CN115752045A - 用于辐射器的集流管道、加工方法及辐射器 - Google Patents
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Abstract
本申请的实施例提供了一种用于辐射器的集流管道。集流管道包括：冷却管道，用于为待冷却流体提供流动通道；多个热管接口，沿冷却管道的延伸方向均匀设置于冷却管道上，热管接口用于将辐射器中的热管插入冷却管道内。简化了集流管道的结构，便于热管的插接，以通过热管对热管接口处的待冷却流体进行换热，以满足对冷却管道内部的待冷却流体散热的需要。此外，本申请的实施例还提供了一种用于辐射器的集流管道的加工方法以及辐射器。
Description
技术领域
本申请的实施例涉及空间换热技术领域，具体涉及一种用于辐射器的集流管道、加工方法及辐射器。
背景技术
在换热领域通常使用回路式辐射器对热源进行散热，但由于回路式辐射器的散热管道数量多、总长度长，导致了管道系统流动阻力大、流体驱动机构规模与重量大、抗单点失效能力差，不适用于高温、真空及可靠性要求高的工程与试验环境。
为了克服上述技术问题，现有技术采用热管式辐射器对高温、真空及可靠性要求高的工程与试验环境中的热源进行散热。在热管式辐射器中，集流管道是承插热管的重要部件，现有的用于辐射器的集流管道通常存在结构复杂、流阻大、加工难度大的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本申请以提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于辐射器的集流管道、集流管道的加工方法及辐射器。
根据本申请实施例的第一个方面，提供一种用于辐射器的集流管道，其包括：冷却管道，用于为待冷却流体提供流动通道；多个热管接口，沿所述冷却管道的延伸方向均匀设置于所述冷却管道上，所述热管接口用于将所述辐射器中的热管插入所述冷却管道内。
本申请实施例提供的用于辐射器的集流管道，通过在冷却管道的延伸方向均匀设置多个热管接口，简化了集流管道的结构，便于热管的插接，以通过热管对热管接口处的待冷却流体进行换热，以满足对冷却管道内待冷却流体冷却的需要。
根据本申请实施例的第二个方面，提供一种用于辐射器的集流管道的加工方法，所述加工方法应用于本申请实施例的第一方面所述的用于辐射器的集流管道。所述加工方法包括：对初始管道进行固熔热处理；对处理后的初始管道的内外表面进行清洗；对清洗后的初始管道进行成型加工，得到冷却管道；在沿所述冷却管道的延伸方向的多个位置上进行拉孔成型，以在所述冷却管道上制造多个热管接口，得到所述集流管道；对所述集流管道的内外表面进行清洗。
根据本申请实施例的第三个方面，提供一种辐射器，包括：本申请实施例的第一方面所述的用于辐射器的集流管道；多个热管，所述热管包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段通过所述热管接口插入至所述集流管道内，所述蒸发段用于与所述冷却管道内的待冷却流体进行换热并将所述待冷却流体的热量传递至所述冷凝段；多个散热部，各所述热管连接在相邻两个所述散热部之间，所述散热部用于对所述热管进行散热。
本申请实施例提供的辐射器，包括上述实施例中的用于辐射器的集流管道，通过多个热管与该集流管道的插接，使得多个热管对集流管道中的待冷却流体进行冷却，从而对外部热源进行散热。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例提供的辐射器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的冷却管道单侧设置有热管接口的直线形的集流管道的结构示意图；
图3为图2中集流管道的截面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的冷却管道的相对的两侧分别设置有热管接口的集流管道的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的多个热管通过第一热管接口与直线形的集流管道安装的示意图；
图6为本发明实施例提供的多个热管分别通过第一热管接口以及第二热管接口与直线型的集流管道安装的示意图；
图7为本发明实施例提供的插接有热管的集流管道的截面结构示意图；
图8为本发明实施例提供的环形的集流管道的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的环形的集流管道的另一视角的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的多个热管与环形的集流管道的安装示意图；
图11为本发明实施例提供的辐射器为热电转换系统散热的原理示意图；
图12为本发明实施例提供的热管的结构示意图。
需要说明的是，附图不一定按比例绘制，其仅以不影响本领域技术人员理解的示意性方式示出。
附图标记说明：
10-辐射器；
100-集流管道；
101-冷却管道；1011-第一侧；1012-第二侧；1013-进口端；1014-出口端；
102-热管接口；1021-连接部；1022-定位部；
103-热管；1031-蒸发段；1032-绝热段；1033-冷凝段；1034-气流管道；1035-流体管道；1036-壳体；1037-换热介质；
104-第一热管接口；
105-第二热管接口；
106-进口接管；
107-出口接管
108-散热部；
109-循环管路；
110-流体驱动器；
20-核反应堆；
30-热电转换系统；
40-航天器负载；
50屏蔽装置；
60-控制器。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。
图1为本发明一个实施例的辐射器的结构示意图。图2和图3为本发明一个实施例的冷却管道单侧设置有热管接口的直线形的集流管道的结构示意图。
根据本发明的示例性实施例，请参照图1至图3，提供了一种用于辐射器的集流管道。集流管道包括冷却管道101以及多个热管接口102。冷却管道101用于为待冷却流体提供流动通道。多个热管接口102沿冷却管道101的延伸方向均匀设置于冷却管道101上，热管接口102用于将辐射器中的热管103插入冷却管道101内。
在本实施例中，通过在冷却管道101的延伸方向均匀设置多个热管接口102，简化了集流管道的结构，便于热管103的插接，以通过热管103对热管接口102处的待冷却流体进行散热，以满足对冷却管道101内的待冷却流体的冷却需要。并且，通过在冷却管道101上均匀设置多个热管接口102，使得集流管道结构紧凑、流阻小、换热效率高，提高了冷却管道101抗单点失效能力。
图4为本发明一个实施例的冷却管道的相对的两侧分别设置有热管接口的集流管道的结构示意图。图5为本发明一个实施例的多个热管通过第一热管接口与直线型的集流管道安装的示意图。图6为本发明一个实施例的多个热管分别通过第一热管接口以及第二热管接口与直线型的集流管道安装的示意图。图7为本发明一个实施例的承插有热管的集流管道的截面结构示意图。
在一些示例性实施例中，参照图2至图7，热管接口102包括连接部1021，连接部1021凸出于冷却管道101的外表面，用于与热管103连接。
参照图6和图7，连接部1021沿连接部1021轴向方向的最高位置距冷却管道101外表面最高点的距离大于等于1.5mm，以利于热管接口102与热管103之间的配合与焊接。
参照图6和图7，在一些实施例中，热管103滑动插入热管接口102内，热管接口102的内径与热管103的外径之间为过渡配合，连接部1021的壁厚可以设置为0.5-2mm，以利于与不同厚度的热管103焊接密封并保持结构强度。
在一些示例性实施例中，参照图6和图7，热管接口102还包括定位部1022。定位部1022凸出于冷却管道101的内表面，用于限定热管103在冷却管道101内的位置。可选的，热管接口102的内表面在其轴向方向上的长度不小于5mm。
通过上述设置方式，有利于热管103在热管接口102内部径向的限位以及热管103倾角的限定。并且，当本发明实施例中的集流管道应用于太空环境下空间电源中高温冷却剂的散热时，通过上述设置方式，有利于热管103相对于集流管道的外伸结构在火箭发射阶段多维振动下对热管接口102焊缝的拉应力与压应力的减小，提高焊缝的可靠性。
在一些示例性实施例中，参照图2至图4，热管接口102包括多个第一热管接口104，多个第一热管接口104设置于冷却管道101的第一侧1011。在本实施例中，根据实际应用需要，在冷却管道101的单侧设置多个第一热管接口104，从而可以在冷却管道101单侧插接热管103。上述设置方式所形成的集流管道，适用于辐射器在太空或地面试验中，热管103设置在集流管道上方的使用场景。
在一些示例性实施例中，参照图2-图4，热管接口102还包括多个第二热管接口105，多个第二热管接口105设置于冷却管道101相对于第一侧1011的第二侧1012，且第一热管接口104与第二热管接口105沿冷却管道101的延伸方向交错布置。
在本实施例中，根据实际应用需要，在冷却管道101的双侧设置多个热管接口102，位于第一侧1011的热管接口102为第一热管接口104，位于第二侧1012的热管接口102为第二热管接口105，从而可以在冷却管道101双侧交错地插接热管103。采用上述设置方式的集流管道，适用于辐射器在太空或地面试验中，卧式放置的使用场景。
在一些示例性实施例中，参照图2至图7，冷却管道101可以为直线形。需要说明的是，在本实施例中，直线形的冷却管道101可以为在水平方向上延伸的柱状管道。
在一些实施例中，冷却管道101的横截面为平椭圆形。参见图7，冷却管道101的第一侧1011和第二侧1012均为圆弧面，其余两侧面为平面。本实施例中将热管接口102设置在冷却管道101的圆弧面上，可以提高集流管道的结构强度。
在一些示例性实施例中，参照图2至图6，集流管道还包括进口接管106以及出口接管107。进口接管106设置在直线形的冷却管道101的进口端1013，出口接管107设置在直线形的冷却管道101的出口端1014。其中，冷却管道101分别与进口接管106以及出口接管107连通，使待冷却流体从进口接管106流入冷却管道101，并经出口接管107流出。
图8为本发明一个实施例的环形的集流管道的结构示意图。图9为本发明一个实施例的环形的集流管道的另一视角的结构示意图。图10为本发明一个实施例的多个热管与环形的集流管道的安装示意图。
在一些示例性实施例中，参照图8至图10，冷却管道101可以为环形，热管接口102设置于环形的冷却管道101沿轴向方向上的一侧或者两侧。可以根据实际应用需要，选择在冷却管道101单侧或者双侧设置热管接口102，从而在冷却管道101单侧或者双侧插接热管103。
在一些示例性实施例中，参照图8-图9，在冷却管道101为环形时，集流管道还可以包括多个进口接管106以及多个出口接管107，多个进口接管106以及多个出口接管107设置于冷却管道101上。需要说明的是，设置在冷却管道101上的多个进口接管106以及多个出口接管107的数量可以相等。可选的，进口接管106与出口接管107的长度均大于等于10mm。具体的长度可以根据待冷却流体的主管道布置和焊接工艺来确定。
在一些示例性实施例中，多个进口接管106与多个出口接管107可以设置于冷却管道101的径向外侧或者径向内侧。在本实施例中，可以根据实际工程需求，选择进口接管106和出口接管107的设置位置为径向内侧或者径向外侧。参照图9，本实施例中，多个进口接管106与多个出口接管107均设置于冷却管道101的径向内侧。
在一些示例性实施例中，参照图9，进口接管106设置两个出口接管107之间，且出口接管107设置两个进口接管106之间。即，将进口接管106和出口接管107交错设置在冷却管道101上。此外，在一些实施例中，也可以在环形的冷却管道101上设置一个进口接管106和一个出口接管107。
本实施例可以根据实际工程需要，选择设置一进一出或者多进多出。例如，可以根据集流管道的结构形式、尺寸以及待冷却流体的流量分配方案，来选择进口接管106和出口接管107的数量。
在本实施例中，冷却管道101的壁厚可以设置为2mm。
需要说明的是，当辐射器应用于为空间电源中的高温冷却剂散热时，为同时满足待冷却流体(即高温的冷却剂)工作温度与压力下结构稳定以及火箭发射多维振动条件，冷却管道101需要设定满足结构力学强度要求的最小壁厚。在此基础上，由于集流管道应用于航天器后，受限于航天器整体重量的限制，在集流管道允许的自身最大重量负荷下以及成型工艺可实现的情况下，冷却管道101的壁厚可增加至最大，以抵抗太空环境不可预见的空间微尘与碎片的撞击，使得单点失效概率降到最低。
示例地，待冷却流体在400℃工作温度与0.15MPa工作压力下，冷却管道101维持结构稳定的最小壁厚为0.7mm。在火箭发射阶段多维振动下，冷却管道101满足结构力学强度最小壁厚为1.4mm。根据集流管道应用于航天器后，集流管道允许的自身最大重量负荷，根据全系统重量分配，冷却管道101的壁厚可增加至2mm，以增强抗单点失效能力。
参照图7，冷却管道101沿高度方向的最大高度D2随集流管道以及集流管道内部的待冷却流体的质量之和允许的最大值的减小而减小。
需要说明的是，辐射器应用于航天器中，辐射器自身的重量负荷受限于航天器整体的重量负荷，进而，冷却管道101沿高度方向的最大高度D2由辐射器自身允许的最大重量负荷决定。因此，冷却管道101沿高度方向的最大高度D2受限于集流管道以及集流管道内部的待冷却流体的质量之和。冷却管道101沿高度方向的最大高度D2越大，热管103与冷却管道101内待冷却流体换热面积越大、管道流通阻力越小、越有利于热管103的启动与等温运行，但同时会导致集流管道以及集流管道内部的待冷却流体的质量之和增加，不利于辐射器自身允许的最大重量负荷的控制。
由此，冷却管道101沿高度方向的最大高度D2随集流管道以及集流管道内部的待冷却流体的质量之和的减小而减小，使得辐射器应用于航天器中，能够满足辐射器自身允许的最大重量负荷的要求。其中，在满足航天器对辐射器的最大允许重量、辐射器对集流管道以及集流管道中的待冷却流体允许的最大重量之和的前提下，冷却管道101沿高度方向的最大高度D2可以取最大高度D2范围内的上限值。
在本实施例中，集流管道的材质可以选择与待冷却流体相容性较好的金属材料，从而能够对不同的待冷却流体进行冷却散热。
在一些实施例中，冷却管道101的材质可以选用304系列或者316系列奥氏体不锈钢，其适用于冷却管道101内的待冷却流体的工质为碱金属且待冷却流体的最高温度不高于650℃的工况。需要说明的是，本实施例中的碱金属指的是钠、钾、钠钾合金等金属材质。
在一些实施例中，冷却管道101的材质可以选用Inconel合金或者Haynes合金，其适用于冷却管道101内的待冷却流体的工质为碱金属且待冷却流体的最高温度高于650℃的工况。
在一些实施例中，冷却管道101的材质可以选用铌锆合金或者钼铼合金，其适用于冷却管道101内的待冷却流体的工质为锂及锂合金的工况。
在一些实施例中，冷却管道101的材质可以选用碳钢或者铝合金或者钛合金，其适用于冷却管道101内的待冷却流体的工质为水的工况。
在一些实施例中，冷却管道101的材质可以选用不锈钢、铝合金或钛合金，其适用于冷却管道101内的待冷却流体的工质为硅油的工况。
在一些实施例中，冷却管道101的材质可以选用不锈钢或者耐高温合金钢，其适用于冷却管道101内的待冷却流体的工质为高温气体的工况。
通过上述设置方式，本实施例的用于辐射器的集流管道具有结构紧凑、流阻小、换热效率高、工艺可实现性高、可靠性高，可实现高温流体流通、单侧或双侧可承插热管103、高温流体可与热管103对流换热的特点。
根据本发明的示例性实施例，提供了一种应用于上文任一实施例中所描述的用于辐射器的集流管道的加工方法。该加工方法包括以下步骤：
对初始管道进行固熔热处理；
对处理后的初始管道的内外表面进行清洗；
对清洗后的初始管道进行成型加工，得到冷却管道101；
在沿冷却管道101的延伸方向的多个位置上进行拉孔成型，以在冷却管道101上制造多个热管接口102，得到集流管道；
对集流管道的内外表面进行清洗。
在一些示例性实施例中，在加工制造直线形集流管道时，对清洗后的初始管道进行成型加工，包括：对初始管道进行截面成型加工，获得截面为平椭圆形的直线形的冷却管道101。在一些示例性实施例中，加工方法还包括：在冷却管道101的进口端1013和出口端1014进行拉孔成型加工，得到进口接管106和出口接管107。
在一些示例性实施例中，在加工制造环形集流管道时，对清洗后的初始管道进行成型加工，包括：对初始管道进行截面成型加工，获得截面为平椭圆形的管道；对多个管道进行异形靠模弯管成型处理，得到多个弧形管；对弧形管进行热处理，以去除弯曲应力；对去除弯曲应力后的多个弧形管进行焊接，得到环形的冷却管道101。
具体地，在对多个弧形管焊接形成封闭的圆环时，弧形管对接部位打坡口并进行填丝氩弧焊，焊缝全焊透。
在一些示例性实施例中，在加工制造环形集流管道时，该加工方法还包括：在冷却管道101的径向内侧或者径向外侧进行拉孔成型加工，得到进口接管106和出口接管107。具体地，可以采用与热管接口102相同的拉孔方法使进口接管106和出口接管107与冷却管道101一体成型。
或者，可以在冷却管道101的径向内侧或者径向外侧开设多个开口，将进口接管106和出口接管107焊接于开口处。具体地，进口接管106、出口接管107与冷却管道101内表面交界处为应力集中点，此处的角焊缝可以填焊丝全周加厚焊接。
在一些示例性实施例中，该加工方法还包括对焊缝进行X光无损检测以及氦质谱泄漏检测。对加工过程中的所有焊缝进行无损检测，确保焊缝的质量以及焊接位置的密封性。
在一些示例性实施例中，在沿冷却管道101的延伸方向的多个位置上进行拉孔成型，以在冷却管道101上制造多个热管接口102，包括：在冷却管道101上开设预制孔；利用拉孔器将预制孔逐渐拉至接近热管接口102的预定尺寸；利用钻床与铣床对热管接口102进行精加工，直至达到热管接口102的预定尺寸。在本实施例中，热管接口102通过冷却管道101壁面拉孔一体成型，减少了集流管道上的焊缝，提高了集流管道的结构强度。
具体地，可以在冷却管道101的单侧或者双侧开设多个预制孔，利用多种规格的拉孔器沿指定方向将预制孔逐渐拉至接近热管接口的尺寸，再利用钻床与铣床对所拉制的接口进行精加工，直至满足热管承插接口尺寸要求。其中，指定方向可以为垂直于冷却管道101的方向，也可以为倾斜于冷却管道的方向。
根据本发明的示例性实施例，请参照图1、图12，提供了一种辐射器。辐射器包括上文任一实施例中所描述的用于辐射器的集流管道、多个热管103以及多个散热部108。其中，热管103包括蒸发段1031和冷凝段1033，蒸发段1031通过热管接口102插入至集流管道100内，蒸发段1031用于与冷却管道101内的待冷却流体进行换热并将待冷却流体的热量传递至冷凝段1033。各热管103连接在相邻两个散热部108之间，散热部108用于对热管103进行散热，提高了热管103的换热效率。在一些实施例中，散热部108可以为散热翅片。
本发明采用上述实施例中的集流管道，有效缩短了冷却剂流动管道的长度，提高了冷却剂流动管道抗单点失效的能力。并且，集流管道在缩短管道长度的同时，也降低了冷却剂的流动阻力，有利于减小冷却剂驱动机构的规模和重量，并减少了冷却剂的装载量，有利于航天器系统的减小与重量减轻。
在一些实施例中，冷却管道101的长度或直径，可以根据辐射器的结构与尺寸确定。当辐射器的辐射面积与辐射器的宽度确定时，冷却管道101的长度便可以确定。当辐射器的直圆锥台锥角、椎台小端直径、锥台高度及冷却管道101处于辐射器的锥台高度确定时，冷却管道的中径直径便可以确定。
具体地，参照图1-图5，冷却管道101可以为直线形，直线形的冷却管道101沿延伸方向的长度D1与其所在辐射器的面板宽度相等，即多个散热部108和多个热管103沿该延伸方向依次交替连接形成的平面沿该延伸方向的长度相等。
在本实施例中，由于不同的散热需求，辐射器中安装的散热部108以及热管103的数量不同，由该散热部108以及热管103沿冷却管道101的延伸方向依次交替连接形成的平面沿该延伸方向的长度也不相同。为了满足不同辐射器对集流管道的需要，冷却管道101沿延伸方向的长度应与多个散热部108和多个热管103沿该延伸方向依次交替连接形成的平面沿该延伸方向的长度相等，以满足集流管道分别与散热部108以及热管103的装配需要。
在一些实施例中，参照图8-图10，冷却管道101可以为环形。当冷却管道101双侧插接热管103时，集流管道位于辐射器中热管103与散热部108形成的锥台的中间位置。当冷却管道101单侧插接热管103时，集流管道位于热管103和散热部108形成的锥台的一端。
在本实施例中，环形的冷却管道101的直径D4可以通过上述锥台的锥角、小端直径和锥台高度来确定，使其与多个散热部108以及多个热管103沿周向方向依次交替连接形成的圆锥面相适配。其中，圆锥面的锥角为ɑ，如图8所示。
在一些实施例中，如图8所示，环形的冷却管道101的截面为平椭圆形，冷却管道101上进口接管106和出口接管107可以垂直于冷却管道101径向内侧或者径向外侧的直边段，即，进口接管106和出口接管107垂直于上述热管103与散热部108形成的锥台的母线L，这样有利于减少进口接管106、出口接管107与冷却管道101之间交界处的结构应力。
在本实施例中，热管接口102之间的间距可以根据热管103沿冷却管道101延伸方向布置的疏密程度和散热部108沿该延伸方向的宽度确定。参照图1-图3，冷却管道101同侧的相邻两个热管接口102之间的间距可以随散热部108的宽度的增加而增加，从而可以满足散热部108、热管103以及冷却管道101之间的装配需要。
在本实施例中，参照图6-图7热管103的蒸发段1031通过第一热管接口104或者第二热管接口105伸入冷却管道101内部。并且，热管103插入冷却管道101内，直至热管103的端部接触冷却管道101的内表面，即，冷却管道101的高度同时也可以视为热管103在冷却管道101内的插入深度。
此外，如图7所示，冷却管道101截面两侧的内表面与热管103的外表面之间的间距D5可以通过热工流体模拟计算来确定，从而得到间距D5的最佳值域。在本实施例中，冷却管道101截面两侧的内表面与热管103的外表面之间的间距D5可以设置为5-15mm。
需要说明的是，冷却管道101冷却管道101截面两侧的内表面与热管103的外表面之间的间距D5过小，会增加待冷却流体在冷却管道101中的流动阻力，在驱动待冷却流体在冷却管道101中流动的过程中，则需要增加流体驱动器110的体积以及重量，由此导致辐射器整体总重量以及体积增大，不利于辐射器在航天器等空间设备中应用。冷却管道101冷却管道101截面两侧的内表面与热管103的外表面之间的间距过大，会使得待冷却流体与热管103换热不充分、集流管道中待冷却流体增加，集流管道重量增加，也不利于辐射器在航天器等空间设备中应用。因此，可以通过热工流体模拟计算，根据热管103、集流管道的结构参数以及待冷却流体的性质等来确定间距D5。例如，当热管103的外径为20mm时，冷却管道101的截面侧壁之间的间距D3为30-50mm。
如图1所示，在本实施例中，集流管道100的两端还设置有循环管路109，以形成用于待冷却流体循环流动的闭合回路，其中，待冷却流体为冷却剂。并且循环管路90经过热电转换系统30，从而利用循环管路109内的冷却剂对热电转换系统30进行散热，以排出热电转换系统进行热电转换后的废热。冷却剂吸收热电转换系统30的废热后升温，并流至集流管道100内进行冷却降温，然后重新循环至循环管路109内以对热电换热系统30进行散热。流体驱动器110设置在循环回路109上，以驱动待冷却流体在闭合回路中循环流动，以对热电转换系统30散热。其中，流体驱动器110为泵。
图11为根据本发明一个实施例的辐射器为热电转换系统散热的原理示意图。图12为根据本发明一个实施例的热管的结构示意图。
如图11所示，核反应堆20能够产生热能，通过热电转换系统30将热能转换为电能，为航天器负载40提供电能，本实施例中的辐射器10可以用于热电转换系统30产生的废热进行散热。其中，核反应堆20核反应通过控制器60进行控制。核反应堆20与控制器60以及热电转换系统30之间还设置有屏蔽装置50，以屏蔽核反应堆20产生的核辐射。
如图12所示，热管103包括沿径向方向依次套设的气流管道1034、流体管道1035以及壳体1036，流体管道1035靠近热管103的轴线的一侧为毛细多孔材料，便于液态的换热介质1037流动。该热管103沿轴向方向依次分为蒸发段1031、绝热段1032以及冷凝段1033。
其中，处于蒸发段1031的流体管道1035中的换热介质1037在外部热量输入的作用下气化，离开流体管道1035，在气流管道1034内部向绝热段1032以及冷凝段1033方向流动；气流在冷凝段1033处遇冷液化，再次回到流体管道1035内部，并向外部热量排放。本实施例中的热管103通过换热介质1037不断在蒸发段1031和冷凝段1033之间循环，利用换热介质1037的相变实现热量传递。
以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种用于辐射器的集流管道，其中，包括：
冷却管道(101)，用于为待冷却流体提供流动通道；
多个热管接口(102)，沿所述冷却管道(101)的延伸方向均匀设置于所述冷却管道(101)上，所述热管接口(102)用于将所述辐射器中的热管(103)插入所述冷却管道(101)内。
2.根据权利要求1所述的集流管道，其中，所述热管接口(102)包括：
连接部(1021)，所述连接部(1021)凸出于所述冷却管道(101)的外表面，用于与所述热管(103)连接。
3.根据权利要求2所述的集流管道，其中，所述热管接口(102)还包括：
定位部(1022)，所述定位部(1022)凸出于所述冷却管道(101)的内表面，用于限定所述热管(103)在所述冷却管道(101)内的位置。
4.根据权利要求1所述的集流管道，其中，所述热管接口(102)包括：
多个第一热管接口(104)，设置于所述冷却管道(101)的第一侧(1011)。
5.根据权利要求4所述的集流管道，其中，所述热管接口(102)还包括：
多个第二热管接口(105)，设置于所述冷却管道(101)相对于所述第一侧(1011)的第二侧(1012)，且所述第一热管接口(104)与第二热管接口(105)沿所述冷却管道(101)的延伸方向交错布置。
6.根据权利要求1所述的集流管道，其中，所述冷却管道(101)为直线形。
7.根据权利要求6所述的集流管道，其中，还包括：
进口接管(106)，设置在所述冷却管道(101)的进口端(1013)；
出口接管(107)，设置在所述冷却管道(101)的出口端(1014)；其中，
所述冷却管道(101)分别与所述进口接管(106)以及所述出口接管(107)连通，使所述待冷却流体从所述进口接管(106)流入所述冷却管道(101)，并经所述出口接管(107)流出。
8.根据权利要求1所述的集流管道，其中，所述冷却管道(101)为环形；
所述热管接口(102)设置于所述环形的冷却管道(101)沿轴向方向上的一侧或者两侧。
9.根据权利要求8所述的集流管道，其中，还包括：
多个进口接管(106)以及多个出口接管(107)，设置于所述冷却管道(101)上。
10.根据权利要求9所述的集流管道，其中，
所述多个进口接管(106)与所述多个出口接管(107)设置于所述冷却管道(101)的径向外侧或者径向内侧。
11.根据权利要求10所述的集流管道，其中，所述进口接管(106)设置两个所述出口接管(107)之间，且所述出口接管(107)设置两个所述进口接管(106)之间。
12.一种用于辐射器的集流管道的加工方法，其中，所述加工方法应用于根据权利要求1-11中的任一项所述的用于辐射器的集流管道，所述加工方法包括：
对初始管道进行固熔热处理；
对处理后的初始管道的内外表面进行清洗；
对清洗后的初始管道进行成型加工，得到冷却管道(101)；
在沿所述冷却管道(101)的延伸方向的多个位置上进行拉孔成型，以在所述冷却管道(101)上制造多个热管接口(102)，得到所述集流管道；
对所述集流管道的内外表面进行清洗。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，对清洗后的初始管道进行成型加工，包括：
对所述初始管道进行截面成型加工，获得截面为平椭圆形的直线形冷却管道(101)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，还包括：
在所述冷却管道(101)的进口端(1013)和出口端(1014)进行拉孔成型加工，得到进口接管(106)和出口接管(107)。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，对清洗后的初始管道进行成型加工，包括：
对所述初始管道进行截面成型加工，获得截面为平椭圆形的管道；
对多个所述管道进行异形靠模弯管成型处理，得到多个弧形管；
对所述弧形管进行热处理，以去除弯曲应力；
对去除弯曲应力后的多个弧形管进行焊接，得到环形的所述冷却管道(101)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，还包括：
在所述冷却管道(101)的径向内侧或者径向外侧进行拉孔成型加工，得到进口接管(106)和出口接管(107)；或者，
在所述冷却管道(101)的径向内侧或者径向外侧开设多个开口，将进口接管(106)和出口接管(107)焊接于所述开口处。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中，还包括：
对焊缝进行X光无损检测以及氦质谱泄漏检测。
18.根据权利要求12-16任一项所述的方法，其中，所述在沿所述冷却管道(101)的延伸方向的多个位置上进行拉孔成型，以在所述冷却管道(101)上制造多个热管接口(102)，包括：
在所述冷却管道(101)上开设预制孔；
利用拉孔器将预制孔逐渐拉至接近所述热管接口(102)的预定尺寸；
利用钻床与铣床对所述热管接口(102)进行精加工，直至达到所述热管接口(102)的预定尺寸。
19.一种辐射器，其中，包括：
根据权利要求1-11中的任一项所述的用于辐射器的集流管道；
多个热管(103)，所述热管(103)包括蒸发段(1031)和冷凝段(1033)，所述蒸发段(1031)通过所述热管接口(102)插入至所述集流管道(100)内，所述蒸发段(1031)用于与所述冷却管道(101)内的待冷却流体进行换热并将所述待冷却流体的热量传递至所述冷凝段(1033)；
多个散热部(108)，各所述热管(103)连接在相邻两个所述散热部(108)之间，所述散热部(108)用于对所述热管(103)进行散热。
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