевода энергоблоков ВВЭР-1000 на эксплуатацию в пятигодичном топливном цикле.
Выполнить обоснование эксплуатации ядерного топлива АЭС «Темелин» в условиях повышенного до 104% Nном уровня мощности.
Поставить на производство и изготовить первую топливную загрузку для головного энергоблока проекта АЭС-2006.
Разработать физический проект перевода третьего блока Кольской АЭС на топливо второго поколения со средним обогащением топлива 4,87%.
Выпустить технический проект на кассеты второго поколения с увеличенной массой урана (с топливными таблетками без центрального отверстия). По сравнению с топливными кассетами второго поколения со средним обогащением топлива 4,87% использование кассеты второго поколения с увеличенной массой урана позволит снизить расход свежего топлива на перегрузку на 10% в условиях работы боков на мощности 107% Nном.
Начать техническое проектирование усовершенствованной активной зоны 14-14-1 для РУ КЛТ-40С (с увеличенным до 3 ТВт ч энергоресурсом).
Завершить разработку НОУ-топлива для исследовательского реактора ВВР-К и поставить новую продукцию на серийное производство.
Конструкторско-технологическое развитие РСК
В 2011 году конструкторско-технологическое развитие РСК осуществлялось по двум основным направлениям - создание газовых центрифуг (ГЦ) нового поколения и совершенствование разделительных производств ТК «ТВЭЛ».
В 2011 в сфере инновационного развития РСК были достигнуты следующие результаты:
По созданию ГЦ нового поколения
Проведены промышленные испытания установочной серии ГЦ 9-го поколения на ОАО «УЭХК».
Проведены поисковые расчеты вариантов конструкции перспективной ГЦ.
Завершен ряд ОКР по разработке более эффективного вспомогательного оборудования (аппараты КИУ, электронные регуляторы, приборы, компоненты АСУТП и др.) для каскадов ГЦ нового поколения.
По разработке и совершенствованию разделительных производств
Проработаны и предложены новые решения по технологиям и комплексной автоматизации разделительного производства, выполнено ОБИН нового завода с конкурентоспособными относительно лучших мировых практик технико-экономическими характеристиками.
В 2012 году планируется начать серийный выпуск и промышленную эксплуатацию блока ГЦ 9-го поколения., а также выполнить ОБИН модернизации действующего разделительного производства для обоснования стратегии развития разделительного комплекса ТК «ТВЭЛ».
7.2. Инновационная деятельность в неядерной сфере
Рис. 7.2.1. Кластеры инновационного развития ТК «ТВЭЛ»
В рамках трёх выделенных кластеров инновационного развития в 2011 году проведен предварительный анализ и выполнено обоснование целесообразности реализации ряда инвестиционных проектов. Для реализации перспективных проектов по созданию производств химических источников тока и накопителей энергии, организации производства редкоземельных элементов и никельсодержащих порошков в 2012 году со стороны ТК «ТВЭЛ» планируются инвестиции в размере до 5 млрд руб.
Ожидается, что общий размер выручки по реализуемым и перспективным проектам ТК «ТВЭЛ» к 2020 году составит до 70 млрд. руб., будет создано до 5 тыс. рабочих мест.
Научно-технический центр ОАО «ТВЭЛ»
В 2010 году на базе научно-технического центра ОАО «ТВЭЛ» организован Проектный офис по работе с проектами ГК «Росатом» и ГК «Роснанотех».
Проектный офис осуществляет поиск и выявление новых проектов в организациях ГК «Росатом», поддержку при подаче заявок, прохождении корпоративных процедур в ГК «Росатом» и ОАО «РОСНАНО», оформлении соответствующих документов, принятии решений до момента создания проектных компаний. По результатам выполнения всего комплекса мероприятий выявлен ряд перспективных направлений, по которым в дальнейшем возможно формирование совместных проектов с ОАО «Роснано». В 2011 годы была обеспечена подача 11 заявок по перспективным проектам.
По четырем одобренным проектам:
«Суперпровода»;
«Нанопокрытия-Атом»;
«Катодный материал»;
«Автомобильные катализаторы»
в течение 2011 года были подписаны инвестиционные соглашения, договоры об осуществлении прав участников/акционерные соглашения, созданы 4 проектные компании, начато финансирование.
Общий бюджет реализуемых совместно с ОАО «РОСНАНО» проектов составляет 4,6 млрд. руб., из них в 2011 году профинансировано 0,95 млрд руб. (в т.ч. 0,25 млрд руб. со стороны ОАО «РОСНАНО» и других партнеров).
В 2012 году планируется профинансировать 3,18 млрд руб. (в т.ч. 1,9 млрд. руб. со стороны ОАО «РОСНАНО» и других партнеров).
Металлургический комплекс предприятий
Редкоземельные металлы
На основании решений Секции №2 НТС Госкорпорации «Росатом» о необходимости создания производства редкоземельной продукции в рамках создания ОЦМ рассмотрены возможности создания производства соединений РЗЭ на базе ОАО «ЧМЗ». Подготовлена заявка на инициирование инвестиционного проекта по созданию разделительного производства. Основными видами готовой редкоземельной продукции, на производство которых ориентирован проект, выбраны высокочистые оксиды: лантана (La), церия (Ce), неодима (Nd), самария (Sm), европия (Eu), тербия (Tb), гадолиния (Gd), диспрозия (Dy), эрбия (Er), иттрия (Y), а также металлы, магниты на основе неодима и самария, полирующие порошки и др. продукты. Выпуск данной продукции позволит обеспечить внутренние потребности Госкорпорации «Росатом», в том числе в части перспективных проектов, а также предложить рынку объёмы дефицитных и востребованных металлов.
Проект «Суперпровода»
ОАО «ВНИИНМ» совместно с ОАО «РОСНАНО» реализует проект «Суперпровода». Целью проекта является создание производства наноструктурных электротехнических проводов со сверхвысокой прочностью и высокой электропроводностью. Мощность производства к 2014 году составит 50 тонн продукции в год. Вторая очередь проекта предусматривает увеличение мощности производства до 200 тонн продукции в год к 2016 году за счёт расширения производства с использованием промышленной площадки ОАО «ЧМЗ».
В 2011 году выполнены все необходимые корпоративные процедуры, участниками проекта подписано инвестиционное соглашение, создана и начата деятельность компании (ООО «НПП «НАНОЭЛЕКТРО»), выпущена первая партия товарной продукции.
Планы на 2012 год
На 2012 год перед металлургическим комплексом предприятий стоят следующие задачи в области инновационного развития:
создание пилотной установки по разделению коллективных концентратов РЗЭ на индивидуальные оксиды мощностью 10 тонн в год;
завершение передачи от ОАО «ВНИИНМ» промышленного оборудования в уставный капитал ООО «НПП «НАНОЭЛЕКТРО» в рамках реализации проекта с ОАО «Роснано», отработка промышленной технологии, запуск серийного производства.
Машиностроительный комплекс предприятий
Проект «Нанопокрытия-Атом»
ОАО «ВНИИНМ» совместно с ОАО «РОСНАНО» и ЗАО «ПЛАКАРТ» (одним из ведущих на российском рынке предприятий в сфере нанесения функциональных покрытий) реализует проект «Нанопокрытия-Атом». Целью проекта является создание сети центров по оказанию услуг нанесения многофункциональных наноструктурированных покрытий, в первую очередь, для обеспечения потребностей ТК «ТВЭЛ» и других организаций атомной отрасли.
За 2011 год выполнены все необходимые корпоративные процедуры, участниками проекта подписано инвестиционное соглашение, создано и начало деятельность ЗАО «НП-Атом».
В 2012 году в рамках реализации проекта планируется организовать на предприятиях ТК «ТВЭЛ» несколько пилотных центров по нанесению покрытий и приступить к оказанию услуг.
Химический комплекс предприятий
Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА)
Направление ЛИА реализует стратегическую инициативу Госкорпорации «Росатом» по накопителям энергии. В соответствии со сформированной концепцией развития данного направления в составе ряда взаимосвязанных проектов, нацеленных на последовательное построение всей цепочки разработки производства ЛИА и его компонентов, разработаны заявки на инициирование проектов создания производства электролита ЛИА и создания центра сертификации, испытаний и исследований ЛИА и его материалов.
Проект «Катодный материал»
ОАО «НЗХК» и ЗАО «Промышленные инновации» совместно с ОАО «РОСНАНО» реализуют проект «Катодный материал». Целью проекта является создание импортозамещающего промышленного производства катодного материала на основе железо-фосфата лития для литий-ионных аккумуляторов. К 2015 году планируется выход на производство 3500 тонн продукции в год.
За 2011 год выполнены все необходимые корпоративные процедуры, участниками проекта подписано инвестиционное соглашение, создано и начало деятельность ООО «Катодные Материалы», введена в эксплуатацию опытная установка по производству катодного материала мощностью 20 тонн в год, отработана технология синтеза катодного материала, синтезированы и исследованы первые партии катодного материала, показавшие хорошие электрохимические характеристики, подготовлены рекомендации по улучшению качества продукции в обеспечение требований заказчика – новосибирского завода ЛИА ООО «Лиотех».
В 2012 году в рамках реализации проекта планируется приступить к строительству производственных зданий и сооружений, а также начать закупки оборудования по производству катодного материала на основе железо-фосфата лития.
Проект «Автомобильные катализаторы»
ОАО «УЭХК» совместно с ООО «АТЕКС» (профильным инвестором, обладающим компетенциями в сфере производства и продаж автокомпонентов) и ОАО «РОСНАНО» реализует проект «Автомобильные катализаторы». Целью проекта является создание высокорентабельного современного производственного комплекса для разработки и изготовления каталитических блоков и нейтрализаторов выхлопных газов автомобильной техники, увеличение доли присутствия на внутреннем рынке катализаторов и нейтрализаторов.
За 2011 год выполнены все необходимые корпоративные процедуры, участниками проекта подписано инвестиционное соглашение, проектной компанией (ООО «Экоальянс») осуществлены поставки продукции потребителям на сумму 0,9 млрд руб.
В 2012 году в рамках реализации проекта планируется завершить формирование целевого размера уставного капитала за счет вкладов участников проекта (ОАО «УЭХК», ОАО «РОСНАНО», ООО «АТЕКС»), приступить к переносу производства за периметр охранной зоны ОАО «УЭХК», закупкам нового технологического оборудования по производству каталитических блоков и нейтрализаторов.
Также в 2011 году Компанией в соответствии со Стратегией развития Топливного дивизиона проводилась работа по подготовке к инициации перспективных проектов по созданию производств химических источников тока и накопителей энергии, организации производства редкоземельных элементов и никельсодержащих порошков в рамках формирования второго ядра бизнеса на базе инновационных неядерных производств.
Для реализации этих проектов предприятия ТК «ТВЭЛ» обладают существенным технологическим заделом, имеют возможности предоставления высококвалифицированных трудовых ресурсов, необходимых производственных площадок, обеспеченных требуемой инфраструктурой и коммуникациями.
В качестве финансового партнера для реализации проектов по созданию производств химических источников тока и накопителей энергии, организации производства редкоземельных элементов и никельсодержащих порошков планируется привлекать ОАО «РОСНАНО».
Водородные накопители
Проект нацелен на создание производства энергетических установок, электролизеров и электрохимических генераторов на водородно-кислородных топливных элементах и энергетических установок с их применением.
В ходе реализации проекта планируется создать производство на базе Завода электрохимических преобразователей (ЗЭП) ОАО «УЭХК». В случае подтверждения прогнозов развития рынка водородных накопителей, планируется масштабирование производства и/или экспансия в смежные сегменты рынка.
В 2011 году в ЗЭП ОАО «УЭХК» был выполнен следующий комплекс НИОКР:
подготовлена и выпущена конструкторская и технологическая документация на опытный образец батареи электролизера;
проведена разработка и изготовлены комплектующие электрохимической группы электролизера и увлажнителя;
изготовлена батарея электролизера воды, мощностью 2,5 кВт;
подготовлен стенд для испытаний батареи электролизера на низком (до 5 атм) давлении;
проведены НИР по совершенствованию катализаторов и электролитоносителя, направленные на удешевление топливного элемента, и разработана КД на побудитель расхода водорода для электролизера высокого давления.
Изотопы
ОАО «ПО ЭХЗ» является крупнейшим производителем стабильных изотопов центрифужным методом. В настоящее время производится 95 изотопов 19 химических элементов.
В 2011 году инициирован инвестиционный проект по развитию изотопного производства, предусматривающий организацию производства следующих продуктов:
изотопно-обогащенный зонноочищенный поликристаллический германий;
изотопно-обогащенные кремний и германий химической чистоты «6N»;
диэтилцинк (возврат отходов в производство);
оксид кремния;
новые перспективные продукты на основе стабильных изотопов для расширения сфер применения.
7.3. Интеллектуальная собственность ТК «ТВЭЛ»
ТК «ТВЭЛ» является обладателем более 600 объектов интеллектуальной собственности. В качестве объектов правовой охраны выступают изобретения, полезные модели, секреты производства (ноу-хау), программы для ЭВМ, базы данных, товарные знаки, промышленные образцы.
Таблица 7.3.1. Количество зарегистрированных изобретений, полезных моделей и промышленных образцов и секретов производства (ноу-хау)
|
2009 год
|
2010 год
|
2011 год
|
Изобретения:
российские/зарубежные, шт
|
74/4
|
49/10
|
62/4
|
Полезные модели:
российские/зарубежные, шт
|
14/1
|
7/-
|
14/-
|
Промышленные образцы:
Российские/зарубежные, шт.
|
3/-
|
3/-
|
-
|
Секреты производства (ноу-хау), шт.
|
23
|
23
|
31
|
Таблица 7.3.2. Количество поданных заявок на изобретения и полезные модели
|
2009 год
|
2010 год
|
2011 год
|
Заявки на изобретения:
российские/зарубежные, шт.
|
108/7
|
98/5
|
51/-
|
Заявки на полезные модели:
российские/зарубежные, шт.
|
15/-
|
13/2
|
11/2
|
В 2011 г. в обществах ТК «ТВЭЛ» получены права на 111 объектов интеллектуальной собственности: 66 изобретений, 14 полезных моделей и 31 секрет производства (ноу-хау), поданы 51 заявка на изобретения и 13 заявок на полезные модели.
В 2011 г. ТК «ТВЭЛ» улучшила показатели 2010 г. по количеству зарегистрированных изобретений и полезных моделей. Обществами ТК «ТВЭЛ» стала более активно использоваться такая форма правовой охраны как секреты производства (ноу-хау).
Стабильная ежегодная динамика регистрации исключительных прав, в первую очередь, связана с осуществляемой Компанией политикой выявления и обязательного обеспечения правовой охраны высокотехнологичных результатов интеллектуальной деятельности, создаваемых её обществами в рамках НИОКР.
Таблица 7.3.3. Количество объектов интеллектуальной собственности, права на которые получены обществами ТК «ТВЭЛ» в 2011 г.
Общества ТК «ТВЭЛ»
|
Изобретения:
российские/
зарубежные, шт.
|
Полезные модели:
российские/
зарубежные, шт.
|
Секреты производства (ноу-хау),
шт.
|
ОАО «ТВЭЛ»
|
1/3
|
2/-
|
-
|
ОАО «ВНИИНМ»
|
10/-
|
2/-
|
16
|
ОАО «МСЗ»
|
8/-
|
7/-
|
12
|
ОАО «ПО ЭХЗ»
|
25/-
|
-
|
-
|
ОАО «СХК»
|
9/-
|
-
|
2
|
ОАО «ЧМЗ»
|
7/-
|
-
|
|
ОАО «НЗХК»
|
2/1
|
2/-
|
|
ОАО «УЭХК»
|
|
1/-
|
|
ООО «ННКЦ»
|
|
|
1
|
Таблица 7.3.4. Количество поданных обществами ТК «ТВЭЛ» в 2011 г. заявок на изобретения и полезные модели
Общества ТК «ТВЭЛ»
|
Заявки на изобретения: российские/зарубежные,
шт.
|
Заявки на полезные модели: российские/зарубежные,
шт.
|
ОАО «ТВЭЛ»
|
2/-
|
-/2
|
ОАО «СХК»
|
14/-
|
|
ОАО «ВНИИНМ»
|
3/-
|
5/-
|
ЗАО «Центротех-СПб»
|
7/-
|
|
ООО «ННКЦ»
|
2/-
|
3/-
|
ЗАО «ОКБ-НН»
|
5/-
|
|
ОАО «ПО ЭХЗ»
|
5/-
|
|
ОАО «НЗХК»
|
3/-
|
2/-
|
ОАО «УЭХК»
|
4/-
|
|
ОАО «ЧМЗ»
|
4/-
|
|
ОАО «АЭХК»
|
1/-
|
|
ОАО «КМЗ»
|
|
1/-
|
ОАО «МЗП»
|
1/-
|
|
|
