[实用新型]一种节能型多晶硅还原炉

说明书

本实用新型涉及多晶硅装备技术领域，具体为一种节能型多晶硅还原炉，包括炉体钟罩和位于炉体钟罩下端的底盘，炉体钟罩包括位于底盘上端的钟罩直筒和位于钟罩直筒上端的钟罩封头，钟罩封头和钟罩直筒的内侧面均设置有钟罩内层，且钟罩封头和钟罩直筒的外侧面均设置有钟罩外层，钟罩外层和钟罩内层之间设置有钟罩空腔，钟罩空腔分为直筒空腔和封头空腔。本设计的多晶硅还原炉内壁采用银或金材质，对来自硅芯的红外光具有高达90％以上的反射率，可以将大部分来自硅芯的红外辐射保存在还原炉内，能够有效减少还原炉冷却水带走的能量，此外，组分单一的中间层和面层可以阻挡多组分不锈钢或碳钢向物料释放杂质，能够提高多晶硅的纯度。

技术领域

本实用新型涉及多晶硅装备技术领域，具体是一种节能型多晶硅还原炉。

背景技术

多晶硅是微电子行业和光伏行业的基础材料，而改良西门子法是当下制备多晶硅的主流方法。改良西门子法的特点是：在钟罩式化学气相沉积(CVD)反应器(行业术语为多晶硅还原炉)中，以通电自加热至温度为950-1150℃的细硅芯为沉积载体，通入多晶硅还原炉的三氯氢硅与氢气在热硅芯表面发生氢还原反应，被还原的硅沉积在硅芯表面，随着氢还原反应的进行，硅芯的直径逐渐变大，直至达到规定的尺寸，最终以多晶硅棒的形式采出。

多晶硅还原炉主要材质为不锈钢，为了避免多晶硅还原炉运行过程中因内壁温度过高而使不锈钢材料蠕变失效的问题，通常在外壁和内壁间的夹套内通入低温水进行冷却，使内壁温度保持在300℃以下。在多晶硅还原炉运行过程中，硅棒表面发射出大量红外电磁波，到达内壁表面的红外电磁波几乎全部被吸收，并转化为内壁的内热能，然后传导至高热容的低温冷却水。据统计，夹套冷却水带走的热量约占多晶硅还原炉总输入能量的60％以上。

且不锈钢由镍、铬、铁、钼、碳、磷等多种成分组成。在多晶硅还原炉运行过程中，多晶硅会通过物料间接与不锈钢壁发生质量交换，不锈钢中的杂质会进入到多晶硅中并随硅原子沉积成为多晶硅的体杂质，最终影响多晶硅的应用性能。因此，本领域技术人员提供了一种节能型多晶硅还原炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种节能型多晶硅还原炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种节能型多晶硅还原炉，包括炉体钟罩和位于炉体钟罩下端的底盘，所述炉体钟罩包括位于底盘上端的钟罩直筒和位于钟罩直筒上端的钟罩封头，所述钟罩封头和钟罩直筒的内侧面均设置有钟罩内层，且钟罩封头和钟罩直筒的外侧面均设置有钟罩外层，所述钟罩外层和钟罩内层之间设置有钟罩空腔，所述钟罩空腔分为直筒空腔和封头空腔，所述直筒空腔位于钟罩直筒的内部，所述封头空腔位于钟罩封头内部；

所述底盘的内侧面设置有底盘内层，且底盘的外侧面设置有底盘外层，所述底盘内层和底盘外层之间设置有底盘空腔，所述底盘的一侧面设置有底腔出水口，且底盘的另一侧面安装有底腔进水口；

所述底盘内层和钟罩内层均包括基层以及位于基层内侧面的中间层，所述中间层的内侧面设置有面层；

所述钟罩直筒的外侧面上端连通直筒空腔处设置有直筒出水口，且钟罩直筒的外侧面下端连通直筒空腔处设置有直筒进水口，所述钟罩封头的上端中部连通封头空腔处设置有封头出水口，且钟罩封头的外侧面下端连通封头空腔处设置有封头进水口。

作为本实用新型进一步的方案：所述炉体钟罩与底盘之间设置有法兰盘，且炉体钟罩与底盘通过法兰和螺栓相连接，所述钟罩封头为一种弧形结构。

作为本实用新型再进一步的方案：所述直筒空腔和封头空腔的连接处设置有密封隔板，且直筒空腔和封头空腔内均填充有冷却水，所述封头空腔内的冷却水温度比直筒空腔的冷却水温度低5％-20％，且封头空腔内冷却水的流速比直筒空腔冷却水的流速高0％-10％。

作为本实用新型再进一步的方案：所述基层为一种碳钢或316L不锈钢材质，所述中间层为一种钛或铜或铬或铁或镍材质，所述面层为一种银或金材质。