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本发明属于热管反应堆技术领域,特别涉及一种热管堆系统设计和非能动热管堆余热排出系统及方法,包括:堆芯,两侧分别插有热管;燃料设计为六棱柱蜂窝孔状,热管安插孔内部与燃料紧密接触直接传热;第一热管换热器,与所述堆芯一侧的所述热管热交换;第二热管换热器,与所述堆芯另一侧的所述热管热交换;热动转换系统,向所述第一热管换热器和所述第二热管换热器送入冷流体,并吸收热量成为热流体返回;本发明可以减少堆芯传热过程中的传热路径、降低热阻,同时可以降低对高温热管长度的需求,且能实现无限时的非能动堆芯余热排出。