【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及熱交換，尤其涉及回路熱管、回路熱管反應(yīng)堆及熱交換系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、熱管是一種傳熱元件，熱管充分利用了熱傳導(dǎo)原理與相變介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬。高溫?zé)峁艿某Ｒ娦问綖閳A形直管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部燒結(jié)了吸液芯，并充注了一定的液態(tài)金屬，例如、鈉、鉀、鋰等作為工質(zhì)。由于熱管的優(yōu)良傳熱特性，被用于作為反應(yīng)堆與熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間的傳熱部件，采用熱管傳熱的反應(yīng)堆就被稱為熱管堆。以堿金屬為工質(zhì)的高溫?zé)峁芸蓪?shí)現(xiàn)非能動(dòng)的高效換熱，是反應(yīng)堆熱源與熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間潛在的理想換熱方式，但是直線型高溫?zé)峁茈y與熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的高溫?fù)Q熱器實(shí)現(xiàn)緊湊、高效的結(jié)構(gòu)耦合。
2、圓形直管結(jié)構(gòu)的高溫?zé)峁?，與反應(yīng)堆之間的傳熱存在一定的問題：首先，因?yàn)闊峁芘c燃料均為圓柱形結(jié)構(gòu)，因此熱管與燃料之間的傳熱必須完全依賴于另一種導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，對(duì)該導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)不但強(qiáng)度要求高，而且要求導(dǎo)熱系數(shù)大；其次，燃料和熱管之間必須有良好的熱接觸，但是因?yàn)闊峁?、燃料棒與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮系數(shù)很難保持一致，因此燃料與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)、熱管與導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)之間很難實(shí)現(xiàn)良好的熱接觸，因此，在同樣的熱管冷凝段溫度條件下，燃料的工作溫度更高。熱管的理想傳熱溫度通常在750℃以上，如果熱管與燃料之間存在較大的溫差，那么燃料棒的溫度將會(huì)更高，過高的燃料溫度給燃料棒的研制帶來了巨大的困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少解決相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本專利技術(shù)提出一種回路熱管，通過改進(jìn)熱管的結(jié)構(gòu)
2、本專利技術(shù)還提出一種回路熱管反應(yīng)堆。
3、本專利技術(shù)還提出一種熱交換系統(tǒng)。
4、根據(jù)本專利技術(shù)第一方面實(shí)施例的回路熱管，包括依次連通形成循環(huán)回路的蒸發(fā)段、蒸汽管路、冷凝段和液體管路，所述循環(huán)回路供換熱流體循環(huán)流動(dòng)，所述蒸發(fā)段內(nèi)設(shè)置有燃料棒和吸液芯，所述蒸發(fā)段內(nèi)的所述換熱流體可通過所述吸液芯與所述燃料棒熱交換。
5、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述吸液芯包括第一吸液芯和第二吸液芯，所述第一吸液芯與所述第二吸液芯之間設(shè)置有流通通道，所述第一吸液芯包覆在所述燃料棒的外側(cè)，所述第二吸液芯貼附在所述蒸發(fā)段的殼體的內(nèi)壁。
6、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述蒸發(fā)段連接有用于容納所述換熱流體的集液槽，所述集液槽與所述吸液芯流體連通。
7、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述吸液芯隔擋在所述蒸發(fā)段內(nèi)的空間和集液槽之間。
8、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述吸液芯設(shè)置有插接部，所述插接部插設(shè)于所述集液槽內(nèi)。
9、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述吸液芯包括吸液芯橋，所述吸液芯橋連接所述第一吸液芯和所述第二吸液芯。
10、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述液體管路的出液端插入所述蒸發(fā)段，所述出液端插設(shè)于所述吸液芯內(nèi)并與所述吸液芯之間設(shè)置有間距，或，所述出液端設(shè)置有集氣槽，以通過所述集氣槽連通所述出液端與所述蒸發(fā)段。
11、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述冷凝段的橫截面積小于所述蒸發(fā)段的橫截面積。
12、根據(jù)本專利技術(shù)第二方面實(shí)施例的回路熱管反應(yīng)堆，包括導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)和多個(gè)如上任意一項(xiàng)所述的回路熱管，多個(gè)所述蒸發(fā)段通過所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱。
13、根據(jù)本專利技術(shù)第三方面實(shí)施例的熱交換系統(tǒng)，包括：
14、負(fù)載裝置；
15、如上任意一項(xiàng)所述的回路熱管，或，如上所述的回路熱管反應(yīng)堆；
16、其中，所述冷凝段與所述負(fù)載裝置熱交換。
17、根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)所述冷凝段與一個(gè)所述負(fù)載裝置熱交換，至少一個(gè)所述冷凝段與另一個(gè)所述負(fù)載裝置熱交換，多個(gè)所述蒸發(fā)段通過導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱。
18、本專利技術(shù)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果之一：
19、本專利技術(shù)實(shí)施例的回路熱管，包括連接形成循環(huán)回路的蒸發(fā)段、蒸汽管路、冷凝段和液體管路，蒸發(fā)段內(nèi)設(shè)置燃料棒，燃料棒的熱量能夠直接被燃料棒外側(cè)的吸液芯內(nèi)的換熱流體吸收，將燃料棒內(nèi)置于回路熱管的蒸發(fā)段內(nèi)，提升燃料棒與換熱流體之間換熱效率，解決熱管反應(yīng)堆中傳熱溫差大，燃料棒工作溫度高的問題，并且回路熱管的冷凝段的管徑小，方便彎折和加工，解決熱管難以彎折的問題。
20、進(jìn)一步的，將多個(gè)回路熱管組合形成回路熱管反應(yīng)堆的系統(tǒng)，減少燃料棒與熱管之間的換熱溫差，同時(shí)利用回路熱管的冷凝段的直徑較小，容易實(shí)現(xiàn)靈活變形的特點(diǎn)。當(dāng)回路熱管應(yīng)用于熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，通過冷凝段給熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)放熱，實(shí)現(xiàn)了回路熱管與熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之間緊湊、高效的換熱耦合。
21、本專利技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術(shù)的實(shí)踐了解到。
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1.一種回路熱管，其特征在于，包括依次連通形成循環(huán)回路的蒸發(fā)段、蒸汽管路、冷凝段和液體管路，所述循環(huán)回路供換熱流體循環(huán)流動(dòng)，所述蒸發(fā)段內(nèi)設(shè)置有燃料棒和吸液芯，所述蒸發(fā)段內(nèi)的所述換熱流體可通過所述吸液芯與所述燃料棒熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路熱管，其特征在于，所述吸液芯包括第一吸液芯和第二吸液芯，所述第一吸液芯與所述第二吸液芯之間設(shè)置有流通通道，所述第一吸液芯包覆在所述燃料棒的外側(cè)，所述第二吸液芯貼附在所述蒸發(fā)段的殼體的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回路熱管，其特征在于，所述蒸發(fā)段連接有用于容納所述換熱流體的集液槽，所述集液槽與所述吸液芯流體連通，所述吸液芯隔擋在所述蒸發(fā)段內(nèi)的空間和所述集液槽之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回路熱管，其特征在于，所述吸液芯設(shè)置有插接部，所述插接部插設(shè)于所述集液槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回路熱管，其特征在于，所述吸液芯包括吸液芯橋，所述吸液芯橋連接所述第一吸液芯和所述第二吸液芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路熱管，其特征在于，所述液體管路的出液端插入所述蒸發(fā)段，所述出液端插
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的回路熱管，其特征在于，所述冷凝段的橫截面積小于所述蒸發(fā)段的橫截面積。
8.一種回路熱管反應(yīng)堆，其特征在于，包括導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)和多個(gè)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的回路熱管，多個(gè)所述蒸發(fā)段通過所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱。
9.一種熱交換系統(tǒng)，其特征在于，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱交換系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)所述冷凝段與一個(gè)所述負(fù)載裝置熱交換，至少一個(gè)所述冷凝段與另一個(gè)所述負(fù)載裝置熱交換，多個(gè)所述蒸發(fā)段通過導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種回路熱管，其特征在于，包括依次連通形成循環(huán)回路的蒸發(fā)段、蒸汽管路、冷凝段和液體管路，所述循環(huán)回路供換熱流體循環(huán)流動(dòng)，所述蒸發(fā)段內(nèi)設(shè)置有燃料棒和吸液芯，所述蒸發(fā)段內(nèi)的所述換熱流體可通過所述吸液芯與所述燃料棒熱交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路熱管，其特征在于，所述吸液芯包括第一吸液芯和第二吸液芯，所述第一吸液芯與所述第二吸液芯之間設(shè)置有流通通道，所述第一吸液芯包覆在所述燃料棒的外側(cè)，所述第二吸液芯貼附在所述蒸發(fā)段的殼體的內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回路熱管，其特征在于，所述蒸發(fā)段連接有用于容納所述換熱流體的集液槽，所述集液槽與所述吸液芯流體連通，所述吸液芯隔擋在所述蒸發(fā)段內(nèi)的空間和所述集液槽之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回路熱管，其特征在于，所述吸液芯設(shè)置有插接部，所述插接部插設(shè)于所述集液槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回路熱管，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡劍英，羅二倉，孫巖雷，劉世宇，張麗敏，吳張華，陳燕燕，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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