[实用新型]用于多晶硅还原炉的冷却系统

说明书

本实用新型涉及用于多晶硅还原炉的冷却系统，属于多晶硅生产中冷却技术领域。包括炉筒冷却水系统和停炉冷却水系统，炉筒冷却水系统包括炉筒冷却水回管、炉筒冷却水发生器和炉筒冷却水进管，停炉冷却水系统包括停炉冷却水回管、停炉冷却水发生器和停炉冷却水进管，炉筒冷却水进管上设置有控制阀Ⅰ，炉筒冷却水回管上设置有控制阀Ⅱ；停炉冷却水进管上设置有控制阀Ⅲ，停炉冷却水回管上设置有控制阀Ⅳ；停炉冷却水进管通过支管与停炉冷却水回管连通，支管上设置有控制阀Ⅴ。根据生产线上的实际需求，进行自由切换，防止炉筒夹套内部出现汽化闪蒸的水锤现象，使设备稳定性更高。

技术领域

本实用新型涉及一种冷却系统，尤其涉及用于多晶硅还原炉的冷却系统，属于多晶硅生产中冷却技术领域。

背景技术

多晶硅还原炉是多晶硅生产中的核心设备，也是决定系统产能、能耗的关键环节。因此，多晶硅还原炉的设计和制造，直接影响到产品的质量、产量和生产成本。随着全球经济危机的影响下，多晶硅的价格持续下降，产业利润不断被压缩，市场竞争日趋激烈。因此，有效降低多晶硅能耗，提高产品质量，提高生产效率，是目前多晶硅生产企业需要解决的重要问题。

在多晶硅生产中，主要采用“改良西门子法”，其中，将一定配比的三氯氢硅和氢气的混合气体通入至还原炉中，自还原炉底盘上的进气口喷入，在高于1000℃的温度下发生气相化学沉积反应，反应生成的硅晶体沉积于通电的硅芯上，随着反应的持续进行，硅芯不断生长最终达到产品要求。待还原炉运行一定周期后，会进行拆炉作业，将生长结束的硅棒取出，再重新装入硅芯进行生长，但由于还原炉内部硅芯需维持在高于1000℃的温度下进行生产，因此，还原炉运行完毕后，先对炉内工艺气体用氮气置换合格，再将还原炉夹套通过停炉冷却水系统进行封闭式循环，换热器用循环冷却水进行热交换降温，将硅棒表面温度降低，达到可直接拆炉的温度条件（硅棒表面温度＜55℃）。

但在现有还原炉的冷却系统中，炉筒夹套与停炉冷却水系统断开后，炉筒夹套中还存在一定温度（150℃）和一定压力（9kg），而停炉冷却水的压力有限（只能达到3kg），为了建立停炉冷却循环，即先将炉筒夹套中压力泄到停炉冷却水系统中，降低压力（比如：1kg左右），再启动停炉冷却水系统，停炉冷却水系统与炉筒夹套建立小循环进行冷却。由于，停炉冷却水系统每次使用完毕后，管道中冷却水已排净，管道内为常压，当一定温度（比如：150）的夹套泄压至停炉冷却水系统回水管道时，会发生降压闪蒸，形成水夹汽的水锤现象，对管道震动大，易造成管道焊缝冰裂，产生安全隐患。

现有技术“CN201910669979.4多晶硅还原炉的冷却系统和方法”及“CN201921175361.4多晶硅还原炉的冷却系统”中公开：还原炉，包括钟罩和底盘，钟罩具有冷却水第一入口和钟罩高温水出口，底盘具有冷却水第二入口和底盘高温水出口，底盘高温水出口与冷却水第一入口和/或所述冷却水第二入口相连；换热装置，具有钟罩高温水入口和换热后冷却水出口，钟罩高温水入口与钟罩高温水出口相连，换热后冷却水出口与冷却水第一入口和/或冷却水第二入口相连。采用该系统既显著简化了现有多晶硅还原炉冷却系统的管道，又实现了对钟罩高温水和底盘高温水热量的高效、分级回收利用，同时显著降低了多晶硅还原炉冷却水的远距离循环使用量并实现多晶硅还原炉的安全稳定运行。

现有技术“CN201720188517.7一种多晶硅还原炉冷却装置”中公开：包括第一水箱、第二水箱、还原本体和还原炉底盘，第一水箱设置有第一冷却水管，第一冷却水管环绕还原炉底盘后与第一水箱连接，还原炉本体设置有尾气排放管，第二水箱设置有第二冷却水管，第二冷却水管螺旋环绕尾气排放管后与第二水箱连接，第一冷却水管设置有温度传感器，第二冷却水管设置有温度传感器，第一冷却水管设置有减压阀，第二冷却水管设置有减压阀，减压阀中设置有用于无线连接温度传感器的信号接收芯片，第一水箱与第二水箱均设有水泵。该实用新型解决了传统多晶硅还原炉冷却装置的结构复杂，工作效率不高，浪费资源的问题。

发明内容