Оборудование для перекачки СПГ испытают в НИИЭФА

Петербургский НИИЭФА им. Ефремова создает первый в России стенд для испытаний оборудования средне- и крупнотоннажного производства СПГ. Генеральный директор института Алексей Ванин рассказал, чем физиков заинтересовала перекачка сжиженного природного газа, есть ли жизнь после ИТЭР и что сотрудники института сделали для проекта магнитной левитации.

Жизнь после ИТЭР

— Почему НИИЭФА, который с советских времен занимается электрофизическим оборудованием, взялся за испытания насосов для перекачки сжиженного природного газа?

— Институт долгое время живет в условиях монозаказа. В 2019 году выручка предприятия составила 3,49 млрд рублей, из них 80 % пришлось на работы для ИТЭР. Наш институт изготавливает для проекта элементы магнитной системы, вакуумной камеры, внутрикамерные компоненты, мощную коммутационную аппаратуру. Однако к 2028 году основная часть заказа будет выполнена. Уже пора задуматься, на что мы будем жить дальше.

История со стендами началась в 2018 году, когда ОКБМ им. Африкантова в рамках импортозамещения изготовило первый малотоннажный криогенный электронасос для перекачки СПГ. Стендов для испытаний такого насоса в России не существовало. А мы имели опыт испытаний различного оборудования и не упустили возможность освоить новое направление.

За шесть месяцев специалисты НИИЭФА разработали и соорудили стенд комплексных испытаний криогенных электронасосов, СКИКЭ. Если описывать его простыми словами, то это две криогенные емкости объемом по 25 м³, закольцованные трубопроводом. Мы называем эту установку петлей: насос опускается в одну из емкостей и гоняет жидкий азот внутри системы. Испытания длятся неделю. За это время измеряют нужные характеристики: уровень шума и вибрации, расход и напор, потребляемую мощность. В 2019 году на СКИКЭ испытали три насоса. Осенью мы получили новый заказ на строительство стендового комплекса для испытаний оборудования в средне- и крупнотоннажном производстве СПГ.

— Какое оборудование можно испытывать на новом стендовом комплексе?

— Насосы, детандеры (машины для расширения газа) и компрессоры. Принцип работы тот же, что и у СКИКЭ: построим три петли для испытаний каждого вида оборудования. А вот масштаб гораздо больше. Общий объем емкостей каждой петли составит 300–400 м³. Испытания будем проводить на жидком азоте и СПГ. Стендовый комплекс займет площадь 20 тыс. м², он будет построен на территории НИИЭФА. Сейчас на этом месте у нас недостроенное здание, планируем его снести. Кстати, на строительство стендового комплекса помимо «Росатома» претендовали «Роскосмос», «Ростех» и ЦИАМ им. Баранова. Но мы предложили самые выгодные условия реализации проекта, поэтому получили заказ.

— На какой стадии находитесь сейчас?

— Идет проектирование. В 2021 году стенд будет запущен в работу, предусмотрены испытания 25 насосов и двух детандеров ежегодно. Затем на испытаниях появятся компрессоры отечественного производства. В будущем наш стендовый комплекс позволит проводить испытания всей линейки оборудования для российских СПГ-проектов.

— Сколько стоит строительство стендового комплекса?

— 1,35 млрд рублей. Эти средства выделяют из бюджета, еще 150 млн вкладывает «Росатом», в дальнейшем мы будем ограничены в тарифах на испытания российского оборудования. Проект получается на грани рентабельности. Заработать сможем, если научимся продавать услугу испытаний СПГ-оборудования зарубежным компаниям.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПЛАНИРОВКА НОВОГО СТЕНДОВОГО КОМПЛЕКСА

К магнитной левитации

— На чем еще НИИЭФА сможет заработать после того, как завершит работы по проекту ИТЭР?

— Будем развивать медицинское направление. В сентябре 2019 года мы изготовили циклотронный комплекс с энергией протонов 30 МэВ для Института ядерных технологий Королевства Таиланд. Комплекс может производить изотопы — цирконий‑89, медь‑64, таллий‑201 и галлий‑67 — для диагностики и терапии онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. В ближайшие годы планируем поставить два циклотрона в Дальневосточный федеральный университет и онкоцентр Иркутска.

Наш институт имеет опыт разработки систем электродвижения для подводного флота. Постановлением правительства НИИЭФА определен головной организацией по реализации перспективного технологического направления «Электродвижение». Эти же компетенции будем развивать на гражданке. Прорабатываем вопрос о локализации изготовления в НИИЭФА двигателей для главных циркуляционных насосов реакторной установки, сейчас эти двигатели закупаются у предприятий, не входящих в контур «Росатома». Планируем предложить элементы системы электродвижения и электроэнергетической системы для серийных ледоколов «Лидер».

Занимаемся разработкой сверхпроводящих материалов, водородной энергетикой. Работаем над поездом на магнитолевитационной подушке. Такой поезд при движении не касается поверхности рельса, а поддерживается лишь силой электромагнитного поля, он сможет развивать скорость до 600 км/ч без создания разрежения. В России этим проектом занимается инженерный кластер «Российский маглев» (от англ. magnetic levitation, «магнитная левитация». — «СР»), возглавляемый экс-министром путей сообщения Анатолием Зайцевым, в этот кластер входит и НИИЭФА.

— Какие работы по проекту уже выполнены?

— Завершены все научно-исследовательские работы. Созданы экспериментальные образцы подвесок, которые удержат состав на весу. Только представьте: на одну колесную тележку вагона приходится нагрузка 40 т, а мы научились держать этот вес магнитами! Зазор — 4–8 мм. Вместо рельсов — две металлические полоски. Специалисты НИИЭФА разработали быстродействующий алгоритм, который сохраняет этот зазор вне зависимости от горок и поворотов на всем пути следования поезда. Теперь ведем переговоры с РЖД о создании испытательного стенда.