一种耦合热管技术的非能动余热排出系统的制作方法

技术特征：
1.一种耦合热管技术的非能动余热排出系统，其特征在于：由基座(1)、燃料棒(2)、第一级热管(3)、基体(4)、teg温差发电装置(5)、第二级热管(6)、肋片(7)、内外壳体间的海水(8)、潜航器外部的海水(9)、内壳体(10)和外壳体(11)组成；其中基座(1、燃料棒(2、第一级热管(3、基体(4)、温差发电装置(5)、第二级热管(6)的吸热区位于内壳体(10)内，第二级热管(6)的放热区和肋片(7)位于内壳体(10)和外壳体(11)之间；所述基座(1)位于堆芯内，起支撑固定的作用，燃料棒(2)分布在基座(1)中，核反应在燃料棒(2)处产生大量的热量，第一级热管(3)插入基座(1)中，与燃料棒(2)错列布置，第一级热管(3)的吸热区吸收燃料棒(2)产生的热量，并传递到第一级热管(3)的放热区；第一级热管(3)的放热区插入基体(4)中，基体(4)上布置了整齐排布的温差发电装置(5)，温差发电装置()与基体(4)相接触的一端为温差发电装置(5)的热端，温差发电装置(5的热端吸收从第一级热管(3)的放热区传递过来的热量，温差发电装置(5的冷端与第二级热管(6)的吸热区相接触，第二级热管(6)带走温差发电装置(5)未利用的余热，维持温差发电装置(5)的冷端温度，温差发电装置(5)利用冷热端的温度差，产生电能，为水下静默式潜航器提供运行的能量；第二级热管(6)的放热区穿过内外壳体间的肋片(7)置于内外壳体间的海水(8)中，增加了散热面积，提高了散热效率，通过对流换热的方式将余热传递给内外壳体间的海水(8)，并最终释放给潜航器外部的海水(9)。2.根据权利要求1所述的一种耦合热管技术的非能动余热排出系统，其特征在于：内外壳体间的海水(8)、潜航器外部的海水(9)彼此独立，堆芯区域、温差发电区域、余热排出区域彼此独立，之间通过热管传递热量，而各个工作区域并不直接接触，提高了系统的安全性和稳定性。3.根据权利要求1所述的一种耦合热管技术的非能动余热排出系统，其特征在于：温差发电装置(5)的热端温度由第一级热管(3)的放热区维持，温差发电装置(5)的冷端温度由第二级热管(6)的吸热区维持，温差发电装置(5)恒定的温度差下运行工作，产生电能(12)，供给水下潜航器的正常运行使用；保证了系统的非能动性，减小了体积尺寸，符合水下静默式潜航器的设计和运行要求。4.根据权利要求1所述的一种耦合热管技术的非能动余热排出系统，其特征在于：第二级热管(6)的吸热区置于温差发电装置(5)的冷端，吸收热电转换未利用的余热；第二级热管(6)的放热区置于内外壳体间的海水(8)，将热量最终释放给海水。5.根据权利要求1所述的一种耦合热管技术的非能动余热排出系统，其特征在于：第一级热管(3)置于基体(4)中，与温差发电装置(5)、第二级热管(6)相互交错布置，形成类似于三明治的叠放结构；提高了换热面积，提高了空间利用效率。6.根据权利要求1所述的一种耦合热管技术的非能动余热排出系统，其特征在于：所述第一级热管(3)和第二级热管(6)的个数及布置方式根据需求的换热量及具体的温度条件进行调整，在保证温差发电器(5)正常运行的前提下，实现余热量的排出。

技术总结
一种耦合热管技术的余热直接排出系统，包括两级热管，第一级热管吸热区插入核反应堆芯的导热基座内部，通过与基座中交错分布的燃料棒进行热交换，将热量通过热管传输给布置在热管放热区的温差发电装置，作为温差发电装置的热端；第二级热管的吸热区布置在温差发电装置的冷端，带走热电转换过程中未利用的余热，二级热管的放热区置于双层壳体中间，通过对流传热的方式，将热量从放热区传递给内外壳体间的海水；本发明采用了高效热管技术，在保证结构紧凑，安全可靠的同时，提高了能量传输与冷却的效率，提高了转换功率。极大地提高了水下无人潜航器的安全性和稳定性；保证了系统的非能动性，结构全程封闭，安全稳定，无杂质进入，无污染，耐腐蚀。耐腐蚀。耐腐蚀。


技术研发人员：王进仕 杨青凌 马自强 陈伟雄 严俊杰 王成龙 秋穗正
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021/9/9