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    加压水慢化冷却反应堆(PWR)是在X4704加入的一种反应堆。虽然游戏内冷却剂没有一种是轻水


    认识PWR

    搭建与拆卸

    该反应堆由9种方块建造,按照位置分为:

    • 外壳方块:PWR压力容器、PWR中子反射器、PWR访问端口、PWR控制器

    • 内部方块:PWR燃料棒、PWR控制棒、PWR冷却剂通道、PWR换热器、PWR中子源

    PWR-第1张图片

    搭建时只需外壳方块包裹住内部(形状任意),且至少一个PWR燃料棒、PWR中子源,有且仅有一个PWR控制器。

    PWR控制器的背面必须紧贴内部方块,否则控制器会找不到结构。

    右击PWR控制器会检查结构完整性,如果不完整会在结构不完整的地方(主要是内部方块裸露的地方)红框提示:Non-reactor block/非反应堆方块;如果没有中子源、燃料棒,控制器会红框提示:Neutron sources required/需要中子源Fuel rods required/需要燃料棒

    PWR-第2张图片

    若结构完整,右击PWR控制器会将PWR组装起来。被控制器完成组装的方块,无论外壳还是内部,都会变成一种叫做“PWR”的技术性方块。控制器本身不会“变身”。

    PWR组装完成后可以拆卸,破坏任意一个“PWR”技术性方块就能将它们都打回原形。PWR拆卸后正在进行的核反应会暂停,物品、流体也暂时不能输入或输出,是暂时停堆的好办法比用控制棒调零强多了破坏PWR控制器也能实施拆卸,但这么做会导致其被真正挖掘下来,其中所有的资源丢失。

    方块的作用

    每一座PWR的性能都是由组装时各种外壳、内部方块的摆放数量、摆放位置确定的:

    • PWR中子源为PWR提供启动的中子通量,每个+20,只看数量。由于开机后PWR内中子通量常常达到数十万,中子源放一个用于启动就够。

    • PWR燃料棒让PWR能够装载更多的燃料棒从而提升核反应强度,每个+1。一根燃料棒会在它的正前后、左右、上下方向上(最大距离14格,中间可以有内部方块,但会被外壳方块阻挡)与距离最近的燃料棒/中子反射器构成“有效连接”;每对“有效连接”(不重复计算)会让“连接数”+1,也能提升核反应的强度。多放PWR燃料棒会增加日后更换燃料的成本。

    • PWR中子反射器帮助PWR燃料棒构成“有效连接”,一般是作为PWR外壳的一部分,组装完毕后材质会变得和普通外壳一样。

    • PWR控制棒:如果在一对“有效连接”之间有控制棒,那么该“有效连接”变为“受控连接”,会额外让“受控连接数”+1,能让反应堆受控制的量程增加、精度降低。

    • PWR换热器:提供PWR核心—外壳的传热,只看数量。建议摆放数量为燃料棒数的1倍左右,不要超过2倍。

    • PWR冷却剂通道:提供PWR外壳—冷却剂的传热,只看数量。若使用熔融钠冷却,建议摆放燃料棒数的2~4倍;使用其他冷却剂,建议4~8倍。

    • PWR压力容器:普通的PWR外壳填充方块。组装之后,材质上的钉子会消失。

    • PWR访问端口:在PWR组装完毕后,从它这里能够输入、输出物品和流体。组装后材质上的管道口会保留。

    • PWR控制器:PWR的核心。提供各128000mB的冷却剂/热冷却剂容量,提供10MTU的热容量,不受其他方块或者整体大小的影响。玩家只能通过右键它打开GUI、调整控制棒。实际上存放了PWR内部所有的资源,包括物品、流体、中子通量、热量,破坏它会让这些东西统统消失。但目前想要更换燃料只能通过破坏控制器,放入燃料时请慎重。

      PWR-第3张图片有效连接(绿)、受控连接(蓝)

    PWR-第4张图片两座相同的PWR,左侧已经组装完毕

    运行PWR

    对着组装完毕的PWR的控制器右击,就会打开这一座PWR的GUI。

    如下图所示,PWR的GUI能够为玩家展示其冷、热冷却剂存量,当前正在反应的燃料棒与燃料棒总容量的数量,乏燃料棒的生产进度,控制棒拔起的程度,核心温度、外壳温度,还有一个核心温度到达8MTU(左侧仪表,红色区域)时会亮起的指示灯。

    将光标悬浮在乏燃料生产进度条、控制棒拔出条、温度仪表的上方时,会显示具体的百分比/TU值信息;悬浮在冷却剂和当前燃料棒方框的上方时,会显示对应的流体、物品的信息。

    PWR-第5张图片一座正在运行的PWR的GUI灌注冷却剂

    PWR需要冷却剂将它产生的热量导出并用于发电,以及避免炸堆。PWR组装完毕之后默认是普通的“冷却液”,需要用流体识别码改成想要的类型,如熔融钠、熔融钍盐、重水等。

    现版本可用的冷却剂有:


    热容 TU/mB中子通量增益热导率
    冷却液300/1
    根啤400+14%1
    重水300+25%1
    熔融钠400/2.5
    熔融钍盐400+150%1

    以及其他由玩家自行添加的、含有[PWR冷却剂]属性的自定义流体,和修改config文件从而获得[PWR冷却剂]属性的其他流体。

    由于核反应算法的问题,中子通量增益的效果相当鸡肋;而传热算法却让冷却剂的热导率非常重要。若使用热导率2.5的熔融钠冷却,能够省下大量PWR冷却剂通道及外壳的材料、节省大量空间,推荐一律使用熔融钠作为PWR的冷却剂。

    无需给PWR注入过多的冷却剂比如灌满,只需注入该PWR每tick加热冷却剂三倍以上的量即可。对于热容300TU/mB的冷却剂,35000mB就绝对够用(热容400TU/mB的就是25000mB),多于这个量的完全没必要。多加了也没关系,可以在PWR开机之后用铁桶的仅输入模式分流一些出来,但是不要试着在正式开机前随便放根燃料棒,把多余的冷却剂熬成热冷却剂输出,因为你很快就会发现自己陷入到一个尴尬的局面中。

    优势与劣势

    优势:

    1. PWR的所有性质在组装完成的那一刻就已经确定了,PWR的运行(不考虑发电部分)只涉及PWR控制器这一个方块两个过程的计算,而不是像RBMK那样要涉及很多方块的联动计算,运行起来非常流畅,对渣机非常友好。

    2. 在产能这一方面,一座PWR也完全能够支撑一两条完整的矿物线+一个综合性的大型化工基地,或者2~3台同时运行的回旋加速器。

    3. PWR的形状、大小都很自由,通过控制棒、内部方块摆放可以很精准地控制其功率,适用许多不同的场合;同时不怎么需要维护,甚至能直接不管。

    劣势:

    1. PWR的上限太低,10MTU的核心热容量让一座PWR不管多大,最多只能拥有66.67MHE/s的发电,这一点完全落后于RBMK。

    2. PWR燃烧燃料的速度远远落后于它的前代“大型核反应堆”,获取核反应产物的效率远不如锆诺克斯与某些特殊设计的RBMK。

    3. PWR一旦开始运行,想要彻底停堆就会较为麻烦,基本只能通过破坏PWR控制器,这样做可能会损失不少燃料和冷却液。

    使用

    PWR-第6张图片GUIGUI分为左中右三个部分。

    中部左上角的空格可以放置燃料棒,右上角的空格会显示使用的燃料棒个数与总燃料容量,右侧的空格会输出热乏燃料,需要在乏燃料池中冷却,冷却后可以离心获得产物,下部为控制棒控制器,将光标放置在中间的条上可以显示当前控制棒抽出度,左下角可以输入目标控制棒抽出度,使用右下角的软盘按钮保存。

    计算

    反应计算

    设N为总连接计数,则N=(普通连接计数)+(受控连接计数)*(控制棒抽出度)。

    设原始中子通量为f0,中子通量为f,f0=(中子源计数)*20。

    设燃料棒反应函数为r(x),燃料棒(方块)计数为Nr,已加载燃料棒计数为a,总输出中子通量为fo,则fo=ag(N)r(f/Nr),

    其中g(N)=(7e^(-N/300)+1/2)N/75。

    PWR-第7张图片g(N)的图像

    新中子通量f'=(f0+fo)*(冷却剂中子倍数)

    总输出热为Eo=fo*(燃料棒发热系数)。

    燃料耐久每tick减少fo(总耐久为1e9)。

    若令f'=f,则可以通过解方程得到最终的的中子通量。

    热量衡算(可直接看结论)

    PWR的导热分为核心—外壳、外壳—冷却剂两个过程。在一座正常工作的PWR中,燃料热方程的计算结果 = 核心反应产生的热量 = 核心向外壳传递的热量 = 外壳被冷却剂带走的热量。在本过程的开始,核心余热 + 燃料产热允许超过10MTU。

    1.核心向外壳的传热:每tick传热 = 核心—外壳温差 × m

    0 ≤ m < 0.25;4m = 1 - e-2.5x ,其中 x = PWR换热器数 ÷ PWR燃料棒数。

    当换热器 : 燃料棒 > 0.9 : 1时, m  > 0.225,达到极值的90%;两者比值为2 : 1左右时,即可认为m已经达到极值0.25。

    2.外壳向冷却剂的传热:每tick传热 = 外壳温度 × n

    0 ≤ n ≤ 1;n = 0.1 × 冷却剂热导率 × PWR冷却剂通道数 ÷ PWR燃料棒数。

    使用热导率为2.5的熔融钠作为冷却剂,冷却剂通道 : 燃料棒 = 4 : 1即可实现每tick带走全部外壳热量。

    3.核心和外壳会各自流失千分之一、至少1TU的剩余热量,传热过程结束。如果此时核心温度超过10MTU,则反应堆熔毁。

    流失的热量基本可以忽视,而且这个机制在你使用比较极限的配置时,还能成为一道保护。

    结论 

    确定燃料棒数之后,m、n 的数值分别只受换热器数、冷却通道数的影响,两个过程的每tick传热都与温差成正比,温差越高传热也就越多。当PWR开机并产生热量,就会让核心、外壳的温度升高,产生温差,开始传热。使用更多的燃料棒或者更强的燃料会提高每tick产热,进而导致需要更大的温差;但一座PWR的热容量是恒定的10MTU,能够提供的温差是有限的,这就让PWR有了实际上的产能限制,也让堆料变得没有意义。下面提供了两种有价值的PWR设计案例,无需严格遵从数量比例。不过建议将反应堆造成简约的立方体

    配置推荐

    导热最大化配置:一倍燃料棒,两倍换热器,四倍冷却剂通道,熔融钠冷却。它每tick能够输出核心的约四分之一热量。由于熔毁判断只看余热,所以一座PWR实际的产能极限是标定最大热量10MTU的三分之一,即3.333MTU/tick,等于66.67MHE/s。

    省材料配置:一倍燃料棒,一倍换热器,两倍冷却通道,熔融钠冷却。它对于空间的利用率有上面一种的约1.2倍,最大产能约为45MHE/s,适合于一些空间紧凑的场合。它能在总体积相当的情况下比“导热最大化”塞下更多的燃料棒,因而在较小的空间内的发电量反而往往能超过“导热最大化”;如果你预期的发电量不到45MHE/s,不如用它省下一些材料!

    熔毁

    在所有的产热、传热结算完毕后,核心温度超过10MTU会熔毁。

    熔毁后控制器消失,外壳基本完整,内部结构炸开、产生辐射;同时在内部生成堆芯熔融物熔蚀反应堆,烧穿底面并毁坏下方地形。

    PWR-第8张图片

    PWR-第9张图片熔毁的PWR

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