專利名稱：余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于多晶硅生產(chǎn)中還原爐的冷卻裝置，主要 涉及一種余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置。
背景技術(shù)：
多晶硅還原爐是生產(chǎn)多晶硅的專用設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)中，多晶硅還 原爐的爐體結(jié)構(gòu)是一個(gè)帶有冷卻夾套的鐘罩式還原爐，其主要冷卻方 式是利用夾套內(nèi)的冷卻介質(zhì)(通常為水或?qū)嵊?吸收并帶走爐內(nèi)高 溫輻射在內(nèi)爐壁上的熱量，用于加熱需要加熱的設(shè)備，水或?qū)嵊歪?放出熱能后，又返回還原爐夾套去冷卻內(nèi)爐壁，如此循環(huán)，使得還原 爐的余熱得到利用。為適應(yīng)這種方式，通常需要在還原爐夾套內(nèi)設(shè)置 螺旋式導(dǎo)流板或?qū)Я鞴?，由于需要加熱的設(shè)備的溫度大多數(shù)都在
15(TC以上，因此水或?qū)嵊托枰?5(TC以上的溫度下工作。目前
這種方法有四點(diǎn)不足①由于利用溫差式的加熱和冷卻，傳熱效率
很低，需要很大的循環(huán)量，并且高溫水循環(huán)需要較高的壓力(否則會(huì) 產(chǎn)生蒸汽)，因此其使用的循環(huán)動(dòng)力機(jī)械所輸送的介質(zhì)溫度高、流量 大，壓力高，需要的動(dòng)力耗能較大。②由于傳熱效率很低，利用其
余熱的換熱器的換熱面積也較大。(D為了防止水或?qū)嵊驮谶€原爐
夾套流動(dòng)時(shí)走捷徑，用水或?qū)嵊蜁r(shí)夾套內(nèi)需要有導(dǎo)流板，導(dǎo)流板的 加工精度很高。④由于還原爐在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)余熱是不均衡的，而 需要加熱的設(shè)備所需的熱能一般是均衡的，在用水或?qū)嵊蜁r(shí)兩者之間平衡起來(lái)就比較困難。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)缺陷，提供一種余熱鍋爐型 多晶硅還原爐冷卻裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用自流式冷卻介質(zhì)， 動(dòng)力消耗小，傳熱效率高，可循環(huán)使用。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是
余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置，包括爐殼、冷卻水進(jìn)、出口， 其特征在于所述爐殼為環(huán)狀內(nèi)空式夾層裝置，冷卻水進(jìn)口設(shè)置在爐 殼下部并通過(guò)水分配器與環(huán)狀內(nèi)空式夾層相通，所述水分配器包括環(huán) 形管和分管，環(huán)形管通過(guò)分管與內(nèi)空式夾層底部的冷卻水進(jìn)口相連； 冷卻水出口設(shè)置在爐殼頂部并與環(huán)狀內(nèi)空式夾層相通。
所述余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置還包括有汽水分離器，冷 卻水進(jìn)、出口分別通過(guò)管線與汽水分離器連通。
所述汽水分離器為壓力容器，包括密封殼體和汽水分離裝置，還 原爐冷卻水出口與汽水分離裝置連通，還原爐進(jìn)水口與密封殼體連 通。
所述汽水分離器還連接有用熱裝置。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
1、本實(shí)用新型是將夾層做成余熱鍋爐型，中間無(wú)螺旋形導(dǎo)流板， 當(dāng)水由設(shè)置在爐殼夾層下部的水分配器的進(jìn)水口進(jìn)入夾層，被爐殼內(nèi) 爐壁加熱后，其中部分水汽化成蒸汽，比重變小而向上運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng) 中不斷地有部分水汽化成蒸汽，最后水和蒸汽的混合體由爐頂出流出，上升至水汽分離器，分離出的的蒸汽送往需要熱能的用熱設(shè)備， 而釋放了蒸汽的水又流回至夾層的進(jìn)水口，如此反復(fù)循環(huán)。提高了工 作的可靠性與安全性，采用相變式加熱和冷卻，傳熱效率高，經(jīng)過(guò)測(cè)
試，傳熱系數(shù)比溫差的顯熱式加熱和冷卻要高15-30倍，利用其余熱
的換熱器的換熱面積相對(duì)較小。
2、由于爐殼夾層和汽水分離器形成封閉式循環(huán)，并且水循環(huán)完 全是自流的，不需要利用動(dòng)力使其流動(dòng)循環(huán)，因此只需要把用熱設(shè)備 冷凝下來(lái)的水補(bǔ)充回循環(huán)系統(tǒng)中即可，其動(dòng)力耗能很小。
3 、還原爐所產(chǎn)余熱與所需的熱能之間不均衡的問(wèn)題，可以簡(jiǎn)單 地用補(bǔ)充蒸汽或輸出本系統(tǒng)產(chǎn)出的蒸汽來(lái)平衡。
4、本實(shí)用新型在原有技術(shù)上減少了導(dǎo)流板和導(dǎo)流管，使整個(gè)冷 卻裝置結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，制造成本大大降低。


圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A向水分配器剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)記l為用熱裝置，2為汽水分離器，3為汽水分離裝置，
4為管線，5為內(nèi)空式夾層，6為環(huán)管，7為分管。
具體實(shí)施方式
余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置，包括爐殼、冷卻水進(jìn)、出口， 所述爐殼為環(huán)狀內(nèi)空式夾層5裝置，冷卻水進(jìn)口設(shè)置在爐殼下部并通 過(guò)水分配器與環(huán)狀內(nèi)空式夾層5相通，所述水分配器包括環(huán)形管6和 分管7，分管7可以根據(jù)使用需要設(shè)置為多根，環(huán)形管6通過(guò)分管7與內(nèi)空式夾層5底部的冷卻水進(jìn)口相連；冷卻水出口設(shè)置在爐殼頂部 并與環(huán)狀內(nèi)空式夾層5相通，所述余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置 還包括有汽水分離器2，冷卻水進(jìn)、出口分別通過(guò)管線4與汽水分離 器2連通。所述汽水分離器2為壓力容器，包括密封殼體和汽水分離 裝置3，還原爐冷卻水出口與汽水分離裝置3連通，還原爐進(jìn)水口通 過(guò)管線4與密封殼體連通，當(dāng)含有蒸汽的冷卻水從還原爐冷卻水出口 流入汽水分離器2后，在汽水分離器2中分離為蒸汽和水，蒸汽可通 過(guò)管線送到需要用熱的設(shè)備，水則流回到還原爐冷卻水進(jìn)口，所述水 汽分離器2還連接有用熱裝置 。
本實(shí)用新型是將夾層做成余熱鍋爐型，當(dāng)水由設(shè)置在爐殼夾層下 部的水分配器的進(jìn)水口進(jìn)入夾層，被爐殼內(nèi)爐壁加熱后，其中部分水 汽化成蒸汽，比重變小而向上運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中不斷地有部分水汽化成 蒸汽，最后水和蒸汽的混合體由爐頂出水口流出，上升至水汽分離器， 分離出的的蒸汽送往需要熱能的用熱設(shè)備，而釋放了蒸汽的水又流回 至夾層的進(jìn)水口形成自然循環(huán),如此反復(fù)循環(huán)。采用相變的潛熱式加 熱和冷卻，傳熱效率高，經(jīng)過(guò)測(cè)試，傳熱系數(shù)比溫差的顯熱式加熱和 冷卻要高15-30倍，利用其余熱的換熱器的換熱面積相對(duì)較小。
由于爐殼夾層和水汽分離器形成封閉式循環(huán)，并且水循環(huán)完全是 自流的，不需要?jiǎng)恿κ蛊淞鲃?dòng)循環(huán)，因此只需要把用熱設(shè)備冷凝下來(lái) 的水補(bǔ)充回循環(huán)系統(tǒng)中即可，其動(dòng)力耗能很小。還原爐所產(chǎn)余熱與所 需的熱能之間不均衡的問(wèn)題，可以簡(jiǎn)單地用補(bǔ)充和輸出蒸汽來(lái)平衡。 本實(shí)用新型在原有技術(shù)上減少了導(dǎo)流板和導(dǎo)流管，使整個(gè)冷卻裝置結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，制造成本大大降低。
本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式。
權(quán)利要求1、余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置，包括爐殼、冷卻水進(jìn)、出口，其特征在于所述爐殼為環(huán)狀內(nèi)空式夾層(5)裝置，冷卻水進(jìn)口設(shè)置在爐殼下部并通過(guò)水分配器與環(huán)狀內(nèi)空式夾層(5)相通，所述水分配器5包括環(huán)形管(6)和分管(7)，環(huán)形管(6)通過(guò)分管(7)與內(nèi)空式夾層(5)底部的冷卻水進(jìn)口相連；冷卻水出口設(shè)置在爐殼頂部并與環(huán)狀內(nèi)空式夾層(5)相通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置， 其特征在于所述余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置還包括有汽水分 離器(2)，冷卻水進(jìn)、出口分別通過(guò)管線(4)與汽水分離器(2)連 通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置， 其特征在于所述汽水分離器(2)為壓力容器，包括密封殼體和汽水分 離裝置(3)，還原爐冷卻水出口與汽水分離裝置(3)連通，還原爐進(jìn) 水口與密封殼體連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置， 其特征在于所述汽水分離器(2)還連接有用熱裝置(lt
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種余熱鍋爐型多晶硅還原爐冷卻裝置，包括爐殼、冷卻水進(jìn)、出口，爐殼為環(huán)狀內(nèi)空式夾層裝置，冷卻水進(jìn)口設(shè)置在爐殼下部并通過(guò)水分配器與環(huán)狀內(nèi)空式夾層相通，水分配器包括環(huán)形管和分管，環(huán)形管通過(guò)分管與內(nèi)空式夾層底部的冷卻水進(jìn)口相連；冷卻水出口設(shè)置在爐殼頂部并與環(huán)狀內(nèi)空式夾層相通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用自流式冷卻介質(zhì)，動(dòng)力消耗小，傳熱效率高，可循環(huán)使用。
文檔編號(hào)C30B29/06GK201305658SQ20082022292
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者周載勇, 戴自忠, 鋼 王 申請(qǐng)人:四川永祥多晶硅有限公司;四川東方鍋爐工業(yè)鍋爐集團(tuán)有限公司