[实用新型]一种用于多晶硅铸锭生产的水冷系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水冷领域，特别涉及一种用于多晶硅铸锭生产的水冷系统。

背景技术

多晶硅铸锭炉是当今用于多晶硅铸锭生产的主要设备，因其具有产量高、成本低的优势，目前已取代单晶炉设备，是光伏行业上游产品生产制造的主要设备。

采用多晶硅铸锭炉生产多晶硅的生产工艺如下：

首先将多晶硅原料装入已经过氮化硅喷涂处理的石英陶瓷坩埚里，然后一同送入多晶硅铸锭炉，抽掉多晶硅铸锭炉炉腔内的空气使炉腔内变为真空后再进行加热，多晶硅原料在惰性气体氩气的保护下加热至1550度时熔化，待其熔化结束并降至一定温度时，缓慢提升隔热笼，通过炉腔内定向凝固块散热使坩埚中的液态多晶硅形成垂直温度梯度，液态多晶硅从石英陶瓷坩埚底部开始自下向上结晶凝固，直至液态多晶硅全部结晶凝固完毕后再经过退火、冷却等过程，完成多晶硅铸锭生产。

在多晶硅铸锭生产过程中所采用的具有加热功能的石墨加热器通过消耗电能释放热量，当多晶硅原料升温熔化时，石墨加热器所释放的热量一部分被多晶硅原料吸收用以升温熔化，一部分辐射到多晶硅铸锭炉炉壁，所辐射到炉壁的热量经过热交换被铸锭炉炉壁夹层内的冷却水带走；在多晶硅原料凝固生长、退火、冷却阶段，定向凝固块所释放的热量也均通过多晶硅铸锭炉炉壁夹层内的冷却水带走。

如上提到的冷却水在多晶硅铸锭生产过程中起着至关重要的作用，它不仅是多晶硅铸锭工艺体系中的重要组成部分，还肩负多晶硅铸锭炉设备安全的使命。在多晶硅铸锭生产过程中，铸锭炉内的最高温度可达1550度，当多晶硅铸锭生产过程中突发端电或者其他故障，致使多晶硅铸锭炉炉壁夹层内断水，此时，不锈钢材质的铸锭炉炉体会迅速升温，导致铸锭炉炉体受热而变形损坏，甚至多晶硅硅液流出而烧穿铸锭炉炉壁，炉壁内的冷却水气化而发生安全事故。虽然目前市场上多晶硅铸锭的应急冷却水多采用自来水，但是采用自来水作为应急冷却水存在着水压低、流量少、稳定性差等缺陷，在铸锭设备多的情况下并不能达到应急目的。

实用新型内容

本实用新型克服了上述现有技术中存在的不足，提出了一种结构设计合理，安全性高，冷却效果好，既能够保证多晶硅铸锭生产所需的冷却水，又能够在突发断电或出现其他故障时能应急供应冷却水的用于多晶硅铸锭生产的水冷系统。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于多晶硅铸锭生产的水冷系统，包括内循环系统，所述内循环系统包括通过管路依次首尾相连的冷却水池、多晶硅铸锭炉、闭式冷却塔以及冷冻机，所述冷却水池是通过两条并联设置的管路连通多晶硅铸锭炉，其中一条管路上设置有备用水泵，另一条管路上设置有内循环水泵；所述的备用水泵连接有蓄电池，蓄电池内置有控制器，控制器通过断电检测电路与内循环水泵的市电供电线路相连；在与内循环水泵串联的任一管路上设置有用以检测内循环系统中水流情况的水流量传感器；水流量传感器连接控制器。

所述内循环系统的工作原理是，连接市电供电线路使得内循环水泵运行，内循环水泵运行从冷却水池内抽取冷却水进入多晶硅铸锭炉，冷却水经过多晶硅铸锭炉吸收了热量，然后又经过闭式冷却塔降温散热，再经过冷冻机降温散热回到冷却水池，可见，内循环系统是供应多晶硅铸锭炉所需的冷却水，在生产过程中，多晶硅铸锭炉炉内温度较高，最高可达1550度，为了保证设备安全以及生产安全需要冷却水不间断供应；因此在其中一条管路上设置备用水泵，备用水泵可以继续为多晶硅铸锭炉提供冷却水；当突发断电时，控制器通过断电检测电路检测到断电的信号后，触发蓄电池使其供电以启动备用水泵；或者在没有断电但内循环水泵出现故障时，此时水流量传感器检测到水流异常的信号，信号传递到控制器，控制器控制启动备用水泵，此时备用水泵连接市电供电线路，可继续为多晶硅铸锭炉供应冷却水，保证整个设备正常安全地运行，而不会影响生产效率。同时当水流量传感器检测到内循环系统中水流少或者断流等情况下，蜂鸣器会有警报声，提醒人工检查或人工开启备用水泵；同时，连接市电供电线路的充电电路一直连接蓄电池用以为蓄电池不断地充电，保证蓄电池电量充足。