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[發明專利]一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統有效

專利信息
申請號: 202110598807.X 申請日: 2021-05-31
公開(公告)號: CN113380434B 公開(公告)日: 2023-10-24
發明(設計)人: 王進仕;楊青凌;馬自強;陳偉雄;嚴俊杰;王成龍;秋穗正 申請(專利權)人: 西安交通大學
主分類號: G21C15/18 分類號: G21C15/18;G21C15/257
代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215 代理人: 何會俠
地址: 710049 陜*** 國省代碼: 陜西;61
權利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關鍵詞: 一種 耦合 熱管 技術 能動 余熱 排出 系統
【權利要求書】:

1.一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統,其特征在于:由基座(1)、燃料棒(2)、第一級熱管(3)、基體(4)、TEG溫差發電裝置(5)、第二級熱管(6)、肋片(7)、內外殼體間的海水(8)、潛航器外部的海水(9)、內殼體(10)和外殼體(11)組成;其中基座(1、燃料棒(2、第一級熱管(3、基體(4)、溫差發電裝置(5)、第二級熱管(6)的吸熱區位于內殼體(10)內,第二級熱管(6)的放熱區和肋片(7)位于內殼體(10)和外殼體(11)之間;

所述基座(1)位于堆芯內,起支撐固定的作用,燃料棒(2)分布在基座(1)中,核反應在燃料棒(2)處產生大量的熱量,第一級熱管(3)插入基座(1)中,與燃料棒(2)錯列布置,第一級熱管(3)的吸熱區吸收燃料棒(2)產生的熱量,并傳遞到第一級熱管(3)的放熱區;第一級熱管(3)的放熱區插入基體(4)中,基體(4)上布置了整齊排布的溫差發電裝置(5),溫差發電裝置()與基體(4)相接觸的一端為溫差發電裝置(5)的熱端,溫差發電裝置(5的熱端吸收從第一級熱管(3)的放熱區傳遞過來的熱量,溫差發電裝置(5的冷端與第二級熱管(6)的吸熱區相接觸,第二級熱管(6)帶走溫差發電裝置(5)未利用的余熱,維持溫差發電裝置(5)的冷端溫度,溫差發電裝置(5)利用冷熱端的溫度差,產生電能,為水下靜默式潛航器提供運行的能量;第二級熱管(6)的放熱區穿過內外殼體間的肋片(7)置于內外殼體間的海水(8)中,增加了散熱面積,提高了散熱效率,通過對流換熱的方式將余熱傳遞給內外殼體間的海水(8),并最終釋放給潛航器外部的海水(9)。

2.根據權利要求1所述的一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統,其特征在于:內外殼體間的海水(8)、潛航器外部的海水(9)彼此獨立,堆芯區域、溫差發電區域、余熱排出區域彼此獨立,之間通過熱管傳遞熱量,而各個工作區域并不直接接觸,提高了系統的安全性和穩定性。

3.根據權利要求1所述的一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統,其特征在于:溫差發電裝置(5)的熱端溫度由第一級熱管(3)的放熱區維持,溫差發電裝置(5)的冷端溫度由第二級熱管(6)的吸熱區維持,溫差發電裝置(5)恒定的溫度差下運行工作,產生電能(12),供給水下潛航器的正常運行使用;保證了系統的非能動性,減小了體積尺寸,符合水下靜默式潛航器的設計和運行要求。

4.根據權利要求1所述的一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統,其特征在于:第二級熱管(6)的吸熱區置于溫差發電裝置(5)的冷端,吸收熱電轉換未利用的余熱;第二級熱管(6)的放熱區置于內外殼體間的海水(8),將熱量最終釋放給海水。

5.根據權利要求1所述的一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統,其特征在于:第一級熱管(3)置于基體(4)中,與溫差發電裝置(5)、第二級熱管(6)相互交錯布置,形成類似于三明治的疊放結構;提高了換熱面積,提高了空間利用效率。

6.根據權利要求1所述的一種耦合熱管技術的非能動余熱排出系統,其特征在于:所述第一級熱管(3)和第二級熱管(6)的個數及布置方式根據需求的換熱量及具體的溫度條件進行調整,在保證溫差發電器(5)正常運行的前提下,實現余熱量的排出。

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