本發(fā)明屬于換熱器領(lǐng)域，涉及一種管殼式換熱器，尤其涉及一種低流阻、緊湊式、具有更高自然循環(huán)能力和安全性的余熱排出換熱器。

背景技術(shù)：
余熱排出換熱器是余熱排出系統(tǒng)的熱交換樞紐，是關(guān)系到多種設(shè)備的的重要設(shè)備，例如核反應(yīng)中的反應(yīng)堆停堆的安全。目前，第三代核電技術(shù)和船用核動(dòng)力裝置普遍采用了非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高固有安全性，這要求余熱排出冷卻器的流阻盡量低以提高自然循環(huán)流量，船用核動(dòng)力裝置還要求余熱排出冷卻器緊湊體積小以節(jié)約堆艙布置空間。已有的余熱排出冷卻器大多數(shù)布置在安全殼或堆艙內(nèi)，堆芯余熱排至最終冷源還需要再經(jīng)過(guò)一次熱交換，如美國(guó)AP1000采用的核電技術(shù)的C型余熱排出換熱器，布置在安全殼冷卻水箱冷卻水內(nèi)，冷卻水蒸發(fā)在安全殼殼壁冷凝才能將熱量導(dǎo)出安全殼，有些余熱排出冷卻器在傳統(tǒng)換熱器的基礎(chǔ)上改進(jìn)流道和流程使其適應(yīng)自然循環(huán)系統(tǒng)，仍保留有殼側(cè)，如“一種用于超臨界水堆余熱排出的自然循環(huán)換熱器”（專利號(hào)：ZL201210301144.1）。此外，換熱管束在換熱過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱管束內(nèi)部壓力不均勻，導(dǎo)致流體分布不均勻，影響換熱。針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新的換熱器，從而解決上述的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種換熱器，所述換熱器包括管程側(cè)和殼程側(cè)，所述管程側(cè)包括進(jìn)口管、進(jìn)口腔室、傳熱管束、出口腔室和出口管，所述熱流體從進(jìn)口管進(jìn)入進(jìn)口腔室，依次通過(guò)傳熱管束、出口腔室和出口管；所述殼程側(cè)包括進(jìn)口通道、內(nèi)殼、外殼和出口腔室，所述冷流體依次通過(guò)進(jìn)口通道、內(nèi)殼和外殼限定的空間和出口腔室，其特征在于，所述換熱管內(nèi)部設(shè)置內(nèi)翅片，所述內(nèi)翅片將換熱管分為多個(gè)小通道，在內(nèi)翅片上設(shè)置連通孔，從而使相鄰的小通道彼此連通。作為優(yōu)選，所述的連通孔為正方形結(jié)構(gòu)，沿著冷卻劑的流動(dòng)方向，所述正方形的邊長(zhǎng)不斷的減少。作為優(yōu)選，沿著流體的流動(dòng)方向，所述連通孔的邊長(zhǎng)不斷的減少的幅度不斷增加。作為優(yōu)選，所述內(nèi)翅片為多個(gè)，內(nèi)翅片從圓管的中心軸線向外延伸，與圓管的內(nèi)壁連接，所述內(nèi)翅片之間的夾角相同。作為優(yōu)選，所述的連通孔為正方形結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)翅片為4個(gè)情況下，所述圓管的內(nèi)直徑為D，所述連通孔的邊長(zhǎng)B，所述同一翅片上相鄰的連通孔之間的距離為S，滿足如下關(guān)系：S/D*10>=a-b*LN(B/D*10)；其中a,b是參數(shù)，13<a<14,11<b<12;LN是對(duì)數(shù)函數(shù)；0.2<S/D<0.7；優(yōu)選為0.35-0.63;0.2<B/D<0.32.5<D<10m；0.7<B<2.1m。其中，S等于相鄰連通孔中心之間的距離。作為優(yōu)選，進(jìn)口腔室、傳熱管束、出口腔室設(shè)置在內(nèi)殼和外殼限定的空間內(nèi)，所述內(nèi)殼和外殼是弧狀布置，所述的傳熱管束呈弧形布置，所述傳熱管束的弧形和內(nèi)殼、外殼的弧形具有相同的圓心。作為優(yōu)選，所述的內(nèi)殼和外殼分別是堆艙的內(nèi)殼和外殼，所述的熱流體是高溫反應(yīng)堆的冷卻劑，所述的冷流體是冷卻水。作為優(yōu)選，所述出口通道比進(jìn)口通道設(shè)置的位置高，所述的進(jìn)口腔室比出口腔室設(shè)置的位置高。作為優(yōu)選，所述的連通孔為正方形結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)翅片為4個(gè)情況下，所述圓管的內(nèi)直徑為D，所述連通孔的邊長(zhǎng)B，所述同一翅片上相鄰的連通孔之間的距離為S，所述的圓管所在的圓弧的弧長(zhǎng)為H，連接所在的圓弧的兩端點(diǎn)的弦長(zhǎng)為S，則需要考慮彎曲所帶來(lái)的阻力變化，則上述公式變?yōu)椋海⊿/D*10）*(S/H)c>=a-b*LN(B/D*10)；其中c是參數(shù)，0.3<c<0.5。作為優(yōu)選，其中圓弧所在的弧度為45-75度。作為優(yōu)選，所述傳熱管束外壁向外延伸的金屬桿，所述金屬桿端部為尖狀結(jié)構(gòu)，從傳熱管束外壁箱所述金屬桿的端部的方向與冷流體的流動(dòng)方向的相對(duì)。作為優(yōu)選，所述金屬桿為多個(gè)，金屬桿的分布密度M作為距離進(jìn)口通道的函數(shù)F（S），即M=F(S),在同一根換熱管束上，F(xiàn)’(S)>0，其中F’(S)是F（S）的一次導(dǎo)數(shù)。作為優(yōu)選，F(xiàn)"(S)>0，其中F"(S)是F（S）的二次導(dǎo)數(shù)。作為優(yōu)選，金屬桿的分布密度M作為高度的函數(shù)F（H），即M=F(H),F’(H)>0，其中F’(H)是F（H）的一次導(dǎo)數(shù)。作為優(yōu)選，F(xiàn)"(H)>0，其中F"(H)是F（H）的二次導(dǎo)數(shù)。作為優(yōu)選，在出口通道設(shè)置孔板。作為優(yōu)選，所述的進(jìn)口管和出口管為柔性管。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的具有如下的優(yōu)點(diǎn)：1）通過(guò)管內(nèi)設(shè)置內(nèi)翅片，增強(qiáng)了換熱，而且均衡了內(nèi)部壓力，而且通過(guò)優(yōu)化內(nèi)翅片的結(jié)構(gòu)，滿足余熱換熱器的壓力和換熱需要。1）換熱器的換熱管束為弧形結(jié)構(gòu)，而且與內(nèi)殼和外殼具有相同的弧形結(jié)構(gòu)，可以在內(nèi)殼和外殼的空間內(nèi)自由地?zé)崦浝淇s。2）換熱管外部設(shè)置端部為尖狀的桿，可以在氣液兩相流的流動(dòng)中，一方面可以破壞層流底層，增加傳熱面積進(jìn)行強(qiáng)化傳熱，而且因?yàn)槭菞U，流動(dòng)阻力小，也不會(huì)增加殼程的流動(dòng)阻力，而且通過(guò)設(shè)置尖端部，能夠刺破氣泡，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大氣液界面以及氣相邊界層并增強(qiáng)擾動(dòng)。3）通過(guò)設(shè)置金屬桿沿著流體流動(dòng)方向以及高度方向上的規(guī)律變化，進(jìn)一步的提高了換熱效果。4）余熱排出冷卻器布置在安全殼或堆艙外，不占用安全殼或堆艙布置空間；5）余熱排出冷卻器浸泡在冷卻水大空間內(nèi)，堆芯余熱排出至最終冷源只需要一次熱交換，大大縮短了余熱排出的路徑，提高了響應(yīng)速率；6）余熱排出冷卻器沒有設(shè)置專門的殼程殼體，而是利用了安全殼或堆艙的內(nèi)殼和外殼之間的夾層，流阻非常低，大大提高了自然循環(huán)能力。7）換熱器的高度位置可在夾層內(nèi)上下調(diào)整，不受堆艙內(nèi)其他設(shè)備管道的干涉限制，即可調(diào)節(jié)管程和殼程冷熱芯高度差，從而實(shí)現(xiàn)管程和殼程的自然循環(huán)能力和載熱能力的匹配。附圖說(shuō)明圖1是低流阻緊湊式余熱排出冷卻器示意圖；圖2是設(shè)置金屬桿的換熱管束的切面示意圖；圖3是設(shè)置金屬桿的另一換熱管束的切面示意圖；圖4是設(shè)置內(nèi)翅片的換熱管的切面示意圖；圖5是換熱管束展開的平面示意圖。圖中：1-進(jìn)口管；2-進(jìn)口腔室；3-傳熱管束；4-出口腔室；5-出口管；6-進(jìn)口通道；7-內(nèi)殼；8-外殼；9-出口通道；10-堆艙；11-冷源。3-1金屬桿，3-1-1尖狀結(jié)構(gòu)，3-1-2傾斜部分，水平部分3-1-3,3-2內(nèi)翅片，3-3小通道。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。本文中，如果沒有特殊說(shuō)明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。如圖1所示，一種換熱器，所述換熱器包括管程側(cè)和殼程側(cè)，所述管程側(cè)包括進(jìn)口管1、進(jìn)口腔室2、傳熱管束3、出口腔室4和出口管5，所述熱流體從進(jìn)口管1進(jìn)入進(jìn)口腔室2，依次通過(guò)傳熱管束3、出口腔室4和出口管5；所述殼程側(cè)包括進(jìn)口通道6、內(nèi)殼7、外殼8和出口通道9，所述冷流體依次通過(guò)進(jìn)口通道6、內(nèi)殼7和外殼8限定的空間和出口通道9，進(jìn)口腔室2、傳熱管束3、出口腔室4設(shè)置在內(nèi)殼和外殼限定的空間內(nèi)，所述內(nèi)殼7和外殼8是弧狀布置，所述的傳熱管束3呈弧形布置，所述傳熱管束3的弧形和內(nèi)殼7、外殼8的弧形具有相同的圓心。通過(guò)上述相同圓心結(jié)構(gòu)的弧狀設(shè)置，而且將進(jìn)口腔室2和出口腔室4設(shè)置在內(nèi)殼和外殼形成的弧狀空間內(nèi)，所述傳熱管束3可以在內(nèi)殼和外殼形成的弧狀空間內(nèi)自由地?zé)崦浝淇s，因此換熱管束適用的溫度范圍和流體范圍更廣泛，大大拓展了換熱器的應(yīng)用范圍。作為優(yōu)選，所述的進(jìn)口管1和出口管2的與進(jìn)口腔室2和出口腔室4相連接的部分也設(shè)置在弧狀空間內(nèi)，而且作為優(yōu)選，所述進(jìn)口管1和出口管2與進(jìn)口腔室2和出口腔室4相連接的部分為柔性結(jié)構(gòu)或者彈性結(jié)構(gòu)。通過(guò)設(shè)置柔性結(jié)構(gòu)或者彈性結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步方便換熱管束3在弧形空間內(nèi)的自由地伸縮。作為優(yōu)選，如圖2所示，所述傳熱管束3外壁向外延伸的金屬桿3-1，所述金屬桿3-1端部為尖狀結(jié)構(gòu)3-1-1，從傳熱管束3外壁箱所述金屬桿3-1的端部的方向與冷流體的流動(dòng)方向相對(duì)。即尖狀結(jié)構(gòu)迎面對(duì)著流來(lái)的冷流體。如圖2所示箭頭所指的流動(dòng)方向。作為優(yōu)選，如圖2所示，所述金屬桿3-1與傳熱管束3外壁面的夾角A是30－60度，進(jìn)一步優(yōu)選為40－45度。作為優(yōu)選，如圖2所示，相鄰的換熱管束的管子中心之間的距離為換熱管束外管直徑的1.7-2.5倍，金屬桿3-1的端部的尖狀結(jié)構(gòu)3-1-1距離換熱管束3的外管壁的距離h優(yōu)選為外管直徑的0.4-0.6倍。通過(guò)上述優(yōu)選的夾角和距離，使得阻力較小的情況下，實(shí)現(xiàn)很好的換熱效果。換熱管3外部設(shè)置端部為尖狀的桿，可以在氣液兩相流的流動(dòng)中，一方面可以破壞層流底層，并且增加傳熱面積進(jìn)行強(qiáng)化傳熱，而且因?yàn)槭菞U，流動(dòng)阻力小，也不會(huì)增加殼程的流動(dòng)阻力，而且通過(guò)設(shè)置尖端部，能夠刺破氣液兩相流中的氣泡，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大氣液界面以及氣相邊界層并增強(qiáng)擾動(dòng)。因此通過(guò)設(shè)置尖狀的桿，大大的提高了殼程側(cè)的換熱系數(shù)。作為優(yōu)選，所述金屬桿3-1為多個(gè)，金屬桿3-1的分布密度M作為距離進(jìn)口通道6的函數(shù)F（S），即M=F(S),在同一根換熱管束上，F(xiàn)’(S)>0，其中F’(S)是F（S）的一次導(dǎo)數(shù)。即沿著冷流體的流動(dòng)方向，所述的金屬桿3-1的分布密度越來(lái)越大。因?yàn)檠刂黧w的流動(dòng)方向，殼程的冷流體溫度越來(lái)越高，從而導(dǎo)致的氣液兩相流中的氣體也越來(lái)越多，因此通過(guò)有規(guī)律的設(shè)置多個(gè)尖狀金屬桿3-1，可以進(jìn)一步提高換熱系數(shù)，節(jié)約材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，有規(guī)律地設(shè)置金屬桿3-1的分布密度，能夠增加20％左右的換熱效率，而且還能降低5％左右的流動(dòng)阻力。作為優(yōu)選，F(xiàn)"(S)>0，其中F"(S)是F（S）的二次導(dǎo)數(shù)。即即沿著冷流體的流動(dòng)方向，所述的金屬桿3-1的分布密度越來(lái)越大的幅度不斷的增大。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，氣體的增長(zhǎng)不是隨著距離線型的增長(zhǎng)，而且呈增加式的增長(zhǎng)，因此通過(guò)設(shè)置上述的規(guī)律變化，進(jìn)一步提高換熱效率。作為優(yōu)選，金屬桿3-1也是弧狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)如此設(shè)置，保證和冷流體的流動(dòng)方向相對(duì)應(yīng)，提高擾流效果。作為優(yōu)選，金屬桿3-1包括連接換熱管束的傾斜部分3-1-2和與傾斜部分3-1-2相連并且與換熱管束平行的平行部分3-1-3。所述的尖部3-1-1設(shè)置在平行部分3-1-3的端部。作為優(yōu)選，所述的平行部分3-1-3金屬桿是弧狀結(jié)構(gòu)，平行部分3-1-3所在的圓弧和換熱管束3的圓弧所在的圓心是同一個(gè)。通過(guò)設(shè)置平行部分3-1-3，可以使尖部3-1-1直插冷卻流體的流動(dòng)方向，提高換熱效果。作為優(yōu)選，如圖3所示，所述傾斜部分3-1-2與換熱管束管壁的夾角A為45－70度，優(yōu)選為55－60度。通過(guò)上述優(yōu)選的夾角，使得阻力較小的情況下，實(shí)現(xiàn)很好的換熱效果。作為優(yōu)選，所述的換熱器應(yīng)用于核反應(yīng)堆中的堆艙10內(nèi)的堆芯余熱的排出。所述的內(nèi)殼和外殼分別是堆艙10的內(nèi)殼和外殼，所述的熱流體是反應(yīng)堆的冷卻劑，所述冷卻劑所述的冷流體是冷卻水。反應(yīng)堆冷卻劑從堆芯出發(fā)，依次流過(guò)余熱排出冷卻器管程的進(jìn)口管1、進(jìn)口腔2室、傳熱管束3、出口腔室4和出口管5，被余熱排出冷卻器殼程夾層內(nèi)的冷卻水冷卻后，返回堆芯。冷卻水從冷源11下部出發(fā)，依次流過(guò)余熱排出冷卻器殼程的進(jìn)口通道6、內(nèi)殼7和外殼8放入夾層、出口通道9，被余熱排出冷卻器管程的反應(yīng)堆冷卻劑加熱后，向上流入冷源11。通過(guò)設(shè)置在夾層中，使得換熱器的高度位置可在夾層內(nèi)上下調(diào)整，不受堆艙10內(nèi)其他設(shè)備管道的干涉限制，即可調(diào)節(jié)管程和殼程冷熱芯高度差，從而實(shí)現(xiàn)管程和殼程的自然循環(huán)能力和載熱能力的匹配。而且通過(guò)設(shè)置在夾層中，可以充分利用堆艙10的空間，余熱排出冷卻器殼程利用了內(nèi)殼和外殼之間的夾層空間，沒有增加額外的設(shè)備、管道、閥門及附件等結(jié)構(gòu)，整個(gè)殼程流道的路徑較短，截面較寬，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，具有低流阻的特點(diǎn)。作為優(yōu)選，所述出口通道9比進(jìn)口通道6設(shè)置的位置高，所述的進(jìn)口腔室2比出口腔室4設(shè)置的位置高。通過(guò)上述的設(shè)置，換熱器的管程和殼程的可建立自然循環(huán)流動(dòng)，持續(xù)地將堆艙內(nèi)的堆芯余熱排出至冷源。作為優(yōu)選，金屬桿3-1的分布密度M作為高度的函數(shù)F（H），即M=F(H),F’(H)>0，其中F’(H)是F（H）的一次導(dǎo)數(shù)。即隨著高度的增加，所述的金屬桿3-1分布密度越來(lái)越大。因?yàn)殡S著高度的增加，氣液兩相中的氣體越來(lái)越多，因此通過(guò)增加金屬桿3-1密度，可以進(jìn)一步按照規(guī)律分布金屬桿，提高換熱系數(shù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，能夠提高15％－18％左右傳熱系數(shù)，而且還能夠進(jìn)一步降低3％的流動(dòng)阻力。作為優(yōu)選，F(xiàn)"(H)>0，其中F"(H)是F（H）的二次導(dǎo)數(shù)。即隨著高度的增加，所述的金屬桿3-1分布密度越來(lái)越大的幅度不斷的增加。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著高度的增加，氣泡的增加不是線型增加，而是增長(zhǎng)幅度越來(lái)越高，因此通過(guò)設(shè)置，進(jìn)一步提高還熱系數(shù)。作為優(yōu)選，在出口通道9設(shè)置孔板。通過(guò)設(shè)置孔板，在冷卻水沸騰時(shí)可起到均流和抑制倒流的作用，保持兩相自然循環(huán)流動(dòng)穩(wěn)定作為優(yōu)選，所述換熱管束為橫截面為圓形的多根換熱管3。如圖4所示，所述換熱管3內(nèi)部設(shè)置內(nèi)翅片3-2，所述內(nèi)翅片3-2將換熱管分為多個(gè)小通道3-3，在內(nèi)翅片上設(shè)置連通孔3-2-1，從而使相鄰的小通道3-3彼此連通。通過(guò)設(shè)置內(nèi)翅片3-2，將換熱管分為多個(gè)小通道3-3，進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱，但是相應(yīng)的流體流動(dòng)的壓力增加。通過(guò)設(shè)置連通孔3-2-1，保證相鄰的小通道3-3之間的連通，從而使得壓力大的小通道內(nèi)的流體可以向鄰近的壓力小的小通道內(nèi)流動(dòng)，解決冷凝端的內(nèi)部各個(gè)小流道26壓力不均勻以及局部壓力過(guò)大的問(wèn)題，從而促進(jìn)了流體在換熱通道內(nèi)的充分流動(dòng)，同時(shí)通過(guò)連通孔的設(shè)置，也降低了換熱管內(nèi)部的壓力，提高了換熱效率。優(yōu)選的，沿著冷卻劑的流動(dòng)方向，，所述連通孔的面積不斷的減少。所述的連通孔3-2-1為正方形結(jié)構(gòu)，沿著冷卻劑的流動(dòng)方向，所述正方形的邊長(zhǎng)不斷的減少。作為優(yōu)選，所述正方形的對(duì)角線與換熱管束的軸線平行。沿著流體的流動(dòng)方向，換熱管內(nèi)的流體不斷的冷凝，氣液兩相流的中的汽體也逐漸的冷凝為液體，使得換熱管內(nèi)的壓力不斷的降低，而且因?yàn)檫B通孔3-2-1的存在，使得熱管內(nèi)部的壓力分配越來(lái)越均勻，因此連通孔的面積不需要很大，通過(guò)設(shè)置不斷的減小，從而使得在保證熱管內(nèi)部壓力均勻和壓力的情況下，通過(guò)連通孔面積的減少來(lái)增加換熱面積，從而提高換熱效率。優(yōu)選的，沿著流體的流動(dòng)方向，所述連通孔3-2-1的面積不斷的減少的幅度不斷增加。通過(guò)如此設(shè)置，也是符合流動(dòng)壓力的變化規(guī)律，進(jìn)一步降低流動(dòng)阻力的同時(shí)，提高換熱效率。通過(guò)如此設(shè)置，通過(guò)是實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可以提高10%左右的換熱效率，同時(shí)阻力基本保持不變。優(yōu)選的，沿著流體的流動(dòng)方向，連通孔的分布數(shù)量越來(lái)越少，進(jìn)一步優(yōu)選，所述連通孔數(shù)量16不斷的減少的幅度不斷增加。通過(guò)上述數(shù)量的分布原理與面積減少原理相同，通過(guò)數(shù)量分布少來(lái)減少面積。優(yōu)選的，連通孔3-2-1的形狀為圓形。優(yōu)選的，所述內(nèi)翅片3-2為多個(gè)，內(nèi)翅片3-2從圓管的中心軸線向外延伸，與圓管的內(nèi)壁連接，所述內(nèi)翅片3-2之間的夾角相同。通過(guò)內(nèi)翅片之間的夾角相同，可以使得換熱管內(nèi)部流體分配保持均勻，壓力分配也相應(yīng)的保持均衡。優(yōu)選的，所述內(nèi)翅片3-2為4個(gè)，如圖4所示。所述內(nèi)翅片之間的夾角為90°。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，連通孔3-2-1的面積不能過(guò)小，過(guò)小的話會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)阻力的增加，而且連通孔3-2-1的最小的面積與圓管管徑有關(guān)，一般的是管徑越大，則連通孔面積就可以設(shè)計(jì)的越小，管徑越小，連通孔3-2-1的面積可以設(shè)計(jì)的越大，因此連通孔3-2-1與圓管管徑及其相鄰連通孔3-2-1之間的距離必須滿足一定要求，否則就會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)阻力過(guò)大。所述內(nèi)翅片為4個(gè)情況下，所述圓管的內(nèi)直徑為D，所述正方形連通孔的邊長(zhǎng)B，所述同一翅片上相鄰的連通孔之間的距離為S，滿足如下關(guān)系：S/D*10>=a-b*LN(B/D*10)；其中a,b是參數(shù)，13<a<14,11<b<12;LN是對(duì)數(shù)函數(shù)；0.2<S/D<0.7；優(yōu)選為0.35-0.63;0.2<B/D<0.32.5<D<10m；0.7<B<2.1m。其中，S等于相鄰連通孔3-2-1中心之間的距離。如圖4、5所示的左右相鄰和上下相鄰的連通孔中心之間的距離。進(jìn)一步優(yōu)選，10<S<45mm。優(yōu)選的，隨著B/D的增加，所述的a,c增加，b減小。作為優(yōu)選，S/D*10=-b*LN(B/D*10)。此時(shí)換熱效果達(dá)到最佳，流動(dòng)阻力恰好滿足要求。如果換熱管束為弧狀，例如如圖1所示，所述的圓管所在的圓弧的弧長(zhǎng)為H，連接所在的圓弧的兩端點(diǎn)的弦長(zhǎng)為S，則需要考慮彎曲所帶來(lái)的阻力變化，則上述公式變?yōu)椋海⊿/D*10）*(S/H)c>=a-b*LN(B/D*10)；其中c是參數(shù)，0.3<c<0.5;進(jìn)一步優(yōu)選，0.38<c<0.41；其中圓弧所在的弧度為45-75度，進(jìn)一步優(yōu)選為50－60度。上述的度都是角度。其他的參數(shù)選擇保持不變。作為優(yōu)選，（S/D*10）*(S/H)c>=a-b*LN(B/D*10)，此時(shí)換熱效果達(dá)到最佳，流動(dòng)阻力恰好滿足要求。作為優(yōu)選，如圖4、5所示，每個(gè)內(nèi)翅片上設(shè)置多排連通孔3-2-1，所述多個(gè)連通孔3-2-1可以設(shè)置為錯(cuò)排結(jié)構(gòu)。通過(guò)錯(cuò)排接構(gòu)，可以進(jìn)一步提高換熱，降低壓力。作為在核反應(yīng)冷卻中的應(yīng)用，如圖1所示，低流阻緊湊式余熱排出冷卻器殼程的內(nèi)殼7為外徑φ18m圓筒形結(jié)構(gòu)，外殼8亦為內(nèi)徑φ20m圓筒形結(jié)構(gòu)，兩者之間存在一個(gè)寬約1m的環(huán)形夾層，夾層下部設(shè)置內(nèi)徑φ0.8m圓形進(jìn)口通道6，夾層上部設(shè)置有內(nèi)徑φ0.8m圓形出口通道9，夾層通過(guò)進(jìn)口通道6和出口通道9與冷源11空間相連通，夾層內(nèi)充滿冷卻水。低流阻緊湊式余熱排出冷卻器管程的傳熱管束3、進(jìn)口腔室2和出口腔室4浸泡在夾層內(nèi)的冷卻水中，傳熱管束3由100根φ20mm、平均長(zhǎng)度約為11m的傳熱管呈圓弧形布置而成，進(jìn)口管1和出口管5內(nèi)徑φ0.25m的圓管，貫穿內(nèi)殼7并與堆芯相連通。如圖1所示，在管程，高溫反應(yīng)堆冷卻劑經(jīng)進(jìn)口管1流入進(jìn)口腔室2，再分流至100根傳熱管內(nèi)，被殼程冷卻水冷卻，冷卻后的低溫反應(yīng)堆冷卻劑匯入出口腔室4，再經(jīng)出口管5返回堆芯，在此過(guò)程中傳熱管受熱伸長(zhǎng)變形，但熱應(yīng)力因傳熱管束3的圓弧形布置方式得以自動(dòng)消除。在殼程，冷卻水被反應(yīng)堆冷卻劑加熱升溫向上流動(dòng)，經(jīng)出口通道9排入冷源11上部，而冷源11下部的低溫冷卻水亦不斷地從進(jìn)口通道6吸入夾層，由于余熱排出冷卻器殼程通道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易具有阻力較小的特點(diǎn)，因此形成較大流量的持續(xù)自然循環(huán)流動(dòng)。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。