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一种采用电磁 泵辅助驱动的碱金属热管及其 传热方法

阅读：487发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其传热方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于核反应堆工程传热技术领域，具体涉及一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其传热方法，包括：电源、电磁泵和热管202，所述电磁泵环套在热管202的外表面，电源连接电磁泵；所述热管202还包括：热管包壳4、热管吸液芯5、热管中心气腔6和保温层7；所述热管包壳4内部为热管中心气腔6；热管中心气腔6外壁设置有热管吸液芯5；热管包壳4的外部中部设置有保温层7；所述电磁泵还包括：电磁泵沟槽、初级铁芯201、内层铁芯203和绕组204；所述电磁泵沟槽的外壁设置有初级铁芯201和绕组204；所述电磁泵沟槽的内部中心固定有内层铁芯203。，下面是一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其传热方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于，包括：电源、电磁泵和热管(202)，所述电磁泵环套在热管(202)的外表面，电源连接电磁泵；所述热管(202)还包括：热管包壳(4)、热管吸液芯(5)、热管中心气腔(6)和保温层(7)；所述热管包壳(4)内部为热管中心气腔(6)；热管中心气腔(6)外壁设置有热管吸液芯(5)；热管包壳(4)的外部中部设置有保温层(7)；所述电磁泵还包括：电磁泵沟槽、初级铁芯(201)、内层铁芯(203)和绕组(204)；所述电磁泵沟槽的外壁设置有初级铁芯(201)和绕组(204)；所述电磁泵沟槽的内部中心固定有内层铁芯(203)。
2.如权利要求1所述的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于：所述热管(202)的两端分别为热管蒸发段(1)和热管冷凝段(3)；所述热管(202)的中端为热管绝热段(2)。
3.如权利要求2所述的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于：所述电磁泵整体为中空圆柱形结构的高频电磁泵，所述电磁泵沟槽为圆柱形结构，电磁泵沟槽内壁与内层铁芯(203)外壁的间隙距离与热管(202)外径尺寸相匹配。
4.如权利要求3所述的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于：所述热管绝热段(2)或热管冷凝段(3)上环套有电磁泵进行辅助驱动。
5.如权利要求4所述的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于：所述电磁泵沟槽内可布置单根或多根热管(202)，所述多根热管(202)在电磁泵沟槽内呈环形布置。
6.如权利要求5所述的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于：所述绕组(204)内通入三相交变电流，绕组(204)接线方式为三相四线制Y型接法。
7.如权利要求6所述的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，其特征在于：所述热管(202)为碱金属热管，热管(202)材质包括：钠、钾、锂、钠钾合金。
8.一种如权利要求1至7中任一所述的采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管的传热方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将电磁泵泵沟槽内放置热管(202)，所述电磁泵可以加载在热管绝热段，也可以加载在热管冷凝段；
步骤二：打开电源，驱动电磁泵对热管内的金属液体回流进行驱动；
步骤三：电磁泵采用高频，利用电磁场的趋肤效应，使得电磁场有一定趋肤深度，作用于热管壁附近的金属液体，减弱对热管中心金属气体流动的影响；电磁泵的泵沟槽内可以布置单根或多根热管进行液体辅助回流。

说明书全文

一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其 传热方法

技术领域

[0001] 本发明属于核反应堆工程传热技术领域，具体涉及一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其传热方法。

背景技术

[0002] 热管是一种具有高导热性能的传热元件，不需外界驱动力的封闭式传热装置。它依靠内部吸液芯提供的毛细抽吸力维持工质的连续循环,把热量不断从热端带到冷端，具有极高的导热性、良好的等温性、可控制温度等一系列优点。针对毛细力驱动的水平碱金属热管或者反重力碱金属热管，强化毛细力的方式主要是提高热管的吸液芯目数，但提高吸液芯目数来强化回流驱动力的方式在现有技术中存在工艺限制，成本很高。

[0003] 电磁泵是一种电磁驱动技术，由于液态金属有良好的导电性，当通电的金属液体穿过磁场时产生电磁力，推动液态金属定向传输。电磁泵可实现液体金属完全封闭情况下流速与流量的可控性传输，这种驱动方式结构简单，没有机械运动，可长期稳定运行，避免金属氧化与设备维护。

[0004] 因此，可设计一种将电磁泵用于碱金属热管的热管结构，以回流驱动碱金属热管内液态金属，使得反应堆能够增强热管的内部循环能力，提高传热能力。

发明内容

[0005] 本发明专利的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其传热方法，用于解决现有技术中反重力的或毛细力驱动不足的热管结构设计缺陷。

[0006] 本发明的技术方案：

[0007] 一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，包括：电源、电磁泵和热管202，所述电磁泵环套在热管202的外表面，电源连接电磁泵；所述热管202还包括：热管包壳4、热管吸液芯5、热管中心气腔6和保温层7；所述热管包壳4内部为热管中心气腔6；热管中心气腔6外壁设置有热管吸液芯5；热管包壳4的外部中部设置有保温层7；所述电磁泵还包括：电磁泵沟槽、初级铁芯201、内层铁芯203和绕组204；所述电磁泵沟槽的外壁设置有初级铁芯201和绕组
204；所述电磁泵沟槽的内部中心固定有内层铁芯203。

[0008] 所述热管202的两端分别为热管蒸发段1和热管冷凝段3；所述热管202的中端为热管绝热段2。

[0009] 所述电磁泵整体为中空圆柱形结构的高频电磁泵，所述电磁泵沟槽为圆柱形结构，电磁泵沟槽内壁与内层铁芯203外壁的间隙距离与热管202外径尺寸相匹配。

[0010] 所述热管绝热段2或热管冷凝段3上环套有电磁泵进行辅助驱动.

[0011] 所述电磁泵沟槽内可布置单根或多根热管202，所述多根热管202在电磁泵沟槽内呈环形布置。

[0012] 所述绕组204内通入三相交变电流，绕组204接线方式为三相四线制Y型接法。

[0013] 所述热管202为碱金属热管，热管202材质包括：钠、钾、锂、钠钾合金。

[0014] 一种如上所述的采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管的传热方法，包括如下步骤：

[0015] 步骤一：将电磁泵泵沟槽内放置热管202，所述电磁泵可以加载在热管绝热段，也可以加载在热管冷凝段；

[0016] 步骤二：打开电源，驱动电磁泵对热管内的金属液体回流进行驱动；

[0017] 步骤三：电磁泵采用高频，利用电磁场的趋肤效应，使得电磁场有一定趋肤深度，作用于热管壁附近的金属液体，减弱对热管中心金属气体流动的影响；电磁泵的泵沟槽内可以布置单根或多根热管进行液体辅助回流。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 本发明设计的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管及其传热方法，电磁泵为圆柱型高频电磁泵，在电磁泵泵沟放置热管，对热管内的金属液体回流进行驱动，采用高频电磁泵是利用电磁场的趋肤效应，使得电磁场有一定趋肤深度，主要作用于热管壁附近的金属液体，减弱对热管中心金属气体流动的影响。初级绕组通入三相交变电流，接线方式为三相四线制Y型接法。进一步地，电磁泵可以加载在热管绝热段，也可以加载在热管冷凝段。电磁泵的泵沟槽内可以布置单根、多根热管，进行液体辅助回流。本发明所述热管为碱金属热管，工质可以为钠，钾，锂，钠钾合金等。

[0020] 本发明设计的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，通过使用电磁泵来强化碱金属热管内金属回流能力这一技术特征，使得反应堆能够增强热管的内部循环能力，提高传热能力。附图说明

[0021] 图1为本发明设计的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管的工作原理；

[0022] 图2为本发明设计的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管进行单根热管的工作原理图

[0023] 图3为本发明设计的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管进行多根热管的工作原理图；

[0024] 图4为本发明设计的一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管内设置多根热管的俯视图

[0025] 图中：1—热管蒸发段，2—热管绝热段，3—热管冷凝段，4—热管包壳，5——热管吸液芯，6—热管中心气腔，7—保温层，201—初级铁芯，202—热管，203—内层铁芯，204—绕组。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图与实施例对本发明进行进一步的介绍：

[0027] 一种采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管，包括：电源、电磁泵和热管202，所述电磁泵环套在热管202的外表面，电源连接电磁泵；所述热管202还包括：热管包壳4、热管吸液芯5、热管中心气腔6和保温层7；所述热管包壳4内部为热管中心气腔6；热管中心气腔6外壁设置有热管吸液芯5；热管包壳4的外部中部设置有保温层7；所述电磁泵还包括：电磁泵沟槽、初级铁芯201、内层铁芯203和绕组204；所述电磁泵沟槽的外壁设置有初级铁芯201和绕组
204；所述电磁泵沟槽的内部中心固定有内层铁芯203。

[0028] 所述热管202的两端分别为热管蒸发段1和热管冷凝段3；所述热管202的中端为热管绝热段2。

[0029] 所述电磁泵整体为中空圆柱形结构的高频电磁泵，所述电磁泵沟槽为圆柱形结构，电磁泵沟槽内壁与内层铁芯203外壁的间隙距离与热管202外径尺寸相匹配。

[0030] 所述热管绝热段2或热管冷凝段3上环套有电磁泵进行辅助驱动.

[0031] 所述电磁泵沟槽内可布置单根或多根热管202，所述多根热管202在电磁泵沟槽内呈环形布置。

[0032] 所述绕组204内通入三相交变电流，绕组204接线方式为三相四线制Y型接法。

[0033] 所述热管202为碱金属热管，热管202材质包括：钠、钾、锂、钠钾合金。

[0034] 一种如上所述的采用电磁泵辅助驱动的碱金属热管的传热方法，包括如下步骤：

[0035] 步骤一：将电磁泵泵沟槽内放置热管202，所述电磁泵可以加载在热管绝热段，也可以加载在热管冷凝段；

[0036] 步骤二：打开电源，驱动电磁泵对热管内的金属液体回流进行驱动；

[0037] 步骤三：电磁泵采用高频，利用电磁场的趋肤效应，使得电磁场有一定趋肤深度，作用于热管壁附近的金属液体，减弱对热管中心金属气体流动的影响；电磁泵的泵沟槽内可以布置单根或多根热管进行液体辅助回流。

[0038] 本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

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