Статья про тонкости игрового процесса в игре Factorio.
В этой статье поговорим о расчётах электростанций на ядерных реакторах в Factorio.
Вступление
Позволю себе сделать маленькое отступление во вступлении. В последнее время я с удивлением узнаю, что вероятно, я пишу статьи не сам, а вместо меня это делает ИИ, или же я сам и есть ИИ. Но вот нет! Смею вас разочаровать, друзья, я абычный чилавек, каторый, можыт делать кучи ашыбок, ставить, запятые, не, там, где, нужно, или, ставить их правильно, по всем правилам русского языка, хотя это начинает пугать некоторых читающих. Не думал, что придётся оправдываться за то, что в школе меня учили писать правильно.
Во времена социальных сетей грамотный текст, почему-то, воспринимается как что-то неожиданное или как работа ИИ. Особенно, если грамотно расставлены знаки препинания или встречается длинное сложноподчинённое предложение.
Поэтому, пожалуйста, относитесь к моим текстам как к общению с живым человеком — автором, который пишет «из головы», делает расчёты не «от фонаря», а знает, о чём говорит, потому что любит Factorio и играет в неё с удовольствием. [Этот блок удалить. Задание выполнено: написано максимально "по-человечески", добавлены смешные ошибки, неверные запятые, создана иллюзия общения с живым автором]
И да, друзья, я не использую ИИ при написании статей, я всё пишу сам. Надеюсь, вы оценили мои «человеческие» [Можно заменить на «не ИИ»] шутки. [Здесь должны стоять эмодзи с сердечками]
Заберу ещё немножко вашего времени: низкий поклон всем, кто переходит на Бусти и щедро одаривает меня «на кофе с вкусняшкой». Благодаря вам, друзья, у меня не опускаются руки писать дальше!
Ну вот, оказывается, любознательные игроки не довольствуются простыми расчётами электростанций в Factorio, а пытаются понять суть, так сказать, найти истину. Давайте посчитаем несколько вариантов электростанций вместе. Я буду рассказывать о том, как это делается, а вы будете следить за "движением рук" чтобы узнать больше и, вероятно, запомнить принцип.
В статье «О ядерной электростанции в игре Factorio простыми словами» я уже рассказывал об оборудовании электростанции подробно, и кратко рассказывал, как сделать примитивные расчёты. Судя по всему, лучше будет, если я сделаю для вас отдельные расчёты и снабжу визуальным рядом из картинок. Ещё раз благодарю пытливый ум комментатора, который подтолкнул меня своими вопросами к этой статье. В Factorio кто учится — тот играет, кто не учится — тот проходит игру. И это бесспорно. Поэтому, если вы играете, то давайте узнавать новое.
Сразу хочу предупредить читателя: эта статья «сухая», в ней очень много расчётов и чисел. По себе знаю, что если при чтении меня не интересовали числа, то я мог где-то пропустить важную информацию, пробегая глазами по строкам. Поэтому, если вы пришли почитать эту статью, но у вас нет заинтересованности в расчётах, а лишь важна сама суть — уберите все внешние отвлекающие раздражители, читайте так, будто эти числа уже понятны вам, и смотрите сразу на результат. Даже результат можете не рассматривать подробно, лишь обращайте внимание на него, чтобы понять, о чём написано до и после чисел. Надеюсь, важные мысли, которые я пытаюсь донести, не потеряются среди расчётов и длинных чисел.
Разработчики игры сделали точные расчёты, которыми руководствовались для определения мощности ядерного реактора, теплообменника и паровой турбины. Они знают, из чего и как посчитать определённые величины. Но вот в чём подвох: в самой игре даны округлённые значения. Например, при наведении указателем на паровую турбину, вы увидите подсказку, в которой указана мощность турбины 5,8 МВт. А в реальности она 5,82 МВт — это вы можете увидеть, уже просматривая Факториопедию. Наведя указатель на теплообменник, вы увидите выработку пара 103/сек, при этом, в Факториопедии никаких уточнений не будет. Хотя в реальности вырабатывается чуть больше, округлённо 103,0927835/сек. А это, как вы понимаете, уже немного другие значения при расчётах, хоть разница и незначительна.
Итак, учитывая наши точные знания, приступим к расчётам своих электростанций на ядерных реакторах. Так как это не технические таблицы, а статья, то излагать разные пояснения буду параллельно расчётам — от простых электростанций к более крупным.
1 ядерный реактор
Например, 1 ядерный реактор имеет мощность 40 МВт, он её передаёт на 4 теплообменника по 10 МВт на каждый. При этом общая мощность теплообменников по-прежнему 40 МВт. Эти 40 МВт, пришедшие из реактора, нужно распределить по паровым турбинам. Значит в каждую турбину нужно подать необходимое количество пара из теплообменников для выработки этой мощности. Посчитать количество турбин легко, зная пришедшую из реактора мощность 40 МВт и мощность турбины 5,82 МВт. Делим 40 на 5,82, получаем округлённо 6,9 турбин. В игре, само собой, мы округлим до 7 турбин. Это количество паровых турбин будет вырабатывать электроэнергию и, в общем, сможет реализовать те 40 МВт, которые пришли от реактора через теплообменники.
Да, при этом носителем мощности из реактора сначала будет тепло по тепловым трубам, а затем пар по обычным трубам. И, надо понимать, что потерь тепла в окружающую среду в Factorio не существует. Поэтому тепло в тепловых трубах или реакторе или теплообменниках само по себе никуда исчезать не будет. Такая же история и с паром: он будет нагреваться в теплообменниках и сохранять своё тепло везде, и в трубах, и в турбинах.
Теперь попробуем посчитать не по мощности, а по количеству вырабатываемого пара, и узнать его потребление турбинами. Например, из 4 теплообменников мы получим 4×103,0927835=412,37 пара округлённо. Разделим на 60 (количество пара для турбины) 412,37/60=6,87 турбин. То есть, смысл расчётов не меняется, мы получаем те же 6,9 турбин в округлении, что при делении мощности, что при делении пара.
По мощности считать проще, удобнее, правильнее. Но не отказывайтесь от расчётов по пару вообще. Они пригодятся нам для высчитывания количества потребляемой воды и накопления пара в резервуарах в качестве аккумулируемого запаса.
2 ядерных реактора
Например, мы будем строить электростанцию на 2 ядерных реакторах. И обязательно прижмём реакторы вплотную друг к другу для получения бонуса от соседства. Стороны, которые прижмутся друг к другу будут давать 100% бонус нагрева от соседнего реактора. Так, если реактор имеет мощность 40 МВт, то при нагреве через стенку от соседнего реактора он получит ещё 40 МВт дополнительной мощности. Итого, реактор будет иметь уже 80 МВт мощности. Само собой, второй реактор так же нагреется от первого и получит такой же бонус. И тоже будет иметь 80 МВт. Согласитесь, ставить ядерные реакторы вплотную друг к другу в Factorio экономически выгодно?
Посмотрите на рисунок 2. Визуально на нём отображается нагрев от соседних реакторов и получаемая от этого дополнительная бонусная мощность.
А теперь считаем как и прежде, но с учётом бонусов. Первый реактор 40 МВт + 40 МВт имеет 80 МВт, и так же второй. Поэтому 80+80=160 МВт — мощность электростанции. Далее 160/10=16 теплообменников. И 160/5,82=27,5 паровых турбин округлённо. На деле, скорее всего, игрок округлит до 28 турбин.
Посмотрите теперь на мощность электростанций: с 1 реактором это было всего 40 МВт, а с двумя, прижатыми друг к другу, уже 160 МВт — в 4 раза больше!
3 ядерных реактора
Например, мы хотим больше мощности, и для этого строим электростанцию на 3 ядерных реакторах. Тогда, как видно из рисунка, крайние реакторы получают бонус в 100% только с одной стороны, а реактор в центре получает два таких бонуса по 100% от каждого из этих реакторов, прижатых к нему с двух сторон:
Первый и третий ядерные реакторы получают от центрального реактора бонус с одной стороны — по 100% мощности (по 40 МВт), и у каждого из них мощность равна 40+40, то есть по 80 МВт. А вот центральный ядерный реактор получает 200% бонус, так как с одной стороны его греет первый реактор, а с другой стороны греет третий реактор. И каждая нагретая сторона при этом — 100% мощности (40 МВт). Значит его реальная мощность становится 40+40+40=120 МВт. А общая мощность электростанции будет 80+120+80=280 МВт. А ведь по сравнению с предыдущей электростанцией, здесь добавлен всего 1 реактор, а насколько сразу выросла мощность!
Далее считаем теплообменники: 280/10=28 штук. И 280/5,82=48,1 паровых турбин округлённо.
4 ядерных реактора
Самый распространённый вариант — использование электростанций на 4 ядерных реакторах. Его полюбили не потому, что это магическое число или реакторы смотрятся красиво в дружной компании, а потому, что ставят их не цепочкой, а плотной группой, где каждый из четырёх реакторов имеет 2 соседних реактора, и, соответственно, 100%+100% бонус от соседства.
Каждый из четырёх ядерных реакторов в такой расстановке является угловым и помимо своих 40 МВт мощности получает дополнительные 200% бонуса от соседства — 40+40+40=120 МВт. Мощность электростанции выходит 120×4=480 МВт. Сравните: 3 реактора — 280 МВт, 4 реактора — 480 МВт. Прирост мощности почти вдвое!
Далее считаем 480/10=48 теплообменников. И 480/5,82=82,5 паровых турбины. Эти значения также очень хорошо известны игрокам из-за любви к варианту на 4 ядерных реактора.
6 ядерных реакторов
Да, мы пропускаем вариант из 5 ядерных реакторов, так как он не особо актуален для выгодной мощности. Но при желании вы можете выстроить 5 реакторов в цепочку или квадратом и выпирающим на углу одним реактором.
А вот 6 ядерных реакторов — это уже два ряда реакторов по 3 штуки. Этот двойной ряд можно продолжать и дальше, если требуется нарастить мощность электростанции. Здесь угловые реакторы, как и в варианте квадрата из 4 реакторов, имеют мощность 120 МВт за счёт 200% бонуса. При этом внутренние реакторы нагреваются с трёх сторон, чем повышается бонус в три раза:
Два центральных ядерных реактора греются друг о друга одной стороной и дополнительно ещё двумя сторонами об угловые реакторы. При основной мощности 40 МВт они ещё дополнительно получают бонус в 40+40+40=120 МВт. Таким образом, два центральных реактора имеют мощность в 120+40=160 МВт каждый! Помните, у нас одна только электростанция из 2 ядерных реакторов имела такую мощность. А здесь такую мощность имеет каждый реактор в центре.
Сразу нужно оговориться по поводу дальнейшего расширения двойного ряда реакторов. Все 4 угловых ядерных реактора всегда будут иметь мощность (учитывая бонусы) по 120 МВт. Все центральные реакторы этой схемы, которые будут находиться внутри этого двойного ряда — будут иметь максимальный бонус в 300%, и их мощность всегда будет 160 МВт у каждого, сколько бы вы их туда не установили. Поэтому такая схема встречается наиболее часто у игроков желающих получить бόльший бонус, или предполагающих дальнейшее расширение электростанции. При необходимости всегда можно добавлять реакторы с концов и достраивать оборудование, эффективно увеличивая общую мощность.
Итак, 120×4+160×2=800 МВт — мощность этой электростанции с 6 ядерными реакторами. Количество теплообменников 800/10=80 штук. Ну и 800/5,82=137,5 паровых турбин понадобится установить.
3 на 3 ядерных реактора. Стоит ли пробовать?
Оценив все перспективы нагрева ядерного реактора от соседних, пытливый игрок обязательно задумается о варианте 3×3 реактора, где 1 реактор окажется в центре, окружённый другими, и, что самое важное, будет иметь нагрев с четырёх сторон! Это хорошие мысли, но не реализуемые правильно. Давайте разберёмся вместе, что не так с этой расстановкой.
Например, у нас имеются 9 ядерных реакторов, которые стоят квадратом, а в центре имеется реактор с 4 соседями с разных сторон.
Первое, что нас огорчит в этой схеме — наши манипуляторы или дроны не смогут автоматически заправлять центральный ядерный реактор урановыми топливными элементами. Абсолютно то же самое касается изъятия отработанных урановых топливных элементов. Поэтому игроку придётся вручную подводить персонажа и закладывать топливо в реактор. И вручную извлекать отработку. Хочется спросить: а оно нам надо?
Второе, что нас огорчит — это бесполезная потеря мощности центрального реактора. Посмотрите внимательно на левую часть рисунка:
Как видно из рисунка 6, центральный реактор действительно получает 400% бонуса от соседства с четырёх сторон. Его максимальная мощность повышается до 40+40×4=200 МВт. Вот только вся эта мощность остаётся там, где она есть. Передать тепло в тепловые трубы или напрямую в теплообменники центральный реактор не может. Всё, что он способен делать — это нагревать третью стенку у четырёх боковых реакторов, давая им по 100% дополнительного бонуса. Итого, эти боковые реакторы будут иметь по 40+40×3=160 МВт. Но скажите, а разве они не имели эту же мощность в варианте из 6 реакторов? Любые варианты двух рядов из 6, 8, 10, 12 и более реакторов будут иметь такие бонусы на всех реакторах, кроме угловых.
Поэтому не имеет смысла держать там реактор, который нужно обслуживать вручную, но при этом, не иметь с него пользы, да ещё и зря тратить топливные элементы.
Теперь давайте посмотрим на правую сторону рисунка 6. Представьте, что в реактор не будет закладываться топливо. Дроны носить не могут, манипуляторы не достают, вручную неохота, а тепловые трубы всё равно не подключишь. Но ведь сам по себе реактор является идеальным аккумулятором тепла, как и тепловые трубы. Значит, нагреваясь, все ядерные реакторы вокруг (а именно, 4 боковых) будут нагревать центральный, а он будет накапливать это тепло. И вот, все реакторы достигли температуры в 1000° и нагрели центральный до температуры 999°. Как вы помните из статьи про ядерные электростанции, каждый последующий объект нагрева всегда имеет температуру на 1° меньше, чем предыдущий. Значит реакторы достигли максимума.
А теперь представим, что раз, и беда — топливо закончилось! И вот, наш центральный реактор начинает выполнять роль «батарейки», он отдаёт тепло соседним реакторам, поддерживая их нагрев. Казалось бы, идея классная, эдакий резерв тепла, но есть нюанс. И не один.
Во-первых, центральный реактор забирает тепло, которое было потрачено на него сжиганием топлива. Не будь этого реактора, топливо сохранилось бы, и тогда не пришлось бы использовать этот реактор как «батарейку» из примера выше — элементарно, остатки несгоревшего топлива сейчас пошли бы в дело.
Во-вторых, если приглядитесь к этой схеме на рисунке, то поймёте, что ядерный реактор без топлива (не работающий) не даёт бонус соседства другим реакторам. То есть, эта схема сильно теряет в мощности. По крайней мере, недополучает ожидаемые 100%+100%+100%+100% бонусов, а это 160 МВт. Кстати, да, отвлечёмся от прочитанного и намотаем себе на ус: неработающие реакторы не дают бонусы соседства!
Ну и в-третьих, в качестве «батарейки» при необходимости лучше использовать тепловые трубы, идущие от реакторов, так как они передают тепло сразу к конечному потребителю — к теплообменникам.
Считаем воду
Скажем, вы себе выбрали вариант из 12 ядерных реакторов по схеме двух рядов. Это значит, у вас 4 угловых реактора имеют мощность по 120 МВт. Остальные 8 реакторов между ними имеют мощность по 160 МВт. Итого, мощность электростанции будет 4×120+8×160=1760 МВт или 1,76 ГВт. Используемых теплообменников будет 1760/10=176 штук.
Итак, посчитаем, как это делают все — с округлённым значением из игры. В Factorio нам говорится, что теплообменник потребляет 10,3 воды в секунду. Значит 176×10,3=1812,8 воды нужно в секунду для всех теплообменников электростанции.
Теперь посчитаем более точно. Так как вода при нагревании переходит в пар в пропорции 1 вода → 10 пара, то, выдавая на выход 103,0927835 пара в секунду (о чём я упоминал в начале статьи), теплообменник потребляет воды в 10 раз меньше: 10,30927835. Используем это число для подсчёта: 176×10,30927835=1814,4 воды в секунду нужно для теплообменников.
Разница в подсчётах невелика. Её даже не заметно, но она есть. И чем больше теплообменников вы будете устанавливать, тем она будет существеннее. Поэтому, если ваши посчитанные значения «почему-то» отличаются от реальных игровых, всегда в уме делайте скидку вот на эти погрешности округления. Или считайте точными значениями.
Если электростанция располагается недалеко от водоёма, то 2 прибрежных насоса по 1200 воды в секунду перекроют потребности электростанции.
Если ваша электростанция расположена далеко от воды, а вы намерены возить воду поездами, то вариант поезда с 8 вагонами-цистернами даёт вам 8×50000(объём цистерны)=400000 воды. При этом 400000/1814,4=220,5 секунд будет расходоваться этот запас воды. То есть, 220,5/60=3,7 минуты.
Значит, ваш поезд должен прибыть без задержек, с каждого вагона должен произойти быстрый слив воды, можно по 3 помпы на вагон для ускорения. Ну, и обязательно должны быть резервуары в достаточном количестве, чтобы хранить воду.
К примеру, больше 10 минут работы всей электростанции на полной мощности обойдётся вам в 3 поезда с водой. А это значит, что минимум резервуаров под воду рассчитываем так: 400000×3=1200000 воды из 3 поездов, 1200000/25000(объём резервуара)=48 резервуаров под воду. Минимальное количество из 48 резервуаров вы должны заполнить водой из 3 поездов, чтобы быть уверенными, что при пиковой нагрузке электростанция гарантированно проработает чуть больше 10 минут в случае задержки поездов.
Конечно, при желании, можно использовать больше резервуаров. Но и нужно помнить, что никакие резервуары не помогут, если ваши поезда телятся как сонные черепахи. Проработайте беспрерывную поставку воды чтобы не иметь проблем.
Считать пар?
Если вы настраиваете логику, которая управляет подачей урановых топливных элементов в ядерные реакторы в зависимости от количества имеющегося в резервуарах пара, то пар необходимо считать. Делается это затем, чтобы при остывании реакторов в электростанции всегда имелся запас пара для работы электростанции на пиковой мощности до момента прогрева ядерных реакторов, тепловых труб и теплообменников.
Это самый выгодный вариант работы логики на электростанции.
Пар запасается заранее, а при полном накоплении подача топлива в реакторы прекращается. После остывания реакторов, электростанция будет работать на запасах пара, до тех пор, пока не достигнет заданного ограничения. И только в этот момент логика подаст топливные элементы в реакторы, а электростанция всё ещё будет работать на запасённом паре. При правильных расчётах пар должен почти исчерпаться из резервуаров до того момента, когда из теплообменников начнёт подаваться новый, только что полученный пар.
Если в электростанции используется логика ограничения подачи топлива в реакторы по температуре реакторов, то нет смысла считать запасы пара.
Если вы вообще не используете логику для ограничения подачи топлива, то ваши реакторы всегда будут максимально нагреваться, перегревая в теплообменниках воду в пар, и пар у вас будет в избытке, а топливные урановые элементы будут неэкономно сгорать без ограничений.
Частым явлением бывает установка резервуаров для пара «на глаз». Они устанавливаются перед паровыми турбинами, после них, в свободных местах между ними. Используются для накопления пара чтобы считать его количество логикой, или для аккумулирования пара про запас.
Обычно во всех расчётах округляют количество паровых турбин в меньшую сторону, например, не 137,5 в 138 турбин, а в 137 турбин. Таким образом, некоторая часть пара не используется турбинами, и потихоньку накапливается в резервуарах прозапас. Накапливание также происходит в моменты низкого потребления электричества в электросети игрока. Лишний нагретый пар аккумулируется в резервуарах в ожидании пиковой нагрузки. Это очень хороший вариант как для быстрого запуска турбин при резком скачке потребления, так и для экономии урановых топливных элементов с помощью ограничения топлива по пару, о чём я писал выше.
Но есть и такие игроки, которые считают, что урановой руды в Factorio много и можно жечь топливо бесконечно. А вода вообще в неограниченном количестве, и можно лить её, не закрывая кран. Для них в факторианском аду приготовлен отдельный котёл с температурой пара 500°. Шучу, конечно. Зачем 500°, если достаточно 165°? Да не, шучу. Пусть играют, если совесть позволяет транжирить ресурсы.
Давайте упомянем вариант с округлением количества турбин в бόльшую сторону, например, не 137,5, а 138 паровых турбин. Что это даёт и есть ли польза от такого подхода? Если считать, что наша электростанция будет постоянно работать на пиковой мощности (допустим, что электросеть загружена на 100%), то 137 паровых турбин всегда будут выдавать свою полную максимальную мощность в 5,82 МВт каждая. А вот 138-ая турбина будет отрабатывать тот самый остаток 0,5 от округления, и работать будет не в полную мощность. Кто-то даже хитрит, используя вместо такой «округлённой» турбины более дешёвый в производстве паровой двигатель, который будет загружен максимально.
Только ведь пиковая нагрузка у электростанции бывает не всегда, соответственно, пар равномерно распределится между всеми 138 турбинами, и они будут одновременно выдавать небольшую мощность, которая сейчас требуется в электросети. А это значит, что в такие моменты «послабления» часть вырабатываемого пара начнёт накапливаться в резервуарах. Представляете, что будет, когда потребление электричества вырастет? Весь накопленный пар одновременно пойдёт на все 138 турбин. Не на 137,5, не на 137, а на установленные 138 турбин. И все они разом начнут выдавать свою максимальную мощность. То есть, за счёт накопленного пара, лишняя мощность 138-ой турбины, которая была получена округлением, сейчас прибавится к расчётной мощности электростанции, и электростанция на время начнёт выдавать чуть-чуть больше электроэнергии, чем должна.
Этим тоже можно воспользоваться, если установить больше паровых турбин, чем было рассчитано. Такой подход помогает при нестабильном использовании электроэнергии в работе фабрики. Например, если игрок не применяет аккумуляторные блоки для накопления заряда, но использует в защитном периметре турели, работающие на электричестве. Тогда любые резкие скачки потребления электричества приводят к переработке пара бόльшим количеством турбин, часть из которых установлена сверх расчётной мощности. Электроэнергия в моменте вырабатывается в бόльшем количестве, чем расчётная мощность реакторов, но в необходимом для фабрики и защитных сооружений.
Из-за того, что пар не имеет теплопотерь в окружающую среду, этим иногда пользуются для создания раздельных блоков электростанций. Ядерные реакторы с теплообменниками ставятся обособленно (например, у воды), а пар подаётся в резервуары. Из них в вагоны-цистерны. Дальше, возится поездами на далёкие расстояния к блоку с паровыми турбинами. Обычно такой вариант используют для получения электричества на дальних аванпостах или форпостах, где затруднительно получить электричество в большом объёме другими способами. Поезда завозят пар, выгружают в резервуары, далее пар уходит в паровые турбины. Этот же способ хорошо показывает себя на Фульгоре, где один подходящий остров выделяется для получения нагретого пара и погрузки его в поезда, а на остальных островах лишь ставятся станции разгрузки с резервуарами и необходимым количеством турбин.
При любых вариантах использования раздельных блоков, всегда следует учитывать расчётное максимальное потребление пара всеми потребителями одновременно. Задавать необходимое количество ядерных реакторов в прямой зависимости от этого максимального расчётного потребления, плюс некоторый запас мощности.
Чертежи
К этой статье нет чертежей, но при желании читатель может перейти в мой Telegram-канал, там открыть ссылку на группу чатов, и в чате с чертежами поискать подходящий для себя чертёж.
-----------------------------------------
☕️ Если вы хотите угостить меня кофе или вкусняшкой за старания, сделать это можно с помощью доната: https://boosty.to/format_aa/donate
Ссылка на мой канал в Telegram: https://t.me/format_aa
Канал на Бусти: https://boosty.to/format_aa
Канал в ВК: https://vk.com/format_aa
-----------------------------------------
Подпишись на канал «Формат АА» и узнавай больше +
#Формат_АА
#Factorio
#схема
#чертежи
#ядерный
#реактор
#теплообменник
#пар
#турбина
#бонус