本发明专利技术公开了一种超级相变换热器，包括有换热器主腔体，换热器主腔体为结构呈沿轴线回转闭合的中空金属腔体，换热器主腔体的两端分别设有一个中空轴，换热器主腔体的一端或两端的中空轴上固结有传动机构，传动机构与马达连接；中空轴的空腔与换热器主腔体的空腔连通，换热器主腔体的一端的中空轴的末端为传热介质注入口，另一端的中空轴的末端为传热介质的抽吸出口。本发明专利技术同时巧妙的综合利用真空负压强化相变换热、离心力和回转表面等设计，从而有效避免在换热器主腔体内壁形成的沸腾气体膜，让换热器工作在高效的从腔体到传热介质的传热阶段和传热介质高效的相变工作阶段，成为一种超级相变换热器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种换热器，适用于大功率强流粒子束，强激光等具强功率密度的靶或接受器。
技术介绍
强流中性束注入加热是授控核聚变装置的有效加热手段，中性束注入器的粒子束具有兆瓦级的加热功率，其自身功率测量用靶需要高效换热措施。目前公知的测量靶结构为内部有水管冷却的靶板并且靶板接受热负荷的表面要倾斜面对射来的束流或强激光放置。倾斜放置是为了增加接受面积，降低单位面积的热功率，并且有的水冷内部加装扰流元件增加换热能力。存在的不足是，靶面倾斜布置虽然增加了接受热负载的总面积，但是相应的机械尺寸尤其是在沿束流的长度方向尺寸大大增加；另外水冷管道虽增加扰流元件但是仍然主要靠水的温升及热容来带走热量，没有很好的应用水的蒸发相变来带走热量，因此换热能力有限。
技术实现思路
本专利技术在增大接受热负载的总面积基础上不会引起机械尺寸尤其是在沿束流的长度方向尺寸增加，并且充分利用相变换热，得到高效的换热能力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种超级相变换热器，包括有换热器主腔体，其特征在于所述的换热器主腔体为结构呈沿轴线回转闭合的中空金属腔体，换热器主腔体的两端分别设有一个中空轴，换热器主腔体的一端或两端的中空轴上固结有传动机构，所述的传动机构与马达连接；中空轴的空腔与换热器主腔体的空腔连通，换热器主腔体的一端的中空轴的末端为传热介质注入口，另一端的中空轴的末端为传热介质的抽吸出口，马达通过传动机构带动换热器主腔体旋转，启动连接抽吸出口的真空泵，真空泵的抽吸在换热器主腔体内制造一负压氛围，通过另一端的中空轴的末端的传热介质注入口注入传热介质，传热介质在换热器主腔体内被换热器主腔体内壁和内壁上固结的多个侧筋带动做旋转运动，传热介质在离心力的作用下紧紧贴附在换热器主腔体内壁上。让换热器工作在高效的从腔体到传热介质的传热阶段和传热介质高效的相变工作阶段。所述的中空轴松套在基础支撑上。工作时启动马达，马达通过传动机构带动换热器主腔体旋转，启动连接抽吸出口的真空泵，真空泵的抽吸在换热器主腔体内制造一负压氛围，通过另一端的中空轴的末端 的传热介质注入口注入传热介质，传热介质在换热器主腔体内被换热器主腔体内壁和侧筋带动做旋转运动，传热介质在离心力的作用下紧紧贴附在换热器主腔体内壁上。当热功率照射在换热器主腔体外侧一定面积区域时，则因为换热器主腔体旋转的原因，换热器主腔体外侧的受热面在动态的旋转更换，即实际接受热负载区域为一沿周长展开的区域，这样区别与传统倾斜面靶板设计在没有增加沿束流的长度方向尺寸的情况下增加了总的热负载接受面积，降低了单位面积的热功率。因为真空抽吸负压的作用在低于传热介质常压沸点的情况下，传热介质大量沸腾相变带走热量，同时产生的气泡在传热介质离心力的作用下，气泡向换热器回转中心运动并通过抽吸出口被真空泵抽走。在换热器一定旋转速度下，可以达到传热介质向换热器主腔体内侧数个G (重力加速度)的加速度，从而有效避免在换热器主腔体内壁形成的沸腾气体膜，让换热器工作在高效的从腔体到传热介质的传热阶段和传热介质高效的相变工作阶段，成为一种超级相变换热器。本专利技术的有益效果在于 本专利技术同时巧妙的综合利用真空负压强化相变换热、离心力和回转表面等设计，从而有效避免在换热器主腔体内壁形成的沸腾气体膜，让换热器工作在高效的从腔体到传热介质的传热阶段和传热介质高效的相变工作阶段，成为一种超级相变换热器。附图说明 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图I是本专利技术的结构原理图的剖面构造图。图2是图I中的A-A剖视图。图中I.抽吸出口，2.中空轴，3.换热器主腔体，4.侧筋，5.传动机构，6.马达，7.传热介质注入口，8.传热介质。具体实施例方式如图1、2所示，一种超级相变换热器，包括有主体为圆桶型的中空无氧铜腔体作为换热器主腔体3，在换热器主腔体3两端各有一个中空轴2，中空轴2松套在基础支撑上，在一端的中空轴2上固结有一对齿轮组作的传动机构5，并且通过传动机构5跟电动机做的马达6连接，中空轴2的空腔与换热器主腔体3的空腔连通，一端为传热介质注入口 7，用去离子水作为传热介质8，另一端连接大抽速水环真空泵作为传热介质8被抽吸出口 1，换热器主腔体3内壁固结有侧筋4。工作时启动马达6，马达6通过传动机构5带动换热器主腔体3旋转，启动连接抽吸出口 I的大抽速水环真空泵，真空泵的抽吸作用在换热器主腔体3内制造一负压氛围，通过另一端的中空轴的末端的传热介质注入口注入传热介质8，传热介质8在换热器主腔体3内被换热器主腔体内壁和侧筋4带动做旋转运动，传热介质8在离心力的作用下紧紧贴附在换热器主腔体3的内壁。当大功率强流粒子束或强激光等热功率照射在换热器主腔体3外侧一定面积区域时，则因为换热器主腔体3旋转的原因，换热器主腔体3外侧的受热面在动态的旋转更换，即实际接受热负载区域为一沿周长展开的区域，这样区别于传统倾斜面靶板设计，在没有增加沿束流的长度方向尺寸的情况下增加了总的热负载接受面积，降低了单位面积的热功率。因为真空抽吸负压的作用在低于传热介质8常压沸点的情况下，传热介质8大量沸腾相变带走热量，同时产生的气泡在传热介质8离心力的作用下，气泡向换热器回转中心运动并通过抽吸出口 I被真空泵抽走。在换热器一定旋转速度下，可以达到传热介质8向换热器主腔体3内侧数个G (重力加速度)的加速度，从而有效避免在换热器主腔体3内壁形成的沸腾气体膜，让换热器工作在高效的从腔体到传热介质的传热阶段和传热介质高效的相变工作阶段。成为一种超级相变换热 器。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超级相变换热器，包括有换热器主腔体，其特征在于所述的换热器主腔体为结构呈沿轴线回转闭合的中空金属腔体，换热器主腔体的两端分别设有一个中空轴，换热器主腔体的一端或两端的中空轴上固结有传动机构，所述的传动机构与马达连接；中空轴的空腔与换热器主腔体的空腔连通，换热器主腔体的一端的中空轴的末端为传热介质注入口，另一端的中空轴的末端为传热介质的抽吸出口，马达通过传动机构带动换热器主腔体旋转，启动连接抽吸出口的真空泵，真空泵的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，胡纯栋，谢亚红，
申请(专利权)人：中国科学院等离子体物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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