Factorio гайд по созданию и настройке ядерной энергии

В Факторио ядерная энергия является ключевым элементом поздней игры, обеспечивая огромную выработку энергии, необходимую для продвинутой автоматизации. В этом подробном руководстве рассматриваются технические аспекты добычи ядерного топлива, начиная с добычи урановой руды и заканчивая распространёнными схемами для ядерных реакторов, что обеспечит вам стабильные поставки электроэнергии.

Хотя обилие новых машин может показаться пугающим, в своей сути ванильная ядерная установка лишь немного отличается от установки на паровом двигателе: у вас есть топливо, которое сжигается, образующее тепло, которое превращает воду в пар, а турбина генерирует электроэнергию из этого пара. Дополнительная сложность возникает из-за трех факторов:

1. Топливо для реакторов уникально и создается в несколько этапов, вместо того чтобы использовать добытый ресурс напрямую. На официальной вики есть полезный учебник, который охватывает все основы, такие как добыча и переработка урановой руды, а также настройка простой электростанции с одним реактором.

2. В отличие от обычных котлов, ядерные реакторы не прекращают сжигать топливо независимо от обстоятельств. Хотя это звучит пугающе, на практике это не так страшно, как кажется, о чем я расскажу чуть позже.

3. Когда вы объединяете несколько реакторов, управление теплом и жидкостями становится немного сложнее (но все же вполне управляемо). Несмотря на дополнительные расчеты, именно объединение реакторов позволяет добиться огромного прироста эффективности. Магия кроется в бонусе соседства: если два работающих реактора соприкасаются друг с другом полной стороной, оба получают дополнительную тепловую мощность в 40 МВт. Поскольку это возможно для до четырех сторон, вы можете увеличить производительность до 500% от исходной мощности при том же расходе топлива! Этот заманчивый бонус подталкивает игроков к изобретательным подходам к управлению огромным количеством тепла, которое генерируется в больших массивах ядерных реакторов.

Таким образом, у нас есть система, которую достаточно легко настроить, и которая становится весьма интересной при масштабировании и оптимизации.

Распространенные опасения, связанные с ядерной энергетикой

Проектирование и расчеты для ядерной энергии слишком сложны

Нет ничего плохого в том, чтобы начать с небольших и простых реакторов, а все остальное сводится к нескольким эмпирическим правилам и некоторым соотношениям. В разделе «Проектирование собственных атомных станций» я надеюсь рассказать о деталях и указать на руководства и инструменты, которые вы можете использовать.

Ядерная энергия слишком дорога для создания до поздней стадии игры

Ядерная энергия открывается с помощью химического исследовательского пакета. Несмотря на то, что требуется некоторое время, чтобы все запустить, ядерная энергия на самом деле обходится дешевле в плане сырья по сравнению с эквивалентным количеством солнечной энергии, особенно когда в игру вступает бонус соседей. Даже при базовой ядерной установке мощностью 40 МВт вы экономите тысячи медных и железных пластин по сравнению со строительством 40 МВт солнечных панелей и аккумуляторов. Таким образом, если ваши потребности в электроэнергии превышают 40 МВт и вы хотите избежать загрязнения от котлов, ядерная энергия может стать весьма выгодным решением.

Атомные станции требуют огромных площадей

Для ядерной установки нужно несколько машин, которые должны находиться близко друг к другу, поэтому требуются большие открытые площади. Однако плотность энергии ядерных станций намного выше по сравнению с альтернативами, особенно в крупных масштабах. Установка на 40 МВт занимает места сопоставимо с угольной электростанцией, но в 10 раз меньше, чем солнечная установка на ту же мощность. Но с добавлением реакторов в систему, эффективность использования места будет только возрастать.

Атомная энергия сильно загрязняет окружающую среду

В Factorio ядерная радиация не наносит никакого ущерба и не влияет на эволюцию кусак, в то время как обычное загрязнение окружающей среды - влияет. Загрязнение, вызванное ядерной энергией, происходит только при добыче и переработке урановой руды. Ядерная энергетика вызывает лишь 2-10 % загрязнения от добычи и сжигания угля для получения электроэнергии.

Ядерные реакторы слишком дороги, чтобы содержать их без процесса обогащения по методу Коварекса

Для получения одного урана-235 требуется переработать около 1500 единиц урановой руды. Однако один кусочек урана-235 позволяет создать 10 топливных стержней, которых хватает более чем на 33 минуты. Для обслуживания одного реактора без обогащения Коварекса достаточно восьми электрических буров. Но лучше переработать немного больше урана для подготовки к обогащению Коварекса или для компенсации неудач в переработке. Использование модулей производительности в центрифугах и сборочных машинах значительно повышает выход продукции. До разблокировки обогащения Коварекса число буров на реактор зависит от количества центрифуг, которые вы хотите использовать. Чем больше центрифуг, тем меньше вероятность перебоев в поставках топлива. Однако, согласно средним данным из вики и тестам в игре, одной центрифуги на реактор вполне достаточно. Для каждой центрифуги достаточно 3-4 буров. Таким образом, соотношение 4 бура на реактор также является надежным.

С этими проблемами разобрались, давайте рассмотрим DIY ядерной энергетики.

Строительство первого реактора

Когда вы только начинаете, имеет смысл использовать один реактор или компоновку 1x2 (1 ряд из 2 реакторов). Основы настройки можно найти в учебнике на вики. Затем размер вашей конструкции определяется вашими потребностями в энергии. Вы можете располагать реакторы как угодно, но чтобы получить бонус соседства между двумя реакторами, они должны соприкасаться сторонами полностью.

После проектирования вашей установки простой способ рассчитать ее общую мощность — создать диаграмму эквивалента одного реактора (SRE, Single Reactor Equivalent). Для удобства, можете использовать эту таблицу, она релевантна для реакторов, расположенных по схеме 2 x n (2 реактора расколоженных в n рядов):

Где разместить ядерный реактор

Что касается места для постройки ядерной электростанции, крайне выгодно строить ее рядом с водой или прямо на ней, так как станция потребляет огромное количество воды. Находиться рядом с ураном необязательно, так как его легко можно перевозить поездами.  

Далее возникает вопрос компоновки реакторов. Мы уже знаем, как использовать бонус соседства и рассчитывать его с помощью диаграмм SRE. Учитывая, что нам нужно соединить как можно больше соседей, логично было бы создать огромную плотную сетку реакторов. Однако у такого подхода есть недостаток: в центре не остается места для настройки системы автоматической дозаправки реакторов, если только вы не используете моды для этого.  

Идеальная компоновка позволяет каждому реактору иметь соседей с трех сторон, а четвертая сторона остается открытой для загрузки/выгрузки топливных стержней с помощью манипуляторов. Очень популярна компоновка 2xN, так как она обеспечивает именно такую структуру для всех реакторов, кроме угловых.

Вашей главной проблемой будет поток жидкостей, а основным ограничением — передача тепла по тепловым трубам. Чем дальше тепло удаляется от реакторов, тем ниже становится максимальная температура труб. Поскольку температура реакторов не может превышать 1000°C, тепловые трубы за определенным расстоянием становятся слишком холодными для работы теплообменников. Как показано на вики и в указанном посте, одна труба может обеспечивать нагрев ряда максимум из 21 теплообменника. Однако этот диапазон можно увеличить, сделав трубу «толще» и разместив теплообменники с обеих сторон трубы, а не только с одной.  

Еще один трюк — установка незаправленных топливом ядерных реакторов, которые действуют как тепловые трубы размером 5x5. Это позволяет передавать тепло на то же расстояние с меньшим количеством объектов и подключать больше теплообменников к одному объекту. В любом случае лучше держать тепловые трубы короткими, размещая теплообменники близко к реакторам.  

Что касается других жидкостей, важно, чтобы вода из насосов поступала в теплообменники без значительных потерь пропускной способности в трубах. Для этого стоит использовать несколько трубопроводов. Потери пропускной способности можно наблюдать, если вашим теплообменникам не хватает входящей жидкости, а производительность насоса составляет менее 1200 единиц в секунду.  

Идеальный способ избежать этого — использовать короткие трубопроводы. Также можно установить насосы. Максимальное расстояние между насосами — 17 сегментов трубы, чтобы поддерживать поток воды на уровне 1200 единиц в секунду от одного берегового насоса. При этом пара подземных труб на любом расстоянии считается всего двумя сегментами трубы. Также необходимо следить за тем, чтобы образующийся пар имел достаточно пространства в трубах для поступления от теплообменников к турбинам без обратного потока. Обычно это не вызывает проблем, кроме случаев с огромными ядерными станциями. Добавить больше труб от теплообменников к турбинам проще, чем насосы.

Однако насосы могут увеличивать продолжительность перебоев в электросети, если не получают достаточной мощности для перекачивания воды или пара в пределах ядерной станции. Эту проблему можно смягчить, добавив буферы воды в виде резервуаров перед теплообменниками, либо решить, обеспечив критически важные насосы альтернативным источником питания.  

Как насчет хранения пара?

В сообществе ведутся споры о том, стоит ли использовать хранилища для пара. Следует отметить, что для нормальной работы станции это не обязательно, так как правильное соотношение теплообменников и турбин (с небольшим избытком турбин) обеспечивает полное потребление производимого пара, если станция работает на полной мощности. Добавление опциональных компонентов для хранения пара, особенно в крупных масштабах, усложняет конструкцию станции. 

На ранних этапах игры, когда получение U-235 занимает много времени, хранилище пара предотвращает перерасход топлива. При низком энергопотреблении избыток пара накапливается в системе. Если система пара заполнена, котлы останавливаются, а тепло начинает накапливаться в реакторах, обеспечивая дополнительный буфер энергии до 1000°C. После достижения этой температуры реакторы продолжают принимать и сжигать топливные стержни, что приводит к их потере. Хранилище пара предотвращает такой сценарий и становится еще эффективнее, если вы настроите загрузку топливных стержней с помощью манипуляторов, которые активируются только при низком уровне пара (для этого можно подключить каждый манипулятор к резервуару с паром с помощью красного или зеленого кабеля). Однако после разблокировки процесса обогащения Коварексом топливные стержни становятся легкодоступными, и позволить реакторам нагреваться и сбрасывать тепло уже не столь критично. Тем не менее, вы можете сохранить хранилище пара даже после Коварекса, если хотите поддерживать температуру реакторов ниже 900°C из соображений безопасности.

Еще одна причина использовать хранилище пара — создание «паровой батареи» как энергетического буфера. Когда потребление энергии станции ниже 100% мощности реакторов, пара становится больше, и буфер заполняется. Если производство пара временно прерывается, например, из-за повреждения трубы врагами или нехватки топлива, буфер поддерживает работу турбин еще несколько секунд или минут.

Кроме того, если вы добавите больше турбин (или используете увеличенное соотношение двух турбин на теплообменник), буфер пара может быть задействован при временном пиковом энергопотреблении, например, при атаке турелей лазеров. Однако эти же цели можно достичь с помощью аккумуляторов. Один резервуар с паром при температуре 500°C хранит столько же энергии, сколько 485 аккумуляторов, но аккумуляторы потребляют меньше ресурсов UPS, чем расширенная система пара.

Также стоит учитывать, что каждая добавленная турбина увеличивает общую мощность сети, указанную в меню обзора энергии, независимо от доступности пара. Это означает, что при избытке турбин и пустом буфере пара фактическая выработка мощности может быть ниже указанного значения, даже если реакторы работают на полной мощности.

БОНУСЫ:
 

Как сократить потребление топлива  

**В отличие от котлов, реакторы требуют времени на разогрев до рабочей температуры и продолжают использовать топливные стержни, пока те не истощатся.** Более того, реакторы не регулируют свою мощность автоматически, даже если их энергия не используется, что приводит к вопросу: можно ли экономить топливо?  

Если вы знакомы с использованием сетей в *Факторио*, вы могли заметить, что невозможно подключить провода к реакторам, турбинам или теплообменникам. Это означает, что нельзя проверить выходную мощность турбин или отключить реактор вручную.  

Однако есть способ обойти это ограничение.  

### Решение: Использование таймера, резервуара и манипулятора  

После того как топливо в реакторе заканчивается, его температура постепенно падает, оставаясь немного выше рабочей температуры, при этом реактор продолжает генерировать энергию. Единственный момент, когда реактор перестает вырабатывать энергию, — это когда его температура достигает точки покоя. Скорость охлаждения зависит от того, как быстро тепло преобразуется в пар через теплообменники. Именно пар становится ключом к управлению выходной мощностью реактора.  

Размещение резервуаров рядом с теплообменниками позволяет не только сохранить неиспользованную энергию для последующего использования, но и измерить объем пара с помощью логической сети. Поскольку пар является прямым преобразованием энергии из реактора, его можно использовать как аккумулятор, чтобы оценить, сколько энергии осталось. Это также позволяет потенциально обходиться без аккумуляторов в энергосистемах с реакторами и солнечными панелями.  

### Как реализовать:  

**Понадобится:**  
1. Таймер (опционально).  
2. Резервуар для хранения пара.  
3. Сравнивающие комбинаторы.  
4. Манипулятор.  

**Шаги:**  
1. Настройте таймер.
  Интервал может быть большим. Таймер ограничивает частоту проверки уровня пара в резервуаре.  

2. Расположите резервуары. 
  Установите их между теплообменниками и турбинами (схема: теплообменник → резервуар → турбина).  

3. Установите решающий комбинатор.  
  - Подключите комбинатор к резервуару.  
  - Настройте вход на *пар*.  
  - Установите пороговое значение, например 5000 (20% от объема резервуара).  
  - Установите логику: *если меньше (< или ≤), выход = 1*.  
  Это будет сигнализировать, что уровень пара ниже 20% и необходимо включить подачу топлива.  

4. Свяжите комбинатор с манипуляторами.
  - Подключите комбинатор к манипулятору, который подает топливные стержни в реактор.  
  - Настройте манипулятор на получение сигнала с логикой *если сигнал > 0 или = 1*.  

5. Используйте таймер для одиночных загрузок.
  Без таймера манипулятор будет загружать сразу несколько стержней. Таймер предотвращает это, регулируя частоту подачи топлива.  

**Примечания:**  
- Значение таймера должно быть достаточно большим, чтобы учитывать инертность реактора, так как ему требуется время для восполнения пара после того, как резервуар опустошится ниже порога.  
- Этот процесс не идеален и не сохраняет все топливные стержни, но он эффективен, если вы производите больше энергии, чем потребляете.  

Конфигурации обогащения урана-235 (настройка процесса Коварекса) 

На поздних этапах игры (но как можно раньше) стоит исследовать процесс Коварекса, чтобы перестать заботиться о топливных стержнях и заняться более интересными вещами, например, созданием ядерных боеголовок. Процесс Коварекса требует большого количества урана-235 для запуска и занимает много времени.  

Этот процесс на удивление прост, так как для его реализации требуется всего одна центрифуга, однако его можно масштабировать. Многие игроки уже создали гайды с улучшенными и полностью автоматизированными способами применения процесса Коварекса.  

Вот одна из версий простой и модульной цепочки Коварекса (с начальными и конечными элементами):  

*Подробности и инструкции можно дополнить на основе вашего игрового опыта и предпочтений.*

Эта установка работает следующим образом: вы разделяете базовый и обогащенный уран, а затем предоставляете другим центрифугам доступ к обоим типам отдельно. Таким образом, каждый ресурс легче подавать и собирать для внешних процессов (или хранения).