“接触-导热”式热管辐射散热器设计与分析

作者：姚良; 王苏明; 张红娜; 李小斌; 李凤臣^*; 王录; 赵亮^*

来源：中国空间科学技术, 2023, 43(03): 81-92.

DOI：10.16708/j.cnki.1000-758X.2023.0041

• 空间堆核电源
• 热管式辐射散热器
• 优化设计
• 耦合传热计算
• 性能分析
• 对比研究

针对空间核反应堆电源中的热排散系统，新设计出“接触-导热”式热管辐射散热器结构，根据此散热器结构提出了“划分节点-分层耦合”的传热计算模型，计算了其辐射散热特性，并以JIMO(木星冰卫星轨道器)空间探测任务为背景，对散热系统整体进行了性能分析与对比。结论如下：为提升单块辐射板以及系统整体的散热性能，除可通过增加NaK78入口温度途径外，还可采用增大NaK78循环流量的方法；对于单块辐射板而言，散热面积固定情况下当NaK78流量由1 kg/s增加至10 kg/s,辐射板散热量可增大14.14%,而对于系统整体而言，散热量固定工况下当NaK78流量由1 kg/s增加至10 kg/s,所需辐射板总面积可减小67.73%;为提高系统循环流量，可采用“串-并联”相结合的辐射板连接方式实现；JIMO散热系统采用新型辐射板结构，散热总面积最大可减小59.06%,散热板总质量最大可减小4.24%,新型散热板结构具有一定的高效与轻质性。研究结果对空间堆电源系统热管式辐射散热器设计具有指导意义。

• 单位
  北京空间飞行器总体设计部; 天津大学