The design method, the invention discloses a method and system for optimizing gravity loop heat pipe system operating temperature, optimization method of gravity loop heat pipe system to solve the temperature independent parts design of gravity loop heat pipe is calculated to express the relationship between each other, not that the optimization results can not be achieved, the problem of optimal working condition it will establish, the heat transport between the evaporator and the condenser, one-time calculation can be directly obtained the temperature effect of loop heat pipe, its technical scheme is: the gravity loop heat pipe system from the heat source to the heat transfer process is divided into a plurality of cold source between the heat transmission links, then construct the thermal resistance network model loop heat pipe gravity loop heat pipe system; loop heat pipe gravity loop heat pipe system and the thermal resistance network model of loop heat pipe based on heat The operating temperature of the loop heat pipe is optimal when the heat transfer area of gravity loop heat pipe system is minimum.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重力回路热管设计领域,尤其涉及一种重力回路热管系统运行温度的优化方法及系统的设计方法。
技术介绍
随着我国建筑节能尤其是数据中心建设的产业需求,以重力回路热管技术为核心的数据中心冷却技术有广阔的应用前景。重力回路热管的热管理技术的原理是:蒸发器与热源相连接,热源产生的热量传递给蒸发器,使蒸发器中的介质蒸发变为蒸汽。在密度差的驱动下,蒸汽依靠自然循环驱动力上升进入位于外界环境的凝结器。凝结器对外界环境释放热量,工作介质冷凝为液体,在重力的驱动下自动回流到蒸发器。如此往复循环,通过相变换热,通过自然循环实现介质的流动,系统相变换热效果远高于单相对流换热,而且不需要外界驱动力,实现了完全的被动式冷却。2011年日本福岛核电站发生事故后,大众对核电站安全性的关注空间提高。核反应堆事故停运后,仍有衰变热产生,如果不能及时导出,会发生严重事故。传统的方法用泵驱动循环水来冷却。我国自主开发的华龙一号等第三代核电技术则采用非能动安全系统。核电机组的非能动安全壳冷却系统和非能动乏燃料池冷却系统均可采用重力回路热管技术,通过沸腾、凝结过程排出堆芯衰变热,利用汽液之间的密度差实现自然循环,无需外界驱动力。非能动反应堆安全系统采用全新的核电安全理念,代表了核电技术的未来。重力式回路热管包括蒸发器、凝结器、上升管、下降管以及之间的集箱组成。目前的重力式回路热管系统设计仍然按照传统的设计思路,给定回路热管的工作温度,将蒸发器和凝结器进行单独作为部件分别设计,然后进行校核计算。事实上,重力式回路热管工作温度与其结构有关,且各部件相连,相互之间存在耦合,将其独立设计计算无 ...
【技术保护点】
一种重力回路热管系统运行温度的优化方法,其特征在于,包括:步骤1:将重力回路热管系统从热源到冷源之间的热量传输过程划分成若干个热量传输环节,进而构建重力回路热管系统的回路热管热阻网络模型;回路热管热阻网络模型中的热阻为回路热管蒸发器外壁面积或回路热管凝结器外壁面积的函数;步骤2:基于重力回路热管系统的回路热管热阻网络模型以及回路热管的热平衡约束条件,求解当重力回路热管系统的换热面积最小情况下回路热管的运行温度为最优温度;其中,重力回路热管系统的换热面积等于回路热管蒸发器外壁面积与回路热管凝结器外壁面积之和。
【技术特征摘要】
1.一种重力回路热管系统运行温度的优化方法,其特征在于,包括:步骤1:将重力回路热管系统从热源到冷源之间的热量传输过程划分成若干个热量传输环节,进而构建重力回路热管系统的回路热管热阻网络模型;回路热管热阻网络模型中的热阻为回路热管蒸发器外壁面积或回路热管凝结器外壁面积的函数;步骤2:基于重力回路热管系统的回路热管热阻网络模型以及回路热管的热平衡约束条件,求解当重力回路热管系统的换热面积最小情况下回路热管的运行温度为最优温度;其中,重力回路热管系统的换热面积等于回路热管蒸发器外壁面积与回路热管凝结器外壁面积之和。2.如权利要求1所述的一种重力回路热管系统运行温度的优化方法,其特征在于,在所述步骤1中,从热源到冷源,将热量传输过程分成八个热量传输环节,分别为热源与回路热管蒸发器外壁间的换热过程;热管蒸发器固体壁面的导热过程;热管蒸发器的蒸发换热过程;热管蒸发器到凝结器间蒸汽的流动过程;热管凝结器的凝结换热过程;热管凝结器固体壁面的导热过程;热管凝结器外壁与冷源之间的换热过程;沿热管固体壁面轴向由蒸发器向凝结器的导热过程。3.如权利要求2所述的一种重力回路热管系统运行温度的优化方法,其特征在于,回路热管热阻网络模型中的热阻分别与一个热量传输环节相对应。4.如权利要求1所述的一种重力回路热管系统运行温度的优化方法,其特征在于,回路热管的热平衡约束条件为蒸发器的吸热量等于凝结器的放热量。5.如权利要求1所述的一种重力回路热管系统运行温度的优化方法,其特征在于,在所述步骤2中,求解重力回路热管系统的换热面积最小时,还考虑蒸发器以及凝结器的面积约束。6.一种重力回路热管系统的设计方法,其特征在于,包括:步...
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