Обучение: Ядерная энергия
Ядерная энергия главное нововведение в версии 0.15. Для ее получения требуется значительно более высокий уровнь развития технологий в сравнении с солнечной энергией или энергией паровых двигателей. Ядерная энергетика лучшее решение в производстве энергии в середине и конце игры, к тому же она хорошо совмещается и с другими методами производства энергии.
Это руководство написано для тех людей, которые хотят знать больше о механике ядерной энергии, чем о конкретных решениях. Он фокусируется на том что нужно сделать и что нужно знать, что бы запустить реактор, но не рассказывает, что конкретно делать или как решать проблемы.
Шаг первый
- Технологические требования: Ядерная энергия (исследование).
Примечание: вы можете добывать уран и раньше, но чтобы сделать его полезным потребуется исследование данной технологии.
Урановая руда
Для начала вам потребуется урановая руда. Она светится зеленым, так что вы не можете ее пропустить. Обычно она залегает в небольших месторождениях, ввиду чего, возможно, вам придется потратить некоторое время на поиск хорошего месторождения.
Как и любая другая руда в игре, она может добывается электрическим буром, правда, только им и никаким другим. К тому же, его нужно будет снабдить серной кислотой. Излишки серной кислоты бур пропускает через себя, благодаря чему, несколько буров можно соединить вместе и снабжать кислотой централизованно.
- Перемешанные месторождения: если бур накрывает хотя бы один тайл с урановой рудой, для работы ему потребуется кислота, в противном случае, бур остановится сразу, как только наткнется на нее. После обеспечения его кислотой, бур, как обычно, будет добывать все типы руд, которые есть в его области действия.
Переработка урана
Добыв урановую руду, вам необходимо ее переработать в уран-235 (U-235) и уран-238 (U-238). Делается это в центрифуге.
В центрифуге без модулей, процесс переработки занимает 12 секунд.
Центрифуга производит одновременно U-235 (светло-зеленый) и U-238 (темно-зеленый). У каждых десяти переработанных единиц урана есть шанс стать одним из этих двух продуктов. Из каждых 10 тыс. перерабатываемых единиц руды в среднем можно ожидать:
| Количество | Продукт |
|---|---|
| 7 | U-235 |
| 993 | U-238 |
Это означает, что вы можете рассчитывать получить примерно один U-235 из 1428 единиц урановой руды. Тогда можно ожидать, что центрифуга будет производить U-235 каждые 1716 секунд. В начале, это может стать проблемой.
- О средних значениях: помните, что случайность есть случайность. Числа выше, являются лишь средними значениями. Что значит, что процесс переработки будет приближается к этим величинам в долгосрочной перспективе. В действительности, вы увидите, что U-235 в одних промежутках времени появляется чаще, а в других реже. Но по итогу, это суть не важно. На раннем этапе стоит убедиться, что скорость производства U-235 достаточно высока или у вас есть достаточный его запас, чтобы вы не оказались без энергии, когда наступит неудачный продолжительный промежуток времени в производстве U-235.
Топливо
В качестве единицы топлива в реакторах используется урановый топливный элемент. В сборочном аппарате 2, процесс его создания займет 13.3 секунды. Что не критично, т.к. производство топливных элементов очень редко становится проблемой.
Автоматически перерабатывать весь U-235 в топливо нет необходимости, достаточно того, что необходимо для работы реактора. Тем более, в последствии, когда вы исследуете процесс обогащения Коварекса, вам потребуется большой его запас.
В одном стаке помещается 10 топливных элементов, для производства которого потребуется 1 U-235, 19 U-238 и 10 железных пластин.
- Совет: использовать сундук, полностью заполненный железными пластинами, а не доставлять его конвейером, в принципе неплохая идея. Целый сундук железа, скорее всего, не успеет закончится, до того как будет получена технология транспортных дронов, после чего можно заменить обычный сундук на сундук запроса.
В каждом урановом топливном элементе заключено 8 ГДж энергии, более того это значение можно увеличить за счет бонуса соседних реакторов (об этом ниже).
Ядерный реактор
После получения топлива, вам нужно запустить реактор. Это первый шаг в получении энергии, пригодной для использования.
Реактор вырабатывает точно 40 МВт тепловой энергии. Поскольку Ватт соответствует Джоулю в секуyду, реактор будет сжигать один топливный элемент в течении 200 секунд.
После его израсходования, в реакторе появится "отработанный урановый топливный элемент", который нужно забрать от туда. В начале можно просто собирать их в сундуке, а в последствии, после исследования соответствующей технологии, переработать в U-238.
- Вернемся назад: реактор потребляет один топливный элемент в 200 секунд, а один U-235 дает 10 единиц топлива, т.о. обеспечивая работу реактора на протяжении 2000 секунд. Центрифуга, в свою очередь, в среднем производит один U-235 за 1714 секунд, из чего следует, что для одного реактора достаточно одной центрифуги.
Тепло, вырабатываемое реактором, передается по тепловым трубам в теплообменник (конечно, если только теплообменник не установлен сразу у реактора).
Теплообменник
Теплообменник принимает тепло, используя которое преобразует воду в пар. Он работает так же как и бойлер, но вместо угля, требует подключение к реактору. Вход для тепла подсвечивается картинкой пламени, при наведении на него курсора.
Для простого проекта ядерной станции, достаточно прямого подключения реактора и теплообменника.
Для работы теплообменника нужна вода, точно так же как и для бойлера. Он способен нагревать до 103,09 единиц воды в секунду, превращая ее в 500 °C пар. Теплообменник работает при температуре не ниже 500 °C. По ее достижении, он, в результате нагрева воды, никогда не остынет ниже этой границы.
Теплообменник способен конвертировать до 10 МВт энергии, ввиду чего на один реактор достаточно 4 теплообменника (бонус соседей может значительно увеличить это количество. Опять же, обсудим позже).
Пар в паровую турбину передается по обычным трубам.
Тепловые трубы
Для более сложных конструкций нужны тепловые трубы. По принципу работы они похожи на обычные трубы. Как и обычные трубы, они обладают пропускной способностью, что значит короткие трубы лучше длинных.
Соединяются тепловые трубы по типу точка-точка, значёк пламя с пламенем, точно так же, как и водяные трубы. Тепловые трубы не могут прокладываться под землей, поэтому, если водопроводная труба пересекает их, ее нужно проложить под землей. Тепловые трубы не блокируют движение.
Пропускная способность тепловых трубок значительно меньше, чем у обычных, отчасти из-за отсутствия «теплового насоса» аналогичного обычному. Вот приблизительные значения по дальности передачи:
| Мощьность | Расстояние |
|---|---|
| 40 МВт | ~140 |
| 80 МВт | ~80 |
| 120 МВт | ~55 |
| 160 МВт | ~45 |
За пределами этих расстояний, передаваемая мощности уменьшается. Это связано с тем, что на таком расстоянии тепло от реактора не распространяется достаточно быстро, чтобы нагреть трубу до температуры выше 500 °C при работающей установке. Однако, если тепло не используется, оно будет распространяться намного дальше, потому что со временем или расстоянием не будет потерь тепла, поэтому оно накапливается.
- Хранение в тепловых трубах: тепловые трубы могу хранить в себе некоторое количество тепла. Одна такая труба способна хранить в себе столько тепла, сколько содержится в резервуаре с паром объемом 5,1 тыс. ед., что делает их даже более эффективными (пусть и более затратным) в хранении энергии в плане занимаемой площади, чем резервуары. Однако будьте осторожны — тепло распространяется очень медленно. Если топливо загружено, реактор всегда его сжигает, но при этом его температура не превысит 1000 градусов. В случае недостаточного количества тепловых труб, не все тепло от реактора передается на теплообменники, из-за чего он быстро нагревается до 1000 градусов и топливо тратится в пустую.
Паровая турбина
Паровая турбина большой брат парового двигателя. Используя обычные трубы, произведенный в теплообменниках пар, передается на турбины.
- Совместимость: паровая турбина лучше сочетается с теплообменником. Паровой двигатель лучше сочетается с бойлером. И хотя, электроэнергию можно получить и из системы со слабосочетающимися элементами, это будет крайне расточительно и нет реальной причины этого делать.
Паровые турбины потребляют 60 единиц пара в секунду, а значит на один теплообменник вам потребуется примерно 2 турбины. Однако в больших масштабах можно использовать меньше турбин, т.к. теплообменники производят всего 103,09 единиц пара в секунду. На каждые 20 турбин нужен отдельный водяной насос.
Минимальный набор предметов для простейшей ядерной станции
Ниже перечислены предметы, которые вам понадобятся для постройки простейшей ядерной станции:
- Несколько буров на урановом месторождении, снабженные серной кислотой.
- 1 центрифуга, для переработки урана.
- 1 сборочный автомат, для производства уранового топливного элемента.
- 1 ядерный реактор.
- 4 теплообменника, подключенные к одному насосу.
- 8 паровых турбин.
И, конечно, конвейеры, простые и фильтрующие манипуляторы и другие устройства для перемещения предметов. Максимальная выработка такой станции — 40 МВт.
Развитие
Помимо устройства простейшего реактора, вам следует знать о некоторых дополнительных особенностях ядерной энергетики.
Бонус соседей
Это не сложный, но особый пункт, возникающий при масштабировании ядерной станции. Проще говоря: каждый реактор получает 100% прирост тепловой мощности от каждого запущенного соседнего реактора.
Соседние реакторы должны быть полностью выровнены с каждой стороны, образуя т.о. квадратную сетку. Когда это будет сделано, бонус активируется. При этом он не увеличивает потребление топлива, а просто увеличивает мощность реактора.
Это, конечно, потребует большего количества теплообменников и паровых турбин для преобразования тепла в электричество.
| Конфигурация | Реакторы | Теплообменники | Турбины | Мощность | Мощность от реактора |
|---|---|---|---|---|---|
| 1x1 | 1 | 4 | 7 | 40MW | 40MW |
| 2x1 | 2 | 16 | 28 | 160 МВт | 80 МВт |
| 2x2 | 4 | 48 | 83 | 480 МВт | 120 МВт |
| 2x3 | 6 | 80 | 138 | 800 МВт | 133 МВт |
| 2x4 | 8 | 112 | 193 | 1120 МВт | 140 МВт |
| 2x5 | 10 | 144 | 248 | 1440 МВт | 144 МВт |
| 2x6 | 12 | 176 | 303 | 1760 МВт | 147 МВт |
| 2x7 | 14 | 208 | 358 | 2080 МВт | 149 МВт |
| 2x8 | 16 | 240 | 413 | 2400 МВт | 150 МВт |
- Как подсчитать количество теплообменников: прежде, посчитайте количество сторон, которыми соприкасаются реакторы. Удвойте это значение. Добавьте общее количество реакторов. Полученный результат умножьте на 4. Полученное число есть количество теплообменников. Так же, вам потребуется 1,718 турбин на теплообменник (результат округляется). Каждый теплообменник обеспечивает 10 МВт.
Всегда включен!
В отличие от других подходов производства электроэнергии, ядерные реакторы НЕ сокращает потребления энергии при уменьшении потребляемой мощности заводом. Ядерный реактор продолжает потреблять 1 топливный элемент каждые 200 секунд несмотря ни на что.
Ввиду этого, реактор нагревается до максимальной температуры в 1000 °C, после чего топливо просто пропадает. Это единственный способ потерять энергию в системе, т.к. теплопередача в ней совершенна, т.е. без потерь.
Потребление же пара в турбинах зависит от потребления электроэнергии. Такое же поведение и у теплообменников, в случае, когда пару некуда деться.
- Турбины и двигатели: имейте ввиду, что турбины и двигатели относятся к одному классу машин, производящих электроэнергию, следовательно масштабировать их нужно вместе. Это означает, что в энергетической системе, угольные бойлеры могут работать вместе с ядерной станцией, которая полностью покрывает потребность завода в электроэнергии. А это значит, что ядерная энергия тратится в пустую!
- Рассмотрите возможность применения аккумуляторов, выключателей питания и логической сети для выключения угольных бойлеров, когда ядерная станция удовлетворяет текущий уровень потребления электроэнергии.
Простейшим решением этой проблемы, является периодическое включение реактора. Вы можете накапливать пар в резервуарах (и проверять "манометр"; пар течет!). Поскольку теплообменник производит 103 единицы пара в секунду, а резервуар способен хранить 25 тыс. единиц пара, то теплообменник заполнит его за 242,5 секунды.
Вы можете установить один или два резервуара после теплообменника и воспользоваться логической сетью, чтобы загружать реакторы топливом только тогда, когда уровень пара низок. Убедитесь, что реакторы загружаются одновременно, чтобы получить полный бонус соседей. Если вы не можете предотвратить переизбыток топлива, можно установить дополнительные резервуары, чтобы увеличить цикл.
Обогащение
- Технологические требования: процесс обогащения Коварекса.
- Процесс обогащения Коварекса позволяет вам превратить U-238 в U-235, однако этот процесс медленный и требует большого количества U-235 в качестве катализатора. Первые месторождения урана прослужат вам некоторое разумное количество времени, но в конце концов, руда, как и место под U-238, начнет заканчиваться. Обогащение решает обе проблемы.
Процесс обогащения занимает 60 секунд в центрифуге без модулей. Для его старта нужно 40 U-235 (!) и 5 U-238, а по его завершению на выходе получается 41 U-235 и 2 U-238. Фактически, он обменивает 3 U-238 на 1 U-235, а 40 U-235 и 2 U-238 ему нужны в качестве катализатор.
- Всё!: прежде чем обогатить всё, учтите, что на производство 1 уранового топливного элемента требуется 19 U-238. Помимо этого, он необходим для производства урановых боеприпасов, которыми вы наверняка захотите воспользоваться при встрече с кусаками и ульями. Логическая сеть поможет вам остановить тотальное обогащение урана.
Одной центрифуги без модулей достаточно для снабжения топливом 33,33 реакторов, предполагая наличие больших запасов U-238. Одна центрифуга с модулем продуктивности способна снабжать 25,2 реактора, а с двумя модулями продуктивности 3 — 28 реакторов.
Переработка топлива
- Технологические требования: Переработка ядерного топлива.
- Переработка позволяет вернуть затраченный на топливо U-238.
В один момент, отработанное топливо будет некуда складировать. Решая эту задачу можно воспользоваться переработкой его в U-238, для последующего его использования в обогащении или производства боеприпасов. Из 19 U-238 затраченных на 10 топливных элементов 6 можно вернуть. Это значительно уменьшает потребление урана при производстве топливных элементов.
Оружие
- Технологические требования: Урановые боеприпасы / Атомная бомба
- Улучшенные патроны / Мощная бомба.
С приходом ядерного века становится доступным ядерное оружие. Урановые боеприпасы невероятно эффективны, особенно в сочетании с танком. Они быстро сносят улья кусак и червей. Для их производства необходим U-238, которого у вас наверняка большие запасы.
С другой стороны, можно изготавливать атомные бомбы — ракеты (выпускаются из ракетницы) наносящая невероятно огромный урон. Учитывайте, что они с легкость могут вас убить, если выстрелите возле себя и даже на максимальном расстоянии, ввиду чего рекомендуется убегать в противоположном направлении. Вместо одного взрыва, они создают расширяющееся кольцо, давая время убежать. Для их производства требуется большое количество U-238 и блоков управления ракеты, так что это очень дорогое оружие.
Версия
Это руководство совместимо с версиями 0.17, 0.16 и 0.15.13+.
- Изначально это руководство было написано alficles и опубликовано в gist.
- Лицензия : CC BY-SA 4.0.
- В качестве исключения из вышеизложенного, любая часть или вся эта работа или ее адаптации могут использоваться на официальной Factorio Wiki.