DE2647653A1

DE2647653A1 - Matrixwaermeaustauscher

Info

Publication number: DE2647653A1
Application number: DE19762647653
Authority: DE
Inventors: Thomas Edward Fewell; Charles Theodore Ward
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1977-04-28
Also published as: FR2328936A1; GB1533899A; US3999602A; CA1037021A; JPS5251152A

Description

United States Energy Research And Development Administration, Washington, D.C. 20545, V.St.A.

Matrixwärmeaustauscher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Matrixwärmeaustauscher mit einem flüssigen thermischen Kopplungsmittel.

Wärmeaustauscher der Matrix-Bauart sind dort zweckmäßig, wo zwei Strömungsmittelströme, zwischen denen Wärme übertragen werden soll, innerhalb gesonderter Leitungsläufe gehalten werden müssen. Die Wärme wird von einer Leitung oder einem Rohr zum anderen über ein festes Medium oder eine Matrix übertragen, welche die Leitungen oder Rohre umgibt. Matrixwärmeaustauscher sind von Wärmeaustauschern anderer Bauarten, wie beispielsweise der Mantel- und Rohr-Bauart/ der konzentrischen Rohrbauart, usw. zu unterscheiden, bei denen die Verfahrensströmungsmittel auf Bahnen verlaufen, die voneinander durch eine einzige Wand oder Barriere getrennt sind, über welche die Wärme übertragen wird, wodurch natürlich Leckstellen eine Vermischung der Verfahrensströmungsmittel zur Folgen haben können.

Matrixwärmeaustauscher werden oftmals für solche Wärmeübertragungsanwendungsfälle ins Auge gefaßt, wo flüssiges Metall

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gegenüber Wasser oder Dampf vorkommt. Solche Anwendungsfälle können Dampfgeneratoren. Dampfüberhitzer oder Dampfwiedererhitzer sein, wie sie in Verbindung mit durch flüssiges Metall gekühlten Kernreaktoren auftreten. Da Natrium und Natrium-Kalium-Flüssigmetalle häufig verwendet werden, um als primäre Kühlmittel zu dienen, ist es von äußerster Wichtigkeit, daß diese reaktionsfreudigen Metalle nicht in Berührung mit dem Wasser oder dem Dampf im Falle des unwahrscheinlichen Auftretens einer zufälligen Leckstelle kommen. Ein Matrixwärmeaustauscher kann dabei verwendet werden, um die Möglichkeit einer Flüssigmetall- und Wasser-Reaktion zu minimieren.

Bei den bekannten Konstruktionen von Matrixwärmeaustauschern hat sich eine Reihe von Einschränkungen ergeben. Bei einigen Konstruktionen werden die Matrizen und Rohre in dichtem, engem Kontakt angeordnet, wie beispielsweise durch Eingießen des Matrixmaterials im geschmolzenen Zustand um eine Anordnung von Rohren herum oder durch mechanische Verbindung, beispielsweise Ausdehnung der Rohre, in eine zuvor aus-geformte Matrix. Solche Konstruktionen können der Trennung oder dem Reissen der Rohre und/oder der Matrix während der thermischen Expansion und dem Zusammenziehen ausgesetzt sein, einem Vorgang, der durch die Hochtemperaturverfahrenszyklen erzeugt wird. Selbst sehr enge Spalte oder Räume, ausgebildet zwischen den Rohren und der Matrix, können die Wärmeübertragung stark behindern. Unter den gleichen Umständen kann der zyklische thermische Vorgang durch die Zusammenziehung und Expansion der Rohre eine ratchetartige oder Anhebwirkung hervorrufen, bei welcher sich die Rohre langsam aus der Matrix herausarbeiten.

Bei anderen Konstruktionen wird Lot oder ein Film auf den Aussenoberflachen der Rohre vor dem Zusammenbau abgeschieden. Sodann wird das Lot zum Schmelzen gebracht oder weichgemacht, um in jegliche Hohlräume einzufließen, die zwischen dem Rohr und der Matrix vorhanden sein können. Diese Konstruktionsart hängt von der Anhaftfähigkeit des Lots an der Matrix und der Leitung ab, um Risse oder Spalte zu verhindern. Wenn das Lot

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weich oder geschmolzen wird, so kann es passieren, daß es nicht in ausreichender Weise vorhandene Spalte ausfüllt oder es kann sich trennen und Kügelchen bilden, um so weitere Spalte mit einer schlechten leitenden Kopplung zwischen den Rohren und der Matrix hervorzurufen. Ein Lot oder Legierungen mit geringer Oberflächenspannung und/oder der Unfähigkeit, das Rohr und Matrixmaterialien zu benetzen, können besonders anfällig für eine solche interstitielle Spaltbildung sein.

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt im Hinblick auf die genannten Nachteile des Standes der Technik, Matrixwärmeaustauscher vorzusehen, welche eine erhöhte thermische Kopplung zwischen den Rohren und der Wärmeaustauschermatrix aufweisen. Ferner soll ein kontinuierliches thermisches Kopplungsmittel· vorgesehen sein, um den wärmeleitenden Wärmeübergang über einen beträchtlichen Teil der miteinander zusammenarbeitenden Oberflächen zwischen den Rohren und der Matrix vorzusehen. Die Erfindung sieht ferner einen Matrixwärmeaustauscher vor, der eine minimaie Konvektion und erneute Anordnung von aufgelösten Materialien zwischen den Rohren besitzt, durch welche relativ heiße und kalte Verfahrensströmungsmittel laufen.

Gemäß der Erfindung weist eine Matrixwärmeaustauschereinheit Rohre oder Leitungen auf, welche gesonderte Laufbahnen besitzen, um erste und zweite Strömungsmittel hindurchzuleiten, zwischen welchen die Wärme übertragen wird, wobei eine Matrix aus einem thermisch leitenden Feststoff Kanäle zur Aufnahme der einzelnen Leitungen umfaßt, und wobei die Kanäle innerhalb der Matrix größere Querabmessungen besitzen als die Leitungen, so daß ringförmige Volumina dazwischen definiert werden, und wobei schließlich eine Säule einer thermisch leitenden Kopplungsflüssigkeit in jedes der Ringvolumen eingefüllt wird, und zwar in inniger Berührung mit sowohl den Leitungswänden als auch der Matrix, um einen kontinuierlichen Pfad thermischer Leitfähigkeit dazwischen über einen substantiellen Teil der Länge der Leitungen hinweg auszubilden.

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— ft. —

Λ-

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen, Vorteile und Ziele der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Matrixwärmeaustauscher; Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Ebene 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt des oberen Teils der Matrix im Wärmeaustauscher der Fig. 1;

Fig. 4 einen vergrößerten und mehr ins Einzelne gehenden Teilschnitt eines Teils des Wärmeaustauschers ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten;

Fig. 5 einen Tei!querschnitt einer Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Wärmeaustauschers;

Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine weitere Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.

Es sei zunächst auf die Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels eingegangen, wobei in der Zeichnung, und zwar insbesondere in den Fig. 1 und 2 eine Matrixwärmeaustauschereinheit dargestellt ist, die einen äußeren Mantel oder ein Gehäuse 11 mit einem Einlaß 13 und einem Auslaß 15 umfaßt, und zwar für die Strömung eines Primärströmungsmittels, wobei ferner ein Einlaß 17 und ein Auslaß 19 für die Strömung eines Sekundärströmungsmittels vorgesehen sind. Eine Vielzahl von primären Leitungen erstreckt sich zwischen geeigneten Verteilungsplatten 14 und 16 am Einlaß 13 bzw. Auslaß 15 zum Zwecke der Strömung des primären Strömungsmittels, während eine Vielzahl von sekundären Leitungen 23 sich in ähnlicher Weise zwischen Verteilungsplatten 18 und 20 am sekundären Strömungsmitteleinlaß 17 und sekundären Strömungsmittelauslaß 19 erstreckt.

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Der Mittelteil des Wärmeaustauschers enthält ein festes thermisch leitendes Matrixmaterial 25, welches durch eine Matrixtragplatte" 27 getragen dargestellt ist, welche innerhalb des unteren Teils des Wärmeaustauschergehäuses 11 befestigt ist. Die Matrix 25 kann ein einziges Stück oder, wie dargestellt, in Abschnitten ausgebildet sein, um den Zusammenbau zu erleichtern.

Eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 29 ist durch die Matrix 25 und die Tragplatte 27 hindurch ausgebildet. Jeder der Kanäle 29 nimmt, wie dargestellt, eine einzige Leitung 21 oder 23 in einer im ganzen koaxialen Anordnung auf. Die Kanäle 29 sind mit einer hinreichend großen Querabmessung, d.h. Durchmesser oder Radius, ausgebildet, um die Leitungen 21 und 23 mit einem Abstand aufzunehmen. Ringvolumina 31 werden dadurch zwischen den Aussenwänden jeder Leitung und den Innenwänden jedes Kanals (vgl. die Fig. 2 und 3) gebildet.

Die Ringvolumina 31 besitzen einen hinreichenden Nettoradius oder eine hinreichende Nettobreite, um zu gestatten, daß eine Säule aus einem thermisch leitenden flüssigen Kopplungsmittel eingefüllt und abgelassen werden kann. Aus Gründen der Klarheit der Zeichnung ist das flüssige Kopplungsmittel 33 in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt, wohl aber in den Fig. 3 und 4. Die Nettoradien der Ringvolumina 31 werden natürlich im Hinblick auf die speziellen Eigenschaften des gewählten flüssigen Kopplungsmittels ausgewählt. Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit und die Fähigkeit des flüssigen Kopplungsmittels, die Matrix und Leitermaterialien zu benetzen, werden berücksichtigt, wenn ein hinreichend breites Ringvolumen ermittelt wird, um sowohl das Füllen als auch das Ablassen zu gestatten. Es ist zu erwarten, daß für die hier betrachteten flüssigen Metalle und Legierungen Ringvolumina mit einem Nettoradius, d.h. einem Zwischenraum zwischen den Wänden der Kanäle 29 und der Leitungen 21 oder 23, in der Größenordnung von 1/2 bis 2 mm ausreichen.

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Oberhalb der Matrix 25 innerhalb des Gehäuses 11 ist ein Kopfraum oder oberes Plenum 35 gezeigt/ in dem die Leitungsbiegungen enthalten sind. Das obere Plenum 35 kann mit einem inerten Gas zur Druckausgleichung angefüllt sein. Im unteren Teil des Gehäuses 11 unterhalb der Matrixtragplatte 27 kann ein unteres Plenum 37 in Verbindung mit jedem der Ringvolumina 31 vorgesehen sein. Das Plenum 37 und die Ringvolumina 31 sind mit dem flüssigen Kopplungsmittel 33 auf ein Niveau etwas unterhalb der obersten Oberfläche 39 der Matrix 25 angefüllt.

Das obere Niveau des flüssigen Kopplungsmittels 33 sollte hinreichend weit unterhalb des obersten Niveaus 39 der Matrix liegen, um ein Überfließen des flüssigen Kopplungsmittels 33 von den verschiedenen Ringvolumina 31 in das obere Plenum 35 als Folge der thermischen Ausdehnung und/oder Zusammenziehung während Verfahrensänderungen zu verhindern. Durch die Verwendung dieser Anordnung an den oberen Niveaus der Matrix kann die Konvektion und Wiederabscheidung von aufgelösten Baumaterialien zwischen Leitungen unterschiedlicher Temperaturen minimiert werden. Lediglich als Beispiel sei angegeben, daß ungefähr ein bis zwei Prozent der Höhe des Ringvolumens 31 ungefüllt gelassen werden können, wenn Pb-Bi-flüssiges-Kopplungsmittel ausgewählt wird. Typischerweise entspricht dies ungefähr 15 bis 30 cm um den oberen Teil einer 15 m-Leitung herum.

Da der untere Teil des Wärmeaustauschereinheits-Plenums 37 mit der Kopplungsflüssigkeit gefüllt ist, können andere Maßnahmen vorgesehen sein, um die Konvektion von Baumaterial zwischen relativ heißen und relativ kalten Wärmeaustauscherleitungen zu minimieren. In Fig. 1 und insbesondere in Fig. 4 sind zylindrische Hülsen 41 konzentrisch um jede der primären Strömungsmittelleitungen 21 herum angeordnet dargestellt. Die Hülsen 41 sind üblicherweise um die Leitungen herum angeordnet, welche das Strömungsmittel mit höherer Temperatur durchlassen. Die erfindungsgemäßen Hülsen 41 sind mit einem hinreichenden Abstand gegenüber den konzentrischen Leitungen 21 vorgesehen, um die Ringvolumina 31 unterhalb der Matrixtragplatte 27 fortzusetzen. Die Durchmesser der Hülsen 41 sind

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hinreichend groß, um genügend Temperaturabfall von den Leitungen zu den Aussenoberflachen der Hülsen vorzusehen, um die Löslichkeit des Hülsenmaterials innerhalb des flüssigen Kopplungsmittels wesentlich zu reduzieren. Beispielsweise könnte Natrium-Primärkühlmittel auf ungefähr 45O⁰C/ abgegeben von der Wärmeaustauschereinheit, wo es zur überhitzung von Dampf von ungefähr 37O°C dient, durch Leitungen geführt werden, die mit Hülsen ausgerüstet sind, um die Temperaturdifferenz auf ungefähr 50 bis 60°C zwischen den Hülsen 41 und der sekundären Leitung 23 im unteren Plenum 37 zu reduzieren.

In Fig. 4 ist ebenfalls teilchenförmiges Packungsmaterial 45 dargestellt, welches einen großen Teil des Volumens des Plenums 37 anfüllt. Bei der Packung 45 handelt es sich vorzugsweise um Teilchen von kugelförmiger Gestalt, um die Ausdehnung und Zusammenziehung der Leitung aufzunehmen, ohne miteinander sich zu verkeilen. Das Packungsmaterial 45 ist von besonderer Wichtigkeit dann, wenn knappe und/oder teuere Kopplungsflüssigkeiten, wie beispielsweise Wismutlegierungen, zur Verwendung ausgewählt werden.

In Fig. 5 ist eine Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels dargestellt. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der primären Leitungen 51 und der sekundären Leitungen 53, die durch das untere oder obere Plenum einer Wärmeaustauschereinheit verlaufen. Gewellte oder genutete Platten oder Tafeln 55 sind zwischen die primären und sekundären Leitungen in der dargestellten Weise eingepaßt, um den Leitungsabstand aufrechtzuerhalten und die Konvektion von Material von den heißeren zu den kälteren Leitungen im unteren Plenum zu verhindern. Diese gewellten Platten 55 dienen auch zu Verhinderung der Errosion der Leitungen, die primäres Strömungsmittel enthalten, für den Fall, daß ein Dampfstrahlleck auftritt. Bei diesem Anwendungsfall sehen die Platten Zeit für Abwehrmaßnahmen vor, bevor eine H₂O-FlUssigmetall-Reaktion sich ergeben kann, und sie sind daher sowohl im oberen Plenum 35 als auch im unteren Plenum 37, gezeigt in Fig. 1, zweckmäßig. Eine Möglichkeit zur Isolierung oder Trennung des flüssigen Kopplungsmittels inner-

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halb jedes der Ringvolumina um die entsprechenden Leitungen herum ist in Fig. 6 dargestellt. Die Matrixtragplatte 61 ist mit öffnungen versehen, die eine hinreichende Größe besitzen, um die Leitungen 63 eng aufzunehmen. Somit können die zwischen der Matrix 65 und der Leitung 63 definierten Ringvolumina 67 geschlossen werden, und es können geeignete Abdichtmittel 69, beispielsweise durch Hartlöten, Löten, Schweissen, Packen, usw., an der Bodenoberfläche der Matrix 65 vorgesehen werden. Wenn gewünscht, können Mittel zum Ablassen der einzelnen Ringvolumina vorgesehen sein. Bei diesem Aufbau sind nicht nur keine Bahnen für Materialkonvektion zwischen heißen und kalten Leitungen vorhanden, sondern es wird auch ein vermindertes Volumen des flüssigen Kopplungsmittels benötigt, da das untere Plenum nicht gefüllt ist. Der Druckausgleich im unteren Plenum kann durch einen inerten Gasvorrat erreicht werden.

Obwohl die Matrixwärmeaustauschereinheit unter Bezugnahme auf einige wenige spezielle Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, so ist es doch klar, daß auch verschiedene andere Abwandlungen gemäß der Erfindung vorgesehen sein können. Beispielsweise können Wärmeaustauscher mit einer Vielzahl von Durchgängen und/oder einer Vielzahl getrennter Längsmatrixabschnitte verwendet werden. Es können auch einzelne Kanäle durch das Matrixmaterial eine Leitung, wie dargestellt, oder ein Bündel von Leitungen zum Hindurchführen des gleichen Strömungsmittels enthalten. Diese Leitungen bilden gemäß der Darstellung Längslaufe zwischen den oberen und unteren Einlassen und Auslässen, können aber auch mit horizontalen, Quer- oder geneigten Teilen angeordnet sein.

In den meisten Fällen sind die ausgewählten Baumaterialien nicht kritisch. Sie müssen natürlich mit den Verfahrensströmungsmitteln oder dem flüssigen Kopplungsmittel bei den Verfahrenstemperaturen kompatibel sein.

Die Matrix 25 sollte aus einem thermisch leitenden Materi'al bestehen, und zwar vorzugsweise mit einer thermischen Leitfähigkeit von ungefähr 120 W/mK oder mehr. Solche Materialien sind beispielweise Graphit, Al, Be, Ir, Cu, Ag, Au, Rh, Mo, Ni, W und Legierungen, welche diese Materialien als wesentlichen

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TABELLE I Als thermisches Kopplungsmittel in Betracht gezogene flüssige Metalle

Metall

Schmelzpunkt ⁰C	Siedepunkt °C	Thermische Leitfähigkeit W/mK
271	1560	15,4
366	765
28	689
29	2237	31,1
156	2000	43,2
327	1737	15,2
124	1670	13,8
164	1331	47,7
-38	357	10,0
63	760	36,7
98	892	64,0
232	2271	32,9
419	906	57,4

	Wismut (Bi)
	Kadmium (Cd)
CD	Cäsium (Cs)
00 -dl	Gallium (Ga)
«>»	Indium (In)
O	Blei (Pb)
OD CO	Pb - Bi
cn	Eutektikum
	Lithium (Li)
	Quecksilber (Hg)
	Kalium (K)
	Natrium (Na)
	Zinn (Sn)
	Zink (Zn)

ro cn

cn cn co

Ά.

Anteil enthalten. Von den genannten Materialien erscheinen Graphit und Aluminiumlegierungen hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit und aus Kostengründen am erfolgversprechendsten.

Bei dem flüssigen thermischen Kopplungsmittel, welches zur Verwendung als eine Flüssigkeitssäule innerhalb der Ringvolumen zwischen den Matrixkanälen und den Leitungen ausgewählt ist, werden vorzugsweise Flüssigkeiten mit relativ niedrigen Schmelzpunkten und relativ hohen thermischen Leitfähigkeiten verwendet. Verschiedene zur Verwendung in Betracht kommende Metalle sind in Tabelle I angegeben.

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Legierungen mit noch niedrigeren Schmelzpunkten können durch Kombination verschiedener dieser Metalle erreicht werden. Es sei beispielsweise auf Natrium-Kalium-Legierungen und Lot aus Zinn und Zink verwiesen. Eutektische Zusammensetzungen und andere schmelzbare Legierungen von Wismut und Blei mit anderen Bestandteilen, wie beispielsweise Zinn, Kadmium und Indium, können ebenfalls mit geeigneten niedrigen Schmelzpunkten hergestellt werden. Beispiele solcher Zusammensetzungen sind in der folgenden Literaturstelle angegeben: "Metals Handbook", Band I, "Properties and Selections of Metals", Seite 864 (American Society for Metals 1961).

Von den in Tabelle I angegebenen geschmolzenen Metallen, Wismut, Blei, Quecksilber und Legierungen dieser Materialien, erscheinen Wismut und Blei zur Verwendung bei Hochtemperaturanwendungsfällen bevorzugt zu sein. Auch zeigen Wismut-Blei-Legierungen mit zwischen ungefähr 48 bis 55 Gewichtsprozent Bi wenig Volumenveränderung während der Verfestigung. Diese bevorzugten flüssigen Kopplungsmittel und-ihre Legierungen reagieren , anders als Natrium, Kalium und Mischungen davon,nicht heftig mit Wasser im Falle des Auftretens von Verfahrensleckstellen. Darüber hinaus ist die Korrosion von Stählen durch Wismut, Blei und Quecksilber größtenteils ein Auflösungsvorgang. Er erfolgt infolge der Loslichkextsdifferenz zwischen der Löslichkeit der Komponenten im Stahl und ihrer Löslichkeit in dem flüssigen Metall. Die sich ergebende Auflösung kann eine thermische Konvektionsschleife von Baumaterialien vorsehen, was eine Massenübertragung von den relativ heißen zu den relativ kalten Leitungen oder anderen dem flüssigen thermischen Kopplungsmittel ausgesetzten Teilen zur Folge hat. Diese Massenübertragung oder thermische Konvektion von Baumaterialien kann durch verschiedene bauliche Formen gestört werden, die oben für diesen Zweck beschrieben wurden oder durch die Hinzufügung von Inhibitoren innerhalb des flüssigen Kopplungsmittels.

Verschiedene Inhibitoren oder Sperragenzien können einem flüssigem Kopplungsmaterial hinzugefügt werden, um einen Schutz-

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überzug auf freiliegenden Oberflächen der Wärmeaustausehereinheit auszubilden. Wenn Blei-Wismut-Legierungen als das flüssige Kopplungsmittel gewählt werden, so sind Zirkon, Titan und Magnesium bevorzugte Sperragenzien. Bei diesem Anwendungsfall wirkt Magnesium einfach als ein Sauerstoff-Getter oder Deoxydationsmittel/ während Zirkon oder Titan eine intermetallische Diffusionsbarriere auf den Materialoberflächen bildet. Ss ist zu erwarten, daß die effektive Konzentration solcher Inhibitoren ungefähr 300 Teile pro Million (ppm) sein wird.

Die vorliegende Erfindung schafft daher einen Matrixwärmeaustauscher mit einem kontinuierlichen Pfad für die Wärmeübertragung durch Konduktion über einen beträchtlichen Teil der Länge der Rohre oder Leitungen hinweg, die Verfahrensströmungsmittel von unterschiedlichen Temperaturen transportieren. Die thermische Konduktionskopplung zwischen den einzelnen Leitungen und einem thermisch leitenden Matrixmaterial wird durch eine Säule aus einem flüssigen thermischen Kupplungsmittel vorgesehen, welches in jedem der Ringvolumina zwischen den Matrixkanälen und Leitungen in diesen Kanälen angeordnet ist. Darüberhinaus werden Formen zur Verminderung der Massenübertragung von Baumaterialien durch Konvektion zwischen heißen und kalten Leitungsoberflächen vorgesehen, und zwar zusammen mit bevorzugten thermischen Kopplungsmitteln und verwendbaren Sperragenzien.

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Claims

Ansprüche

Wärmeaustauschereinheit zur Übertragung von Wärme von einem ersten zu einem zweiten Strömungsmittel mit einer ersten Leitung (21) mit Wänden, die einen Laufweg für den Durchtritt eines ersten Strömungsmittels definieren, und wobei eine zweite Leitung (23) mit Wänden vorgesehen ist, welche einen Laufweg für den Durchtritt des zweiten Strömungsmittels definieren, und wobei schließlich eine Matrix (25) aus einem thermisch leitenden Feststoff um die Wände der ersten und zweiten Leitungen herum angeordnet ist, um ein wärmeleitendes Übertragungsmedium dazwischen über mindestens einen Teil der Länge hinweg vorzusehen, und wobei Bauteile (14,16,18,20 und 27) die Leitungen und Matrix in einer festen Beziehung haltern, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix (25) Kanäle (29) mit größeren Querabmessungen aufweist als diejenigen der Leitungen (21, 23) welch letztere in räumlicher Beziehung gegenüber den Kanälen aufgenommen und gehaltert sind, um dazwischen Ringvolumina (31) auszubilden, und wobei ferner eine thermisch leitende Kopplungsflüssigkeit (33) in die Ringvolumina (31) eingefüllt ist, um eine kontinuierliche Flüssigkeitssäule in enger Berührung mit den Leitungswänden und der Matrix zu bilden.
2. Warmeaustauschereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsflüssigkeit geschmolzenes Metall aufweist.
3. Wärmeaustauschereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsflüssigkeit geschmolzenes Metall enthält, und zwar Bi, Pb, Hg und Legierungen davon.
4. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsflüssigkeit Bi-Pb-Legierung umfaßt.

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5. Einheit nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsflüssigkeit ein Sperragens enthält, um die Korrosion der Leitungswände zu verhindern.
6. Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsflüssigkeit geschmolzenes Metall enthält, wobei die Leitungswände Eisen umfassen, und wobei schließlich das Sperragens ein Metall, ausgewählt aus der folgenden Gruppe, enthält: Zirkon, Magnesium und Titan.
7. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Konvektionsströmung der Kopplungsflüssigkeit zwischen den ersten und zweiten Leitungen zu sperren.
8. Einheit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Plenum, durch welches die Leitungen abgedichtet führen, und wobei das Plenum unterhalb der Matrix vorgesehen ist, und zwar in Verbindung mit den Ringvolumina, und wobei Plenum und Ringvolumina mit der Kopplungsflüssigkeit auf ein Niveau unterhalb der obersten Oberfläche der Matrix angefüllt sind.
9. Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Leitungen eine Hülse um die Wände derselben herum aufweist, und wobei die Hülse mindestens eines der Ringvolumina in das Plenum hineinerstreckt.
10. Einheit nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Unterteilung durch das Plenum hindurch, und zwar zwischen den ersten und zweiten Leitungen.
11. Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Plenum festes Packungsmaterial enthält, welches ein Teil des Volumens desselben auffüllt.
12. Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit jeder der Leitungen verbundenen Ringvolumina mit ab-

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dichteten unteren Endteilen nahe der untersten Oberfläche der Matrix vorgesehen sind, und daß die Ringvolumina mit der Kopplungsflüssigkeit auf ein Niveau unterhalb der obersten Oberfläche der Matrix angefüllt sind.
13. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine geschmolzene Legierung aus Bi und Blei ist, und zwar mit 48 bis 56 Gewichtsprozent Wismut.

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