CN201305658Y - 余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置 - Google Patents

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CN201305658Y CNU2008202229250U CN200820222925U CN201305658Y CN 201305658 Y CN201305658 Y CN 201305658Y CN U2008202229250 U CNU2008202229250 U CN U2008202229250U CN 200820222925 U CN200820222925 U CN 200820222925U CN 201305658 Y CN201305658 Y CN 201305658Y
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戴自忠
王钢
周载勇
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SICHUAN YONGXIANG SILICON CO Ltd
Dongfang Boiler Group Co Ltd
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SICHUAN YONGXIANG SILICON CO Ltd
Dongfang Boiler Group Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，包括炉壳、冷却水进、出口，炉壳为环状内空式夹层装置，冷却水进口设置在炉壳下部并通过水分配器与环状内空式夹层相通，水分配器包括环形管和分管，环形管通过分管与内空式夹层底部的冷却水进口相连；冷却水出口设置在炉壳顶部并与环状内空式夹层相通。本实用新型结构简单，采用自流式冷却介质，动力消耗小，传热效率高，可循环使用。

Description

余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于多晶硅生产中还原炉的冷却装置，主要涉及一种余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置。
背景技术
多晶硅还原炉是生产多晶硅的专用设备，现有技术中，多晶硅还原炉的炉体结构是一个带有冷却夹套的钟罩式还原炉，其主要冷却方式是利用夹套内的冷却介质(通常为水或导热油)吸收并带走炉内高温辐射在内炉壁上的热量，用于加热需要加热的设备，水或导热油释放出热能后，又返回还原炉夹套去冷却内炉壁，如此循环，使得还原炉的余热得到利用。为适应这种方式，通常需要在还原炉夹套内设置螺旋式导流板或导流管，由于需要加热的设备的温度大多数都在150℃以上，因此水或导热油需要在150℃以上的温度下工作。目前这种方法有四点不足：①由于利用温差式的加热和冷却，传热效率很低，需要很大的循环量，并且高温水循环需要较高的压力(否则会产生蒸汽)，因此其使用的循环动力机械所输送的介质温度高、流量大，压力高，需要的动力耗能较大。②由于传热效率很低，利用其余热的换热器的换热面积也较大。③为了防止水或导热油在还原炉夹套流动时走捷径，用水或导热油时夹套内需要有导流板，导流板的加工精度很高。④由于还原炉在单位时间内所产余热是不均衡的，而需要加热的设备所需的热能一般是均衡的，在用水或导热油时两者之间平衡起来就比较困难。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置。本实用新型结构简单，采用自流式冷却介质，动力消耗小，传热效率高，可循环使用。
为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：
余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，包括炉壳、冷却水进、出口，其特征在于：所述炉壳为环状内空式夹层装置，冷却水进口设置在炉壳下部并通过水分配器与环状内空式夹层相通，所述水分配器包括环形管和分管，环形管通过分管与内空式夹层底部的冷却水进口相连；冷却水出口设置在炉壳顶部并与环状内空式夹层相通。
所述余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置还包括有汽水分离器，冷却水进、出口分别通过管线与汽水分离器连通。
所述汽水分离器为压力容器，包括密封壳体和汽水分离装置，还原炉冷却水出口与汽水分离装置连通，还原炉进水口与密封壳体连通。
所述汽水分离器还连接有用热装置。
本实用新型的优点在于：
1、本实用新型是将夹层做成余热锅炉型，中间无螺旋形导流板，当水由设置在炉壳夹层下部的水分配器的进水口进入夹层，被炉壳内炉壁加热后，其中部分水汽化成蒸汽，比重变小而向上运动，在运动中不断地有部分水汽化成蒸汽，最后水和蒸汽的混合体由炉顶出水口流出，上升至水汽分离器，分离出的的蒸汽送往需要热能的用热设备，而释放了蒸汽的水又流回至夹层的进水口，如此反复循环。提高了工作的可靠性与安全性，采用相变式加热和冷却，传热效率高，经过测试，传热系数比温差的显热式加热和冷却要高15-30倍，利用其余热的换热器的换热面积相对较小。
2、由于炉壳夹层和汽水分离器形成封闭式循环，并且水循环完全是自流的，不需要利用动力使其流动循环，因此只需要把用热设备冷凝下来的水补充回循环***中即可，其动力耗能很小。
3、还原炉所产余热与所需的热能之间不均衡的问题，可以简单地用补充蒸汽或输出本***产出的蒸汽来平衡。
4、本实用新型在原有技术上减少了导流板和导流管，使整个冷却装置结构更加简单，制造成本大大降低。
附图说明：
图1为本实用新型结构示意图。
图2为图1的A-A向水分配器剖视结构示意图。
图中标记：1为用热装置，2为汽水分离器，3为汽水分离装置，4为管线，5为内空式夹层，6为环管，7为分管。
具体实施方式
余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，包括炉壳、冷却水进、出口，所述炉壳为环状内空式夹层5装置，冷却水进口设置在炉壳下部并通过水分配器与环状内空式夹层5相通，所述水分配器包括环形管6和分管7，分管7可以根据使用需要设置为多根，环形管6通过分管7与内空式夹层5底部的冷却水进口相连；冷却水出口设置在炉壳顶部并与环状内空式夹层5相通，所述余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置还包括有汽水分离器2，冷却水进、出口分别通过管线4与汽水分离器2连通。所述汽水分离器2为压力容器，包括密封壳体和汽水分离装置3，还原炉冷却水出口与汽水分离装置3连通，还原炉进水口通过管线4与密封壳体连通，当含有蒸汽的冷却水从还原炉冷却水出口流入汽水分离器2后，在汽水分离器2中分离为蒸汽和水，蒸汽可通过管线送到需要用热的设备，水则流回到还原炉冷却水进口，所述水汽分离器2还连接有用热装置。
本实用新型是将夹层做成余热锅炉型，当水由设置在炉壳夹层下部的水分配器的进水口进入夹层，被炉壳内炉壁加热后，其中部分水汽化成蒸汽，比重变小而向上运动，在运动中不断地有部分水汽化成蒸汽，最后水和蒸汽的混合体由炉顶出水口流出，上升至水汽分离器，分离出的的蒸汽送往需要热能的用热设备，而释放了蒸汽的水又流回至夹层的进水口形成自然循环，如此反复循环。采用相变的潜热式加热和冷却，传热效率高，经过测试，传热系数比温差的显热式加热和冷却要高15-30倍，利用其余热的换热器的换热面积相对较小。
由于炉壳夹层和水汽分离器形成封闭式循环，并且水循环完全是自流的，不需要动力使其流动循环，因此只需要把用热设备冷凝下来的水补充回循环***中即可，其动力耗能很小。还原炉所产余热与所需的热能之间不均衡的问题，可以简单地用补充和输出蒸汽来平衡。本实用新型在原有技术上减少了导流板和导流管，使整个冷却装置结构更加简单，制造成本大大降低。
本实用新型不限于上述实施方式。

Claims (4)

1、余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，包括炉壳、冷却水进、出口，其特征在于：所述炉壳为环状内空式夹层(5)装置，冷却水进口设置在炉壳下部并通过水分配器与环状内空式夹层(5)相通，所述水分配器5包括环形管(6)和分管(7)，环形管(6)通过分管(7)与内空式夹层(5)底部的冷却水进口相连；冷却水出口设置在炉壳顶部并与环状内空式夹层(5)相通。
2、根据权利要求1所述的余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，其特征在于：所述余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置还包括有汽水分离器(2)，冷却水进、出口分别通过管线(4)与汽水分离器(2)连通。
3、根据权利要求2所述的余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，其特征在于：所述汽水分离器(2)为压力容器，包括密封壳体和汽水分离装置(3)，还原炉冷却水出口与汽水分离装置(3)连通，还原炉进水口与密封壳体连通。
4、根据权利要求3所述的余热锅炉型多晶硅还原炉冷却装置，其特征在于：所述汽水分离器(2)还连接有用热装置(1)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102022919A (zh) * 2010-12-14 2011-04-20 湖南航天工业总公司 工业级微波高温辊道连续烧结窑炉余热循环***
CN102020276B (zh) * 2009-09-17 2012-07-25 重庆大全新能源有限公司 多晶硅生产过程中余热利用的方法
CN111043870A (zh) * 2019-12-25 2020-04-21 罗智心 多晶硅还原炉热量回收利用***及方法

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