一种微通道结构的高效热管换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种微通道结构的高效热管换热器，涉及换热装置技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种微通道结构的高效热管换热器


[0001]本专利技术属于换热装置
，特别是一种微通道结构的高效热管换热器
。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术
。
[0003]热管反应堆是一种独特的小型反应堆系统，与传统反应堆相比，热管反应堆在功率
、
尺寸
、
重量等方面都显著减小，具备可工厂预制
、
装置可运输
、
运行自调节等特点
。
热管反应堆一般在系统设计上大为简化，安全性
、
灵活性显著提高，可实现不同环境场景下快速安装部署和应用
。
特别是对于空间
、
海洋以及陆上偏远地区，热管反应堆相对于其它能源形式具有能量密度大
、
功率输出稳定
、
配套补给需求少
、
运行寿期长
、
占地面积小等优势，因此在重大装备设施的能源保障等方面具备极大应用潜力
。
[0004]热管换热器是热管反应堆的重要设备，热管将堆芯的热量从蒸发段传递至冷凝段，热管换热器使用热管作为热源将工质加热至热电转换系统要求的温度，热管换热器的传热效率对于提高热管反应堆的电功率水平至关重要
。
[0005]CN114914004A
中公布了一种热管反应堆用换热器，该热管换热器在壳侧采用折流板，传热介质在热管管束间横向流动，该方案中热管与传热介质接触，为直接承压边界
。
为提高传热效率，热管管束外设置整体套片
。
[0006]CN115662663A
中公布了另一种可移动陆基热管堆整体式换热器，该方案采用套管式换热器，即热管外安装套管，传热介质在热管与套管的间隙内纵向流动传热
。
该方案中热管与传热介质接触，为直接承压边界
。
[0007]以上提出的两类热管换热器，传热介质与热管管束横向流动或纵向流动，但热管均为承压边界，热管壁需要足够的厚度承受高温高压介质的外压
。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种微通道结构的热管换热器，可以连接从反应堆堆芯延伸的多个热管
,
实现能量在热管和介质之间的热传递
。
同时，通过特殊的微通道结构设计，使换热器具有极高的传热效率，对提高热管反应堆电功率水平起到重要作用
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0010]本专利技术为一种微通道结构的高效热管换热器，包括换热芯体，所述换热芯体内轴向加工有多个热管孔，所述热管孔内穿设有热管，所述热管孔周围沿热管孔轴向或径向设置有多个小孔流道，所述小孔流道和热管孔均贯穿换热芯体，相邻的小孔流道之间
、
小孔流道和热管孔之间均设置有承压间隙；所述小孔流道内流通有传热介质，利用传热介质与热管进行换热
。
[0011]可选的，所述换热芯体为通过轴向堆叠的多层板件扩散焊接而成的固态成型结构，所述热管孔为在换热芯体扩散焊接后进行深孔钻加工而成，所述小孔流道为通过对每
块板件打孔后再进行扩散焊接而成
。
[0012]可选的，所述热管为从热管微堆堆芯延伸而出，所述热管孔的位置与热管微堆堆芯中热管的位置相对应，所述热管与热管孔的间隙内填充有导热介质
。
[0013]可选的，所述小孔流道沿热管孔轴向设置，与热管孔相互平行；多个小孔流道沿热管孔周侧均匀分布，传热介质沿小孔流道轴向流通
。
[0014]可选的，所述换热芯体的两侧分别设置有进口管箱和出口管箱，所述进口管箱设置于换热芯体靠近热管尾部的一侧，所述出口管箱设置于换热芯体远离热管尾部的一侧
。
[0015]可选的，多个小孔流道沿热管孔轴向均匀分布于换热芯体内部，所述小孔流道沿热管孔的径向设置，与热管孔相互垂直
。
[0016]可选的，单个小孔流道穿设于多根热管孔之间，呈
S
形设置；所述传热介质沿小孔流道径向流通
。
[0017]可选的，所述换热芯体的中部位置设置有进口管箱和出口管箱，所述进口管箱和出口管箱的方向均垂直于热管孔轴向
。
[0018]可选的，所述进口管箱上设置有进口接管，所述进口接管用于通入传热介质，所述出口管箱上设置有出口接管，所述出口接管用于将传热介质导出；所述进口管箱与进口接管
、
出口管箱与出口接管均通过焊接的方式连接
。
[0019]可选的，所述进口管箱和出口管箱内均设置有多个套管，所述套管为贯穿进口管箱或出口管箱全长度设置，所述套管套设于热管外部
。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021]1、
本专利技术提供了一种微通道结构的高效热管换热器，热管孔中的热管与小孔流道中的传热介质进行传热，小孔流道布置于热管孔附近，包括小孔流道沿热管孔轴向设置和沿热管孔径向设置两种设置方式，相较于传统结构热交换器，该结构传热效率显著提高
。
[0022]2、
本专利技术的热管安装于换热芯体的热管孔中，传热介质通过小孔流道与热管进行换热，同时进口管箱和出口管箱内设置有套管，进口管箱和出口管箱处的热管安装于套管内，通过结构设计使热管在轴向全长度与传热介质无直接接触，因此热管无需承受介质压力
。
热管壁厚的选择不受压力的限制，且无需考虑传热介质对热管的腐蚀作用，因此其使用寿命更长
。
[0023]3、
本专利技术中传热介质通过小孔流道进行流通，不直接横向冲刷热管管束，热管管束不会产生传统结构热交换器的流致振动问题，换热过程更稳定
。
[0024]4、
小孔流道作为传热介质的承压边界，由于其尺度较小，可适用于不同传热介质的高温高压工况
。
[0025]5、
区别于传统热交换器中传热介质与管束横向流动，小孔流道中的传热介质轴向流动，降低了传热介质流动时的压降，压降的减小对提高热电转换系统的热电转化效率至关重要
。
[0026]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点
。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领
域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0028]图1为本专利技术实施例一整体结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例一换热芯体结构示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例一进口管箱结构示意图；
[0031]图4为本专利技术实施例一出口管箱结构示意图；
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微通道结构的高效热管换热器，其特征在于，包括换热芯体，所述换热芯体内轴向加工有多个热管孔，所述热管孔内穿设有热管，所述热管孔周围沿热管孔轴向或径向设置有多个小孔流道，所述小孔流道和热管孔均贯穿换热芯体，相邻的小孔流道之间
、
小孔流道和热管孔之间均设置有承压间隙；所述小孔流道内流通有传热介质，利用传热介质与热管进行换热
。2.
根据权利要求1所述的微通道结构的高效热管换热器，其特征在于，所述换热芯体为通过轴向堆叠的多层板件扩散焊接而成的固态成型结构，所述热管孔为在换热芯体扩散焊接后进行深孔钻加工而成，所述小孔流道为通过对每块板件打孔后再进行扩散焊接而成
。3.
根据权利要求1所述的微通道结构的高效热管换热器，其特征在于，所述热管为从热管微堆堆芯延伸而出，所述热管孔的位置与热管微堆堆芯中热管的位置相对应，所述热管与热管孔的间隙内填充有导热介质
。4.
根据权利要求3所述的微通道结构的高效热管换热器，其特征在于，所述小孔流道沿热管孔轴向设置，与热管孔相互平行；多个小孔流道沿热管孔周侧均匀分布，传热介质沿小孔流道轴向流通
。5.
根据权利要求4所述的微通道结构的高效热管换热器，其特征在于，所述换热芯体的两侧分别设置有进口管箱和出口管箱，所述进口管...

【专利技术属性】
技术研发人员：周全，周响，谭鹏程，李树莹，王煦嘉，杨波，颜岩，汤春桃，王振锋，应秉斌，吴建邦，门启明，宋印玺，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：