本发明实施例涉及深海核动力系统技术领域，提供一种热管堆余热排出系统。所述热管堆余热排出系统包括热管堆和换热器，所述热管堆的热管处于水平横卧状态，所述换热器包括外壳，所述热管贯穿插设于所述外壳，所述外壳包括内层壳体与外层壳体，所述外壳上下相对位置分别设置有出水口和进水口，所述出水口和所述进水口使所述内层壳体的内部与所述外层壳体的外部连通。本发明实施例提供的热管堆余热排出系统，在实现非能动地排出热管堆的余热的同时，相比于传统的反应堆余热排出系统，省去了专门的冷却器，简化了系统结构，减小了系统体积，节省了宝贵的舱内空间，能够适用于内部空间极为狭小的水下航行器。