[发明专利]一种反应堆用镓热管及换热装置

权利要求书

1.一种反应堆用镓热管，包括管体；所述管体的一端为冷凝段，管体的另一端为蒸发段，在冷凝段与蒸发段之间的绝热段；其特征在于：在所述管体内设置有吸液芯以及填充在管体内、并在管体内循环流动的以镓为基础的工质。

2.根据权利要求1所述的反应堆用镓热管，其特征在于：所述以镓为基础的工质为单质镓，或向单质镓中加入纳米颗粒及其他工质，形成工作温度在30℃~200℃的常温热管；工作温度在200℃~1000℃的中温热管；以及工作温度在1000℃以上的高温热管，

其中常温热管管内的真空度为20 Torr~25Torr；中温热管管内的真空度为10Torr~15Torr；高温热管管内的真空度为5 Torr~8 Torr。

3.根据权利要求2所述的反应堆用镓热管，其特征在于：在30℃~200℃的常温热管，镓工质为在单质镓中添加20%-70%的低沸点工质，其中低沸点工质包括R600a、R600、R-123或水中的一种或以上任意组合形成的混合物；在200℃~1000℃的中温热管，镓工质为在单质镓中添加20%-60%的沸点低于单质镓的其他金属单体或金属单体混合物，其中其他金属单体包括钠、钾、锌或汞。

4.根据权利要求2所述的反应堆用镓热管，其特征在于：所述加入的纳米颗粒为金属颗粒或碳颗粒。

5.根据权利要求1所述的反应堆用镓热管，其特征在于：位于所述蒸发段外表面的疏水表面由位于蒸发段外表面的纳米涂层构成，所述疏水表面的接触角θ150°。

6.根据权利要求5所述的反应堆用镓热管，其特征在于：所述蒸发段为渐缩渐扩的变截面结构，与纳米涂层结合共同使蒸发段形成莲花效应表面；变截面结构的所述蒸发段截面最小处的切线与截面最大处的距离H为2mm~6mm。

7.根据权利要求6所述的镓热管，其特征在于：纳米涂层材料为Si、Zr、Al、Ti或TiO2。

8.根据权利要求1所述的镓热管，其特征在于：所述绝热段和冷凝段为直管；绝热段管道截面面积大于蒸发段和冷凝端的管道截面面积；绝热段采用内管和外管的套管方式，内管和外管之间抽真空。

9.根据权利要求1所述的镓热管，其特征在于：管道内表面采用尖角或圆角凸起；凸起的高度为2mm~4mm；凸起的材料为铜、石墨烯、Haynes230或GH2747。

10.一种换热装置，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的镓热管；镓热管内的镓工质和镓热管外循环介质，两者的流动为进行同方向的顺流或者反方向的逆流或者交叉流；循环方式为强迫循环或自然循环；镓热管采用垂直方式、对称平行或梅花状等方式布置。