[发明专利]一种采用超导热管的微堆

权利要求书

1.一种采用超导热管的微堆，包括微堆本体和冷却回路（10），所述微堆本体包括壳体（1）和设置在壳体（1）内的燃料元件（2），所述燃料元件（2）产生的热量传递给所述冷却回路（10），其特征在于：在微堆本体和冷却回路（10）之间设置有超导热管（3），所述超导热管（3）的热端（6）置于燃料元件（2）中，冷端（7）置于冷却回路（10）的换热器（9）中，超导热管（3）内部充填有工作介质（5），微堆运行过程中，通过所述工作介质（5）的非能动相变传热将燃料元件（2）产生的热量从热端（6）传递给与冷端（7）相连的冷却回路（10）。

2.根据权利要求1所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述工作介质（5）由多种无机活性金属及其化合物混合而成，包括钙、镁、锌、铅、镓、硼酸、过氧化钠、氢氧化铝，工作介质（5）中还添加有纳米颗粒（4）。

3.根据权利要求2所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述超导热管（3）由不锈钢、锆、钛或其复合金属，并加入ABO3系列、AM2O7系列、AM2O8系列或A2P2MO12系列负膨胀材料制作而成，超导热管（3）具有零膨胀的特性。

4.根据权利要求3所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述超导热管（3）的外表面添加有金属颗粒（8），所述金属颗粒（8）为锌、镁单质或其合金。

5.根据权利要求4所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：还设置有硼酸控制系统，包括装有高浓硼酸溶液的含硼容器（17）以及4摄氏度水控制单元，所述4摄氏度水控制单元包括膨胀阀（15）和装有4摄氏度水的水箱（16），所述水箱（16）的一端与冷却回路（10）相连接，另一端与所述膨胀阀（15）相连接，膨胀阀（15）还分别连通所述壳体（1）和含硼容器（17），当冷却回路中（10）流体温度发生波动时，水箱（16）中的4摄氏度水发生膨胀，使膨胀阀（15）打开，连通含硼容器（17）和壳体（1），高浓硼酸溶液进入微堆本体内。

6.根据权利要求5所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：还设置有手动阀（13）和电控阀（14），所述手动阀（13）、电控阀（14）和4摄氏度水控制单元相互并联。

7.根据权利要求1所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述燃料元件（2）为中空结构，其俯视形状为圆形、矩形、菱形或六边形，燃料元件（2）的中心为导热槽（18），所述超导热管（3）的热端（6）置于所述导热槽（18）中。

8.根据权利要求1所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述燃料元件（2）为装填有若干燃料小球（19）的圆柱管，燃料元件（2）中心为导热槽（18），所述燃料小球（19）的外层使用碳化硅、锆合金或钨包覆，所述超导热管（3）的热端（6）置于所述导热槽（18）中。

9.根据权利要求1所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述超导热管（3）的俯视形状为圆形、矩形或梅花形。

10.根据权利要求1所述一种采用超导热管的微堆，其特征在于：所述冷却回路（10）上并联有旁通泵（12），开启所述旁通泵（12）时，冷却回路（10）由非能动循环转换为强制循环。