Отчёт к дню директора 12.07.2022_1

Разработка и производство прецизионных электромагнитов исследовательских ускорителей

Прикладная сверхпроводимость. Криогеника.
СПГ стенд.

Лазерные техника и технологии

Плазменно-пучковые технологии

Жидкометаллические насосы

Магнитная левитация

Реализация задач ГОЗ:
Системы электродвижения;
Ускорительные комплексы специального назначения;
Лазерные техника и технологии

Изготовлены элементы (стального и бронзового) биметаллической крышки тепловоспринимающего элемента («пальца») прототипа.

Сборка и сварка элементов полномасштабного прототипа панели первой стенки.

Выполнена сборка 20 комплектов биметаллических заготовок.
Проведена сварка 20 контейнеров для последующего ГИП.
Выполнено обезгаживание и контроль герметичности 20 комплектов
Выполнена предварительная сборка контейнеров в камере ГИП.

ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА

Опытный образец роботизированной установки ультразвукового контроля (ООРУУЗК)

Проверка применимости опытного образца роботизированной установки УЗК в технологическом процессе производства габаритных компонентов ИТЭР

Предназначен для выполнения полного цикла операций ультразвукового контроля (УЗК) элементов прототипов и поставочной партии габаритных внутри камерных компонентов (ВКК) ИТЭР
Проведена апробация на следующих макетах и элементах панели первой стенки (ППС):
«Палец ППС» без облицовки (контроль соединения CuCrZr/SS)
«Палец с плитками Be» ППС (контроль соединения Be/CuCrZr)
«Спарка пальцев ППС» длиной 600 мм, шириной 100 мм, весом ~50 кг

Заключение по разделу:
Применимость ООРУУЗК для контрольных операций УЗК многослойных соединений в технологии изготовления ВКК ИТЭР подтверждена
Полученные результаты УЗК удовлетворяют требованиям процедур контроля, утвержденных в МО ИТЭР.
ООРУУЗК может быть внедрен в технологию изготовления типовых внутрикамерных компонент

Основные результаты за 2020 год

Опытное изготовление компонентов бериллиевой облицовки для полномасштабного прототипа панели первой стенки (этап №2).

Бериллий ТГП-56ПС

Бериллий S65

ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА

Основные результаты за 2020 год

Гидравлические испытания ПП ЦСД включали:
определение неравномерности распределения потока воды по параллельным каналам охлаждения и проходимости каналов охлаждения при расходах воды 13, 16,1 и 19 кг/с с использованием методики ультразвукового измерения расхода;
определение перепада давления в изделии при испытательных расходах воды;
гидравлические испытания на давление при давлении 7,15 МПа.

ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА

Основные результаты за 2020 год

ИТЭР: РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СБОРОК ДИВЕРТОРА И ПАНЕЛЕЙ ПЕРВОЙ СТЕНКИ И ПРОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ДИВЕРТОРА

Основные результаты за 2020 год

ИТЭР: ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ПОЛОИДАЛЬНОЙ КАТУШКИ PF1

Сборка и сварка внешнего пропиточного объёма

Основные результаты за 2020 год

Произведена сборка катушки PF1,
Проведены вакуумные испытания силового внешнего пропиточного объёма,
Выполнена сборка и сварка «тонкого» объёма

Быстродействующий высоковольтный разъединитель (БВР)

Контактно-тиристорный коммутатор (КТК)

Блок аппаратов ЗМД + ЗЗ (защитный)

Блок аппаратов КТК + БВР

Устройство противотока

Размыкатель защитный РЗ-20/70

ИТЭР: РАЗРАБОТКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ КОММУТИРУЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ

Основные результаты за 2020 год

Шины TF, подготовленные к отгрузке

Шины PF/CS и СС, подготовленные к отгрузке

Шинопроводы в здании 32

Шина TF в здании 74-В2

Шины TF в процессе монтажа

ИТЭР: РАЗРАБОТКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ ШИНОПРОВОДОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ОБМОТОК МАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ

Основные результаты за 2020 год

Основные результаты за 2020 год

ИТЭР: ОПЫТНОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ИСПЫТАНИЯ ВЕРХНИХ ПАТРУБКОВ ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ РЕАКТОРА ИТЭР

Основные результаты за 2020 год

На Т-15МД будут отрабатывать технологии, которые необходимы для термоядерного источника нейтронов гибридного реактора.

В основе Т-15МД – установка ТОКАМАК, которая считается наиболее перспективным устройством для осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Проекты установок типа ТОКАМАК обладают большими возможностями вариативности их параметров в зависимости от ставящихся и решаемых учёными задач, что обусловливает перспективы потребностей в разработках новых проектов электромагнитных систем и вакуумных камер токамаков – работах, в которых АО «НИИЭФА» является признанным в России лидером.

Гибридный реактор сочетает принципы термоядерной и ядерной энергетики. В отличие от атомного реактора, он будет работать на тории, который дешевле и запасы которого больше, чем у урана. По оценкам ученых Курчатовского института, запасов урана-235 хватит всего на 50–70 лет. В отличие от термоядерного реактора, в гибридном не нужны сверхвысокие температуры для получения энергии.

УТС: ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМОЯДЕРНОЙ УСТАНОВКИ ТОКАМАК Т-15 МД

Основные результаты за 2020 год

К системе вакуумной откачки и подачи водорода

Модель плёночного аккумулятора водорода: 1 – термопара, К-тип; 2 – силовые электроды резистивного нагрева; 3 – центральная шпилька;
4 – корпус модели пленочного аккумулятора водорода; 5 – носитель с металл-гидридным покрытием; 6 – цельнометаллический вакуумный клапан;

1

2

3

4

5

6

Напылительная установка
«Плазматех-М»

Термовакуумная установка

Измерительное оборудование

Образцы с осаждёнными водородонасыщенными плёнками

Разработана, изготовлена и испытана модель плёночного аккумулятора водорода:
отработана методика резистивного нагрева носителя без межвитковой изоляции, показана возможность работы модели при нагреве до 500 С.
отработана методика проведения количественного анализа выхода водорода при нагреве носителя галогеновой лампой.
отработаны варианты исполнения токоподводов в плёночном аккумуляторе водорода.
показана работоспособность предложенных каналов подвода/отвода водорода к носителю.

Стоимость проекта 280 млн. руб.
Стоимость этапа 2020 г. 115 млн. руб.

Основные результаты за 2020 год

Для повышения коррозионной стойкости конструкционных сталей, работающих в Pb and Pb-Bi теплоносителях, было предложено модифицировать поверхностные свойства материала алюминием с помощью сильноточных импульсных электронных пучков микросекундного диапазона – СИЭП-МП процесс, или ГЕЗА-процесс.
Предлагаемый способ заключается в легировании Al в количествах 5-10% только поверхностного слоя стали толщиной 20-30 мкм. Основной массив стали при этом не легируется и сохраняет свои исходные «повышенные» механические свойства.
Защита от коррозии обеспечивается созданием и поддержанием на поверхности деталей активной зоны РУ с ТЖМТ оксидных пленок Al2O3, играющих роль защитных барьеров при температурах до 650°С.

Сталь ЭП823 в потоке свинца при высоком содержании кислорода

Параметры испытаний: поток Pb, T= 650ºC, v=1,5 м/с, С[O]=(5-8)⋅10-5 масс %

Не модифицированный
Кислородная коррозия

1000 часов

Модифицированный
Коррозия отсутствует

3000 часов

5000 часов

Основные результаты за 2020 год

Технологический задел

Плазменно-пучковые технологии
Разработка опытно-промышленной технологии поверхностной модификации твэльных сталей импульсными электронными пучками для защиты их от коррозии в ТЖМТ (проект ЕОТП_ДКЯЭ_214; 2021-2023 гг.)

Основные результаты за 2020 год

ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ и КРИОГЕНИКА:
ИСПЫТАНИЯ КРИОГЕННОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА ЭНК 1750/188 КЖРУ.062641.005

Основные результаты за 2020 год

ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ и КРИОГЕНИКА:
РАЗРАБОТКА СЕТЕВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ МОЩНОСТИ (С ФУНКЦИЕЙ ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ) НА БАЗЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ ИНДУКТИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

Результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния квазибессиловой обмотки СПИН: карта магнитного поля в области размещения обмотки - слева; распределение механических напряжений в обмотке СПИН

Основные результаты за 2020 год

ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ и КРИОГЕНИКА:
РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СИСТЕМ ВЫВОДА ЭНЕРГИИ ЭНЕРГОБЛОКОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Основные результаты за 2020 год

Диагностический участок определения характеристик ВТСП-2Ш

IBAD подложка

ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ: СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40 ММ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)

Основные результаты за 2020 год

Механическая полировка
широкой ленты-подложки

Ультразвуковая очистка

Контроль качества поверхности оптическим методом

Осаждение текстурированного
слоя YSZ (методом IBAD)

Образцы опытной партии длиной более 8 м каждый

Протоколы испытаний остроты текстуры и толщины слоя YSZ:
- FWHM <10 град.
- t~ 1.9-2.3 мкм.

Основные результаты за 2020 год

ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ:
СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40 ММ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)

Основные результаты за 2020 год

Основные результаты за 2020 год

ПРИКЛАДНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ:
СОЗДАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ШИРОКИХ (20-40 ММ) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ЛЕНТ (ВТСП-2Ш)

Основные результаты за 2020 год

Элементы модуля силового усилителя мощной лазерной установки.
Секции блока усилительного, пространственные фильтры ТПФ и КПФ

Оптические пространственные фильтры ТПФ и КПФ мощной лазерной установки на испытательном стенде в АО «НИИЭФА»

ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:
СОЗДАНИЕ ГЛАВНОГО УСИЛИТЕЛЯ С ТРАНСПОРТНЫМ И КЮВЕТНЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ ФИЛЬТРАМИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА МОДУЛЯ СИЛОВОГО УСИЛИТЕЛЯ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ МЕГАДЖОУЛЬНОГО УРОВНЯ ЭНЕРГИИ

Основные результаты за 2020 год

В 2020 году элементы модуля силового усилителя и оборудование системы синхронизации лазерной установки поставлены в ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» на 19-ти 20-тонных трейлерах.
Изготовленное в АО «НИИЭФА» оборудование успешно прошло испытания во время физического пуска первого модуля лазерной установки.

ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:
СОЗДАНИЕ ГЛАВНОГО УСИЛИТЕЛЯ С ТРАНСПОРТНЫМ И КЮВЕТНЫМ ПРОСТРАНСТВЕННЫМИ ФИЛЬТРАМИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА МОДУЛЯ СИЛОВОГО УСИЛИТЕЛЯ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ МЕГАДЖОУЛЬНОГО УРОВНЯ ЭНЕРГИИ

Основные результаты за 2020 год

Схема процесса обогащения углерода по изотопу 14С

Данная работа направлена на решение одной из критических задач применительно к выводу из эксплуатации блоков атомных станций. Обращение с облученным реакторным графитом, запасы которого в России могут достигать 50÷60 тысяч тонн, осложняется наличием в составе графитовых изделий долгоживущих радионуклидов (прежде всего, 14С, 36Сl). Целью работы является создание технологического оборудования для выделения (кондиционирования) радиоактивного изотопа 14С для последующего его захоронения.

ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ:
ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ПУСК ЛАБОРАТОРНОЙ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ОБЛУЧЕННОГО ГРАФИТА В ФОРМЕ ФРЕОНА-22 И ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ УСТАНОВКИ НА РАЗНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

Основные результаты за 2020 год

Приёмка партии электромагнитов специалистами Компании FAIR-GSI, февраль 2020 г.

Основные результаты за 2020 год

МАГНИТЫ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕЙ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ:
РФЯЦ–ВНИИЭФ: РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ МАГНИТООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ОСНОВНОГО СИНХРОТРОНА И БУСТЕРНОГО УСКОРИТЕЛЯ

Основные результаты за 2020 год

Завершение работ по Контракту – выпуск Технического отчёта по расчётам и конструкторским проработкам в обеспечение определения основных параметров, стоимости разработки РКД и изготовления электромагнитов установки PETRA IV (DESY, Гамбург) - ноябрь 2021 г.

Разработчики РКД и изготовители около 5000 электромагнитов будут определяться Компанией DESY путём проведения тендеров, в которых АО «НИИЭФА» будет принимать участие наряду со многими другими компаниями. Изготовление электромагнитов Компанией DESY предполагается стартовать в 2024 году.

PDQ1

PSD1D

Примеры первых результатов выполняемых работ – 3D-модели ряда основных типов электромагнитов

QF1

МАГНИТЫ ДЛЯ УСКОРИТЕЛЕЙ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ:
DESY: РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ ДЛЯ ПРОЕКТА PETRA IV

Основные результаты за 2020 год

ЭМН второго контура ЦЛИН 5/1300

ЭМН контура САОТ ЦЛИН 0,034/50

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАСОСЫ:
ОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЯУ МБИР В ЧАСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ НАСОСОВ РУ МБИР

ЭМН для РУ БРЕСТ-ОД-300

Выполнена разработка РКД 1А.224.650 опытного образца ЭМН откачки теплоносителя ЦЛИН 10/2 РУ БРЕСТ-ОД-300; разработка РКД 2А.240.584 и изготовление пробной партии макетов элементов обмотки для проведения ресурсных испытаний; разработаны технические требования к преобразователю частоты для электропитания ЭМН.

ЭМН откачки теплоносителя ЦЛИН 10/2

РАЗРАБОТКА РКД И ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАКЕТОВ ЭМН ОТКАЧКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ РУ БРЕСТ-ОД-300

Основные результаты за 2020 год

ЭМН контура САОТ ЦЛИН 0,3/400

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАСОСЫ: РАЗРАБОТКА ЭМН ДЛЯ САОТ

Основные результаты за 2020 год

Общий вид вариантов макета свинец-литиевого бланкета EUROfusion

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАСОСЫ: РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ МАКЕТА СВИНЕЦ-ЛИТИЕВОГО БЛАНКЕТА EUROFUSION ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОМ СТЕНДЕ НИИЭФА

Основные результаты за 2020 год

Электромагниты для ускорительных комплексов:
Работы по созданию исследовательской установки PETRA IV, Германия;
Работы по созданию ускорительного комплекса тяжелых ионов во ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ».

Для нужд АЭС:
Разработка и ремонт генераторных токопроводов для собственных нужд АЭС
Работы по разработке лазерной резки
для демонтажа конструкций АЭС

Программа РТТН
Создание емкостных накопителей энергии (ЕНЭ) для ТРИНИТИ,

Развитие транспортных технологий:
- Маглев;
- СЭД.

Плазменные технологии:
Создание технологии плазменного осаждения металлогидридных пленок и пленочного аккумулятора водорода
Разработка опытно-промышленной технологии поверхностной модификации твэльных сталей импульсными электронными пучками для защиты из от коррозии в ТЖМТ

Прикладная сверхпроводимость и криогенная техника:
Электромеханические преобразователи (СЭД);
Создание современного сверхпроводникового магнитно-резонансного томографа (МРТ);
Разработка высокотемпературных сверхпроводящих линий ввода/вывода и передачи энергии.

Жидкометаллические насосы:
Разработка и изготовление электромагнитных насосов для АЭС и РУ

Развитие оборудования и стенда СПГ

Перспектива тематики УТС

Перспектива тематики УТС

ТИПИЧНЫЙ ВИД МАГНИТОЛЕВИТАЦИОННОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ (КНР)

Philips
“Blue Seal”