非均匀加热工况高温平板热管的稳态性能研究

TL331; 高温平板热管(热板)与板式燃料元件紧密贴合构成的堆芯具有结构紧凑、接触热阻小、可在多种工况下稳定运行的特征.为研究热板用于堆芯冷却的可行性,基于COMSOL 软件建立了热板三维热-流-固耦合分析模型,与文献实验参考值比对,相对偏差在 5%之内,证明了该模型方法的可行性和正确性;基于模型分析了一种干道式复合吸液芯结构的合理性,以及非均匀加热对平板热管稳态传热和力学性能的影响.研究表明,复合吸液芯通过改变液体回流路径,有效降低了流动阻力,使热板轴向高热流密度稳定传热;非均匀加热条件下,平板热管仍能保持良好的传热性能和均温性;非均匀加热会增大热板壳体的热应力,但不会超过材料的应力限值;...

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Published in原子能科学技术 Vol. 57; no. 8; pp. 1534 - 1543
Main Authors 于莲韵, 杨夷
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国原子能科学研究院 反应堆工程技术研究所,北京 102413 20.08.2023
Subjects
平板热管
non-uniform heating
flat heat pipe
artery
非均匀加热
热流固耦合
干道
COMSOL
thermal-fluid-solid coupling
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ISSN1000-6931
DOI10.7538/yzk.2022.youxian.0789

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Summary:TL331; 高温平板热管(热板)与板式燃料元件紧密贴合构成的堆芯具有结构紧凑、接触热阻小、可在多种工况下稳定运行的特征.为研究热板用于堆芯冷却的可行性,基于COMSOL 软件建立了热板三维热-流-固耦合分析模型,与文献实验参考值比对,相对偏差在 5%之内,证明了该模型方法的可行性和正确性;基于模型分析了一种干道式复合吸液芯结构的合理性,以及非均匀加热对平板热管稳态传热和力学性能的影响.研究表明,复合吸液芯通过改变液体回流路径,有效降低了流动阻力,使热板轴向高热流密度稳定传热;非均匀加热条件下,平板热管仍能保持良好的传热性能和均温性;非均匀加热会增大热板壳体的热应力,但不会超过材料的应力限值;平板热管满足堆芯冷却的基本需求.
ISSN:1000-6931
DOI:10.7538/yzk.2022.youxian.0789