用户:Lori/教程/地热发电厂开发

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《寒霜行星包》DLC
这是一篇关于《寒霜行星包》DLC 内容的文章。

地热发电厂是寒霜行星包DLC中加入的一系列建筑，并提供了一种‘新的玩法’，即利用‘地热’加热或降温液体；与通常所说的地热发电不同，地热发电厂中的地热是一种虚空热源，所以可以提供稳定的热量来源以进行发电。本文将尽可能的介绍利用地热发电厂发电的方法，但不会给出具体的模块设计，如果你只需要模块，可以参考我（还没写）的另一篇教程地热发电厂模块。

机制

地热发电厂的机制wiki内已经有了详细介绍，这里只列出几条需要关注的机制：

• 通常由 1 个 地热热泵 3 个 地热排气口组成；
• 当输入液体平均温度低于 1226.85°C 时，喷发产物温度升高 150°C；
• 喷发前需要输入 12000 千克液体；
• 地热热泵有三个液体输入口，最大输入为 30 千克/秒；
• 通常一个地热排气口每秒可喷出 15 千克液体或气体物质（无超压或其他影响）；
• 输入液体质量的 92% 计入喷发产物，同时杂质中包含 320 千克盐水与 400 千克污染水；
• 多个排气口在每轮喷发时的比例都是随机决定的：
  • 两个排气口：每个排气口可能分得 47% ~ 53% 的喷发产物；
  • 三个排气口：每个排气口可能分得 30% ~ 36% 的喷发产物。

单排气口开发

简单开发指南

考虑到谷神星必定会有的花蜜生态以及较低的环境温度，完全可以同时在前期进行地热热泵的简单开发，尤其是进行超级可持续发展成就挑战的时候。一个前期的地热热泵开发只需要一个真空室与一台蒸汽发电，如下图：

优点：

• 材料需求少；
• 可以使用智能电池控制蒸汽涡轮机以减少电力浪费；
• 很安全，超压也不会爆炸。

一般开发指南

物料衡算与热量衡算

• 如果输入的液体全部是 水，最终排气口的蒸汽产量为：[math]\displaystyle{ 12000\cdot0.92+320\cdot 0.93+400\cdot0.99 = 11733.6 }[/math] 千克/秒；
• 由于排气口的输出速度为 15 千克/秒，故如需保持排气口一直喷发则需 [math]\displaystyle{ \frac{12000\cdot 15}{11733.6}=15.34 }[/math] 千克/秒的液体输入。
• 对于一台持续喷发的排气口会产出 15 千克/秒的蒸汽，完全吸收蒸汽需要 7.5 台蒸汽涡轮机。
• 在蒸汽涡轮机产出的水全部经由隔热管回流至热泵且不考虑外界补水的情况下，下一次输入的液体温度以 90 ℃计算（蒸汽温度为 240 ℃）。
  • 在理想情况下， 240 ℃的蒸汽降温至 200 ℃并将 95 ℃的回流水加热至 200 ℃， 15 千克/秒的蒸汽可以加热相当于 [math]\displaystyle{ \frac{15\cdot(240-200)}{200-95}=5.71 }[/math] 千克/秒的水，实际情况下也可供两到三台蒸汽涡轮机发电。
  • 由于蒸汽温度也会受到外界补充水温度影响，假设使用 0 ℃的水进行补水操作，输入液体温度为 [math]\displaystyle{ \frac{11733.6 \cdot 90 + 266.4 \cdot 0}{12000} = 88.0 }[/math] ℃， 代入上式可得加热的水约为 5.42 千克/秒，影响较低。
• 同样考虑 240 ℃的蒸汽，其热量为[math]\displaystyle{ 4.179 \cdot 15 \cdot (240 - 95) = 9089.325 }[/math] 千复制热/秒，满速蒸汽涡轮机在 200 ℃吸热为 785.83 千复制热/秒，即完美换热的情况下可以带动 11.6 台蒸汽涡轮机，与上文计算结果近似一致。

补水

• 在单排气口开发中虽然可以通过向地热热泵输入液体的方式补水，但在游戏中较难平衡其与回流水的质量，推荐直接将液体补充至蒸汽室；
• （推荐）排气口的一个喷发期所需补充的水为 [math]\displaystyle{ 12000 - 11733.6 = 266.4 }[/math] 千克，故可以通过液体计量阀每次喷发后补充 266.4 千克水；
• 或者通过液体调节阀使液体流速为 0.34 千克/秒；
• 利用气压传感器控制，以确保蒸汽室内始终保持一定量的蒸汽。
• 一些注意事项：
  • 实际游戏中不存在 7.5 台蒸汽涡轮机，回流水量必定为 14 千克/秒或 16 千克/秒，这导致补水量回流水量必定过少或过多，由于回流量少会直接影响发电功率，建议回流 16 千克/秒液体并通过管道优先级使热泵充满时回流至蒸汽室。
  • 如果补充的水直接灌入蒸汽室，上文计算的 266.4 千克应为蒸馏后的水量，详见下一节表格。

一种补水方式：

另一种补水方式：

其他

以上计算输入液体全部为 水，如果输入其他类型的水基物：

种类	单轮蒸汽量（热泵/蒸汽室） （千克）	补水量（热泵/蒸汽室） （千克）	补水速度（热泵/蒸汽室） （千克/秒）
低温盐泥泉	11632.05/12000	367.95/380.57	0.46/0.47
盐水泉	11715.27/12000	284.73/286.45	0.36/0.36
污水泉	11731.12/12000	268.88/269.10	0.34/0.34
低温泥浆泉	11731.12/12000	268.88/269.10	0.34/0.34

• 虽然直接输入热泵仅能在单排气口开发使用，但直接输入热泵布局较容易，这里依然列出了相关数据；
• 由于输入量少，蒸汽涡轮机发电功率变化不大；
• 盐水与污水的补水通过热泵和蒸汽室补水一致是因为差距小而非完全一致。

以下表格输入液体全部由外界补充，该情况下等价于蒸馏且电力产出都较少。

种类	输入量 （千克）	蒸汽量（每轮产水量） （千克）	达到满速所需输入速度 （千克/秒）	发电量 （瓦）
低温盐泥泉	12000.00	8421.60	21.37	2732.14
盐水泉	12000.00	10960.80	16.42	9107.1
污水泉	12000.00	11623.20	15.49	5504.76
低温泥浆泉	12000.00	11623.20	15.49	2732.14

模块设计

根据以上内容的计算自行进行模块设计。

多排气口开发

• 对于多个排气口来说，由于输入速率最大为 30 千克/秒，两个排气口与三个排气口在电力产出上没有区别。
• 输入为 30 千克/秒的 95 ℃水，输出总热量为 [math]\displaystyle{ 4.179 \cdot 30 \cdot (245 - 95) = 18787.5 }[/math] 千复制热/秒。
• 考虑满速蒸汽涡轮机在 200 ℃吸热为 785.83 千复制热/秒，完美换热情况下可以带动蒸汽涡轮机为 23.9 台。
• 启用两个排气口。
  • 两个排气口并非平均分配，可能导致两个蒸汽室蒸汽不均衡。
  • 如果两个排气口严格平均分配，会有 [math]\displaystyle{ \frac{244.6}{30} = 8.15 }[/math] 秒的真空期。
  • 但只要不平均分配可以向水少的蒸汽室补水达到满效率运转（或者两个离得近的喷口做一个蒸汽室）。
• 启用三个排气口：
  • 只发电的情况下不建议启用三个排气口。

其他开发

尝试使用超冷作为输入液体做以下计算：

• 一个输入超冷的满速热泵产生热量为[math]\displaystyle{ 8.44 \cdot 30 \cdot 150 = 37980 }[/math] 千复制热/秒。
• 该情况下能带动的蒸汽涡轮机数量为：[math]\displaystyle{ \frac{37980}{877.59} = 43.28 }[/math] 台。
  • 超冷的损失率为 1440 千克/周期（ 14.4 千克/周期的富勒烯消与 712.8 千克/周期的金与石油消耗）。
  • 每台蒸汽涡轮机消耗超冷 33 千克/周期

结论，损失过大不建议使用超冷开发地热发电厂。