Factorio ядерный реактор схемы
Обновлено: 05.07.2024
Ядерная энергия является главным нововведением версии игры 0.15. Для ее получения вам потребуется значительно более высокий уровень развития технологий по сравнению с солнечной энергией, или энергией паровых двигателей. Ядерная энергетика – это лучшее решение в производстве энергии в середине и конце игры, к тому же она хорошо совмещается с другими методами производства энергии.
Это руководство написано для тех людей, которые хотят узнать о принципах работы ядерной энергии больше, чем о конкретных решениях. Оно фокусируется на том, что вам нужно будет сделать и знать, чтобы запустить ядерный реактор. В этом руководстве не рассказывается, что конкретно делать или как решать проблемы.
Contents
Версия
Это руководство совместимо с версиями 0.17, 0.16 и 0.15.13+.
Для того, чтобы открыть сетку брони, необходимо нажать по ней ПКМ.
Переносной термоядерный реактор для питания Персональной лазерной защиты, Экзоскелета и Батарей МК2
| 2,419 | уникальных посетителей |
| 55 | добавили в избранное |
Положение относительно физики:
Поскольку физика в факторио не соблюдает даже нулевой закон термодинамики, то рассматриваться в данном случае не будет. Лишь математические расчеты будут иметь практическую ценность.
Положение относительно терминологии:
Ядерный реактор - довольно сложное устройство, состоящее из огромного множества элементов. В факторио ядерный реактор упрощенно состоит из: Паровой турбины, трубопровода, теплообменника, тепловых трубок и самого "ядерного реактора". Под "ядерным реактором" в факторио подразумевается - активная зона со смонтированным отражателем нейтронов. Дабы не допустить тавтологии (ядерный реактор из ядерных реакторов, масло масляное) , Ядерный реактор в руководстве будет упоминаться как "Кластер ядерного реактора" или более упрощенно "Кластер", а Активная зона как "ядерный реактор".
1. "Uranburner" aka Коллапсар2. Управляемый кластер ядерного реактора
3. Компактный кластер
4. Плиточный кластер
5. Кластер со счетчиком топлива
6. Рациональный кластер
Самый массовый, разрабатываемый преимущественно школьниками, кластер. В виду отсутствия логики и какой-либо эргономичности и надежности, сводит на нет все заслуги такого вида кластера. Увеличивает факторы риска, ввиду перегрева ядерного реактора. Появился на свет в начале роста популярности факторио, по мере нарастания тенденций к усложнению устройства кластеров и техники с одновременным упрощением их эксплуатации. Необходимо упомянуть, что в него можно превратить любой другой вид кластера, чем и пользуются некоторые недобросовестные игроки, так называемые "Гриферы" (о которых мы поговорим в другой раз).
Преимущества:
- Самая простая конструкция (его сможет собрать любой желающий таракан с IQ ниже 50 )
- Дешевизна в производстве (только за счет отсутствия логических элементов)
Недостатки:
- Уязвимость для различных средств вооружения
- Отсутствие отказоустойчивости
- Отсутствие автоматизации
- Огромный расход урана
- Постоянный перегрев
- Высокая вероятность выхода из строя в результате взрыва
Для создания автоматики управления необходимо заранее спроектировать схему действия логики. Упрощенный пример компоновки на паровых резервуарах: Сравнивающий комбинатор (работает подобно электромеханическому реле) считывает показания датчика пара в резервуарах, затем преобразует его в непрерывный сигнал для подачи на счетчик (обеспечивает выдержку времени), который не позволяет закладывать топливо в реактор постоянно. Также важным элементом системы является "делитель", устройство для увеличения времени импульса на манипулятор (иначе манипулятор не успеет воспринять сигнал).
Если ваша тепловая трубка слишком длинная, ваши реакторы разогреются до 1000 ° C, прежде чем ваши теплообменники смогут достичь устойчивого состояния в 500 ° C
Таблица соотношений мощности и количества ядерных реакторов:
Преимущества:
- Простая конструкция
- Адекватный расход урана
- Отсутствие перегрева
Недостатки:
- Слабое автоматическое управление (в основном, самообеспечение)
- Слабая отказоустойчивость
- Отсутствие ручного управления
- Отсутствие самотестирования
Компактность - один из критериев оптимальности кластера. Может измеряться в условных единицах - Ватт на квадратный метр. Компактности можно достичь многими путями: Изменением компоновки кластера, уменьшением количества логических элементов, заменой ЛЭП на подстанции, уменьшением количества резервуаров, но до того момента, пока это не будет идти во вред безопасности.
Преимущества:
- Адекватный расход урана
- Отсутствие перегрева (если количество резервуаров больше расчетного соотношения)
Недостатки:
- Более сложная конструкция
- Слабая отказоустойчивость
- Отсутствие ручного управления
- Отсутствие самотестирования
"Плиточный кластер" (Расширяемый кластер, Tileable Reactor, также ошибочно называется "Модульный реактор") - Необычное решение компоновки кластера. Для постройки необходимо изначально подготовить большой участок суши.
Как видно на изображении выше, с ростом числа реакторов, растет и их общая эффективность, но до определенного предела. При постройке более 24 реакторов прирост относительной эффективности становится минимальным, что делает нерациональным постройку более крупных кластеров.
Кроме того, при превышении количества реакторов относительно требуемой мощности, растет и простой системы. Так, при требуемой мощности в 40 МВт, простой для двух-реакторных кластеров будет 75%, для трех-реакторных 85,714%, а для двенадцати-реакторных целых 97,727%. Такие условия были бы пригодными для твердотопливного манипулятора, но его невозможно запитать реакторным топливом, что окончательно ставит крест на такой компоновке.
При росте числа тепловых трубок, что неизбежно в кластерах такого типа, растет и время запуска реактора. В свою очередь это ведет и к большему расходу урана т.к. тепловые трубки помимо задержки запуска, служат своеобразным "буфером" (что также усложняет расчеты оптимизации), соотношение энергия/ресурсы при этом значительно меньше в сравнении с паровыми резервуарами.
Таблица оптимальных соотношений компонентов кластера:
Преимущества:
- Адекватный расход урана
- Отсутствие перегрева
Недостатки:
- Более сложная конструкция
- Сложность постройки и запуска
- Не оптимальное соотношение реакторов и теплообменников в начале постройки
- Нет дистанционного управления
Примечание: Формулу для нахождения требуемого количества помп можно преобразовать и для турбин, но это будет ошибкой т.к. количество потребляемой воды пропорционально количеству теплообменников а не турбин.
Примечание: Для простоя кластера взята величина Wтребуемое=40МВт Задача этого типа кластера не только быть производителем электричества, но и автоматически учитывать расход урана и переработанное топливо (в понятном для человека виде), выполняя вычисления - обеспечивать точность и робастность. Работать по принципу безотходной технологии.
Безотходная технология — принцип организации производства вообще, подразумевающий использование сырья и энергии в замкнутом цикле.
Само по себе, загрязнение от ядерного реактора отсутствует. Но загрязнение производят центрифуги и сборочные автоматы, производящие урановые топливные элементы. Следовательно, любые схемы производства и переработки рационально располагать отдельно и на отдалении от самого ядерного реактора.
В данном типе кластера, кроме самого ядерного реактора, добавляется дисплей, вычислительный модуль и совмещенные центрифуги. На данный момент, в едином виде не существует, хотя необходимые компоненты по отдельности уже созданы.
Преимущества:
- Адекватный расход урана
- Отсутствие перегрева
- Отображение информации
- Замкнутый цикл производства
Недостатки:
- Сложная конструкция
- Нет дистанционного управления
- Больше ресурсов на постройку
Последняя ступень эволюции кластеров ядерного реактора, высокотехнологичное устройство, к которому должен стремится любой уважающий себя Технарь.
Помимо заимствования технологий из предыдущих типов кластеров, здесь реализуется переход от системы автоматической стабилизации к системе программного регулирования или следящей системы.
Это возможно обеспечить двумя способами:
1. Разделить кластер на три части части - основной модуль, резервный модуль (который предварительно разогрет и расположен на удалении от основного) и модуль управления. Модуль управления необходимо максимально защитить т.к. при потере основного или резервного модуля, он автоматически производит Аварийное переключение "Failover" (передача нагрузки на другой модуль), чем обеспечивает непрерывную подачу электричества, безостановочное производство и защиту.
2. К единственному кластеру добавить некоторое "буферное" устройство - Автоматический аккумулятор пара, который в случае выхода из строя ядерного реактора, высвобождает весь накопленный пар в оставшуюся систему и тем самым (хоть и на время) также обеспечивает непрерывную подачу электроэнергии. Но, это решение обладает рядом недостатков - действует строго определенное время и не располагается далеко от самого ядерного реактора т.к. сообщается с ним посредством труб (которые ограничены пропускной способностью).
В общем случае основной и резервный модули могут быть как идентичными, так и различными по набору функций. Аварийное переключение, как правило, выполняется автоматически, но в отдельных случаях система может запрашивать разрешение на переключение.
Автоматически перенаправляет энергию на необходимые производственные кластеры (Веерное отключение). Транспортировка пара сверхдальним энергонезависимым участкам (Когенерация). Возможность дистанционного управления и самотестирования.
А сейчас главный вопрос - сколько потребуется времени на разработку проекта данного вида кластеров?
- Думаю, тут все зависит от количества участников и от требуемой номинальной производительности . В одиночку любую систему можно планировать, строить и полировать, долго и трудно. Рано или поздно возникнут вопросы в стиле "А стоит ли игра свеч?", нужно ли продолжать разработку, если система и так работает, и любой "ученый" может подойти к тебе со своим Uranberner`ом и выдать "Ниче не знаю, у меня все идеально". Но если люди начнут объединятся, грамотно распределять роли на конструкторов и эксплуатационников, друг друга поддерживать, пользуясь только конструктивной критикой, то все это возможно закончить даже меньше чем за месяц.
Ребят, подскажите пожалуйста интересные и производительные схемы ядерных реакторов на большие мощности (2гВат+) на новые версии.
Ходячий, Пару часов назад в "вопросах по игре" скинул. Зы. От того сколько у вас будет реакторов, и выбирайте сколько и чего оставить, дублируя схему. Каждая пара = 320 Мвт
Сергей, Спасибо, но маленькая =(
сейчас буду пробовать
Ходячий, Пробуйте, пробуйте. Только убедительная просьба: поделитесь результатами. :)
А то как раз в соседней ветке обсуждаем то, что приходится заново перестраивать такие грандиозные сооружения ибо не хотят работать в новых патчах. :)))
Ходячий, Ну, на крайняк есть мод waterfill, с ним не принципиально где вода.
Основы
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 секунду, 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.
- Вернёмся назад: реактор потребляет один топливный элемент в 200 секунд, а один U-235 даёт 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, передаётся по тепловым трубам в теплообменник (конечно, если только теплообменник не установлен сразу у реактора).
Теплообменник
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, значок пламя с пламенем, точно так же, как и водяные трубы. Тепловые трубы не могут прокладываться под землёй, поэтому, если водопроводная труба пересекает их, её нужно проложить под землёй. 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:
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 могут хранить в себе некоторое количество тепла. Одна такая труба способна хранить в себе столько тепла, сколько содержится в резервуаре с паром объёмом 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 передаётся 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.
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.
Читайте также: