[发明专利]热交换设备

权利要求书

1.一种用于在第一工艺流与第二工艺流之间传热的热交换设备，所述热交换设备包括：

外壳；

位于所述外壳内的管，所述管具有竖直部分和横向于所述竖直部分的水平部分，所述外壳和管形成所述外壳与所述管之间的环形腔室；和

位于所述环形腔室内的挡板。

2.如权利要求1所述的热交换设备，其中，所述挡板是螺旋挡板。

3.如权利要求2所述的热交换设备，其中，所述螺旋挡板具有外缘和内缘，所述外缘与所述外壳接触且所述内缘与所述管接触。

4.如权利要求1所述的热交换设备，其中，所述管的竖直部分和水平部分形成接合部，所述管的竖直部分和水平部分中的至少一者包括基部和配置在所述基部上以减轻所述接合部处的侵蚀的保护衬套。

5.如权利要求4所述的热交换设备，其中，所述衬套包括石墨、钨、碳化物或钴-铬合金。

6.如权利要求1所述的热交换设备，其中，所述管的竖直部分包括上节段和下节段，所述上节段和下节段通过膨胀接头连接。

7.如权利要求1所述的热交换设备，包括单个管。

8.如权利要求1所述的热交换设备，其中，所述外壳包括多个节段，每个节段具有入口和出口。

9.如权利要求8所述的热交换设备，其中，所述外壳包括竖直节段和水平节段，所述管的水平部分与所述外壳的水平节段结合配置且所述管的竖直部分与所述外壳的竖直节段结合配置。

10.如权利要求9所述的热交换设备，其中，所述管的水平部分是第一水平部分并且所述外壳的水平节段是第一水平节段，所述设备还包括：

所述管的第二水平部分，所述管的竖直部分配置在所述第一水平部分与所述第二水平部分之间；和

所述外壳的第二水平节段，所述管的第二水平部分与所述外壳的第二水平节段结合配置。

11.如权利要求8所述的热交换设备，其中，所述管的竖直部分包括上节段和下节段，所述上节段和所述下节段通过膨胀接头连接，所述外壳包括上竖直节段和下竖直节段，所述管的上竖直节段配置在所述外壳的上竖直节段内并且所述管的下竖直节段配置在所述外壳的下竖直节段内。

12.如权利要求1所述的热交换设备，所述热交换设备与第一工艺流相结合，所述第一工艺流从所述环形腔室通过，所述第一工艺流包括冷却水。

13.如权利要求12所述的热交换设备，所述热交换设备与第二工艺流相结合，所述第二工艺流从所述管通过，所述第二工艺流包括氢气。

14.如权利要求1所述的热交换设备，其中，所述管的竖直部分具有在约70与约110之间的纵横比，所述管的水平部分具有在约15与约45之间的纵横比。

15.如权利要求1所述的热交换设备，其中，所述管的竖直部分具有在约80与约100之间的纵横比，所述管的水平部分具有在约20与约40之间的纵横比。

16.一种用于利用根据权利要求1所述的热交换设备在两股工艺流之间传热的方法，所述方法包括：

将第一工艺流导入形成在所述外壳和所述管之间的环形腔室中；以及

将第二工艺流导入所述管中。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一工艺流包括冷却液。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述第二工艺流包括来自用于生产多晶硅的流化床反应器的流出气体。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述第一工艺流和所述第二工艺流在它们从所述热交换设备通过时处于对流布置结构中。

20.一种用于生产多晶硅的系统，所述系统包括：

用于使含硅化合物热分解的流化床反应器；

如权利要求1所述的热交换设备，所述热交换设备的管与所述流化床反应器流体连通；

用于从流出物除去颗粒状细粉的过滤器组件，所述过滤器组件与所述热交换设备流体连通。

21.如权利要求20所述的系统，其中，所述热交换设备和所述流化床反应器各自具有高度，其中所述流化床反应器的高度与所述热交换设备的高度的比率小于约1.5。

22.一种用于在根据权利要求20所述的系统中生产多晶硅的方法，所述方法包括：

将包括可热分解的含硅化合物的进料气体导入所述流化床反应器中以产生多晶硅和流出气体；

将所述流出气体导入所述热交换设备的管中；

使冷却液循环通过所述热交换设备的环形腔室，所述冷却液和流出气体在它们从所述热交换设备通过时处于对流布置结构中以冷却所述流出气体；以及

将经冷却的流出气体导入所述过滤器组件中。