倾斜角度下高温钠热管间歇沸腾试验研究

来源：核动力工程杂志2025年第3期北京时间：

作者：杨思远, 马誉高, 文青龙, 文爽, 丁书华, 贺林峰, 袁波

单位：1.重庆大学能源与动力工程学院核工程与技术系，重庆，400044；2.两江新能源（核能与动力）实验室，重庆，400044；3.中国核动力研究设计院，成都，610213；4.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，610213；5.中国原子能科学研究院，北京，102413；

摘要：为研究高温碱金属热管启动过程中的间歇沸腾现象，给热管反应堆安全运行提供可参考的操作条件，采用金属钠为热管工质，对热管启动过程的间歇沸腾的影响因素和作用机制开展了试验研究。研究结果表明，热管加热功率和倾角对间歇沸腾有重要影响，在90°倾角情况下，加热功率从600 W升至750 W，间歇沸腾周期变化范围为29~736 s，温度振幅范围为18~35℃；热管倾角为0°时不会发生间歇沸腾；间歇沸腾在中等加热功率条件下容易发生，随倾角的增大，间歇沸腾起始和截止的加热功率减小，倾角为45°、60°、90°工况下间歇沸腾起始和截止的加热功率分别为250、200、150 W和600、450、350 W。同一加热功率、不同倾角工况下间歇沸腾的周期差别较大，而温度振幅变化较小；冷凝段长度减小后间歇沸腾强度降低且发生间歇沸腾的功率区间提前。本研究结果为进一步探究碱金属热管间歇沸腾发生机理奠定了基础，对碱金属热管设计优化和热管反应堆安全运行提供了重要的数据和理论支持。

关键词：碱金属热管, 间歇沸腾, 试验研究, 机理分析

基金资助：核反应堆技术全国重点实验室基金（KFKT-05-FW-HT-20220013）