The utility model discloses an integrated structure nested by a nuclear fuel element and a loop parallel cooling heat pipe, which comprises a loop parallel cooling heat pipe, a rectangular structure with a bottom surface or a hexagonal hexagonal structure with a bottom surface; a loop parallel cooling heat pipe is connected by two straight tubes and two U-shaped elbows, and the evaporation section of two straight tubes is divided into two sections. The central steam zone of the cooling heat pipe consists of evaporation section, adiabatic section and condensation section from the bottom to the top axially, and the length of evaporation section is the same as that of the nuclear fuel element. The inner part of the nuclear fuel element is a fuel core and the outer part is a cladding, and the inner part of the central cooling heat pipe wall is a cladding with the inner part of the central hole of the nuclear fuel element. Design is an integral whole. It has simple structure, compact layout, high safety, good heat transfer performance and good adaptability. It is especially suitable for space nuclear reactor and other small nuclear reactor.
【技术实现步骤摘要】
一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构
本技术涉及核能发电
,具体涉及一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构。
技术介绍
随着太空探索技术的不断发展成熟与太空探索应用需求的扩大,人类已将目光放到了远离地球甚至远离太阳系的星球,并希望在星球上建设太空基地进行相关的科学研究。未来在其他星球表面(如月球、火星等)进行空间基地的建设,将具有十分重大的科学、军事和政治价值。空间基地的建设面临着复杂、严峻的空间环境,能源的稳定供应与管理成为空间基地正常运行的重要保障。太阳能电源和化学能电源因为自身的固有缺陷,无法克服如昼夜变化、燃料储量的一些因素的影响,使其在空间基地上的应用受到很大的局限。空间核反应堆电源不受环境影响、功率大、寿命长、安全可靠、能源供应可持续性强,因此被认为是空间基地与其他深空探测任务中理想可靠的能源供应方案。由于空间核反应堆在空间基地与其他深空探测任务中具有许多无法替代的优势,美国、俄罗斯、日本、法国等国对空间核反应堆进行了诸多深入的研究,并提出了数十种空间核反应堆方案,其冷却方式包括气体冷却、液态金属冷却、热管冷却等。由于空间基地环境的复杂性,非能动冷却技术是空间核反应堆的首选,而热管冷却技术是具有高热导率、高瞬态反馈性能、高可靠性、低保养需求等优点的非能动冷却技术,因此目前空间核反应堆设计大都采用热管冷却。在现有空间核反应堆设计中,单根冷却热管被布置在燃料元件中,在堆芯径向布置上,现有的布置方式有的会导致燃料元件与热管之间存在间隙,造成燃料填充率较低,而燃料元件与热管之间的间隙通过结构材料进行填充后,导致核反应堆临 ...
【技术保护点】
1.一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构,其特征在于:包括核燃料元件和冷却热管,冷却热管置于核燃料元件中心,且相邻的两个核燃料元件中心的冷却热管的两端采用U型弯头连接,形成回路并行式。
【技术特征摘要】
1.一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构,其特征在于:包括核燃料元件和冷却热管,冷却热管置于核燃料元件中心,且相邻的两个核燃料元件中心的冷却热管的两端采用U型弯头连接,形成回路并行式。2.根据权利要求1所述的一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构,其特征在于:所述冷却热管自内向外依次为中心蒸汽区、多孔吸液芯、液态环腔和管壁,其中管壁与核燃料元件的内侧包壳设计为一体。3.根据权利要求2所述的一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构,其特征在于:所述多孔吸液芯的孔隙率为0.5至0.7。4.根据权利要求2所述的一种核燃料元件与回路并行式冷却热管嵌套的一体化结构,其特征在于:所述冷却热管的中心蒸汽区在轴...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾勤,黄瑀琦,史莹,周遥,孙启政,林显斌,蔡杰进,李志峰,刘荣,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:新型
国别省市:广东,44
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