CN201485283U - 中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘 - Google Patents

中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘 Download PDF

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吴海龙
程佳彪
周积卫
宋瑜
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Shanghai Morimatsu Chemical Equipment Co., Ltd.
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SENSONG PRESSURE CONTAINER CO Ltd SHANGHAI
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Abstract

本实用新型提供了一种具有中心对称并联三螺旋导流通道的多晶硅还原炉底盘,其包括底盘法兰、密封衬环、下底板、上底板、混合气体入口短节、混合气体出口、冷却水出口、冷却水进口、电极座、第一系列导流板、第二系列导流板、第三系列导流板、侧壁冷却水进口和侧壁冷却水出口。第一系列导流板、第二系列导流板、第三系列导流板在底盘法兰、下底板和上底板构成的密闭腔体内分隔出完全一样的第一螺旋导流通道内端、第二螺旋导流通道和第三螺旋导流通道。本实用新型提供的中心对称三螺旋导流通道结构增强了冷却效果,降低了底盘上的金属温差,防止底盘变形。

Description

中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电学太阳能光伏能源技术领域的大直径多晶硅还原炉,特别涉及
一种具有中心对称三螺旋导流通道底盘的多晶硅还原炉。 背景技术
[0002] 多晶硅还原炉底盘结构复杂,制造精度要求高。设备运行过程中,由于内部反应温 度极高,需要对底盘进行冷却,以防止底盘受热变形和绝缘材料失效。现有技术中,还原炉 的底盘为双层结构,中间设置单螺旋形或双螺旋形冷却通道。然而随着多晶硅还原炉设计 制造技术的发展,多晶硅还原炉的棒数越来越多,直径也越来越大,现有的单螺旋与双螺旋 冷却通道已经不能适应新型大直径多晶硅还原炉底盘的冷却需要。单螺旋形冷却通道中流 体流动路径长,流动阻力增加,容易导致底盘径向方向温度分布不均,使底盘的上底板产生 变形,影响电极底座和硅棒的垂直度;同时底盘中心局部温度偏高,易使该部位电极密封绝 缘垫片失效,导致电极被击穿。
[0003] 并联双螺旋导流通道对单螺旋导流通道产生的问题虽然有所解决,但是只针对直 径较小的底盘才能起到较好的冷却效果,对于直径较大的底盘,并联双螺旋导流通道的流 动路径仍然过长,而且并联双螺旋导流通道相对于底盘不对称,同一圆周上流道分布不均 匀,底盘温度场分布不合理。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种具有中心对称的三螺旋导流通道的多晶硅还原
炉底盘,使得大直径还原炉的底盘可以得到高效的冷却,并且使得三导流通道内的冷却水
实现对称流动,同一圆周上温度相同,减小底盘温差。
[0005] 为了实现上述效果,本实用新型采用的技术方案是:
[0006] —种中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,底盘法兰和分别位于该底盘法
兰的上、下端面的上底板、下底板;于上底板的外圆周侧设置有密封衬环,其与所述底盘法
兰的上端面相连;于所述底盘法兰和上、下底板之间装设有第一系列导流板、第二系列导流
板和第三系列导流板,所述第一、二、三系列导流板由圆弧形板组成,其围绕所述底盘法兰
的中心呈螺旋型等距排布并与所述底盘法兰的内壁形成有呈中心对称的第一螺旋导流通
道、第二螺旋导流通道和第三螺旋导流通道,所述第一、二、三螺旋导流通道内端将所述底
盘法兰的中心三等分,于所述底盘法兰的中心还装设有与第一、二、三螺旋导流通道的内端
相连通的冷却水出口 ,于所述第一、二、三螺旋导流通道的末端分别装设有冷却水进口 。
[0007] 作为本实用新型的一种优选方案,所述的第一系列导流板、第二系列导流板与第
三系列导流板形成的第一螺旋导流通道、第二螺旋导流通道和第三螺旋导流通道包括有顺
流螺旋导流通道、逆流螺旋导流通道以及顺逆联合螺旋导流通道。
[0008] 作为本实用新型的一种优选方案,于所述第一、二、三螺旋导流通道内设置有与所 述底盘法兰的轴向相平行且与所述上、下底板相连的混合气体入口短节。[0009] 作为本实用新型的一种优选方案,所述的混合气体入口短节呈同心圆周状分布于 所述第一、二、三螺旋导流通道内。
[0010] 作为本实用新型的一种优选方案,于所述底盘法兰的中心还设置有与所述底盘法 兰的轴向相平行且与所述上、下底板相连的混合气体出口。
[0011] 作为本实用新型的一种优选方案,所述冷却水进口装设在混合气体出口的外周, 于两者之间留有冷却水流动间隙,该冷却水流动间隙的上端与第一、二、三螺旋导流通道的 末端相连通。
[0012] 作为本实用新型的一种优选方案,沿所述底盘法兰侧壁的径向设置有侧壁冷却水 进口和侧壁冷却水出口。
[0013] 作为本实用新型的一种优选方案,于所述上底板的外圆周侧设置有密封衬环,其 与所述底盘法兰的上端面相连。
[0014] 作为本实用新型的一种优选方案,所述的底盘法兰的上端面与上底板的下侧面之 间设置有环状沟槽,其与所述侧壁冷却水进、出口连通,并在中间设置隔板将侧壁冷却水 进、出口之间的最短圆弧隔断。
[0015] 作为本实用新型的一种优选方案,于所述第一、二、三螺旋导流通道内还装设有呈 同心圆周状分布的电极座,其与所述底盘法兰的轴向相平行且与所述上、下底板相连。 [0016] 作为本实用新型的一种优选方案,所述的第一系列导流板、第二系列导流板、第三 系列导流板与下底板或上底板间断焊接固定。
[0017] 本实用新型的工作原理是:第一系列导流板、第二系列导流板、第三系列导流板在 底盘法兰、下底板和上底板构成的密闭腔体内分隔出三个完全一样的第一螺旋导流通道内 端、第二螺旋导流通道和第三螺旋导流通道,而且在整个流向上的最小截面积相等或近似 相等,冷却水由流道末端三个进水口进入,三股相同状态的流体按中心对称的流动方式流 经底盘,带走底盘的热量后在导流通道末端汇合,从冷却水出口排出。
[0018] 本实用新型和已有技术相比,其效果是积极和明显的。本实用新型的中心对称三 螺旋导流通道实现了大直径底盘的高效冷却,縮短了冷却水流动路径,提高了流动速度,并 且流道分布均匀使得流体阻力减小,流动更稳定,增强了对上底板、电极座和混合气体入口 短节的冷却效果,降低了底盘上的金属温差,防止底盘变形。底盘法兰上端面设置的环状沟 槽通入冷却水后,对密封衬环进行冷却,防止其受热而老化失效。
附图说明
[0019] 图1是本实用新型的中心对称顺流三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘的结构示 意图;
[0020] 图2是本实用新型的中心对称逆流三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘的结构示 意图;
[0021] 图3是本实用新型的中心对称顺逆联合三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘的结 构示意图;以及
[0022] 图4是图1、图2、图3的剖面结构示意图。
[0023] 其中,1是底盘法兰、2是密封衬环、3是下底板、4是电极座、5是混合气体入口短 节、6是冷却水出口 、7是上底板、8是混合气体出口 、9是冷却水进口 , 10是侧壁冷却水进口 、11是环状沟槽,12是侧壁冷却水出口 、 13是第一系列导流板、14是第一导流通道、15是第二 系列导流板、16是第二导流通道、17是第三系列导流板、18是第三导流通道、19是隔板。
具体实施方式
[0024] 下面结合附图对本实用新型的具体结构作进一步描述。
[0025] 如图1、图2、图3和图4所示,本实用新型的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原 炉底盘包括有底盘法兰1、密封衬环2、下底板3、上底板7、三个以上数目的混合气体入口短 节5、三个混合气体出口 8、侧壁冷却水进口 10、侧壁冷却水出口 12、三个冷却水进口 9、冷却 水出口 6、三个以上数目的电极座4、第一系列导流板13、第二系列导流板15和第三系列导 流板17。
[0026] 下底板3焊接在底盘法兰1上,上底板7焊接在底盘法兰1的上端面,密封衬环2 焊接在底盘法兰1的上端面且位于上底板7的外圆周侧,任意一个所述的混合气体入口短 节5与电极座4均平行于底盘法兰1的轴向,穿过下底板3和上底板7并焊接固定。混合 气体入口短节5与电极座4呈同心圆周状分布,混合气体入口短节分别位于2个同心圆周 上。
[0027] 第一系列导流板13、第二系列导流板15、第三系列导流板17均由圆弧板焊接组成 螺旋型,且呈中心对称布置在底盘法兰1、下底板3和上底板7之间。第一系列导流板13、 第二系列导流板15和第三系列导流板17均与下底板3或上底板7间断焊接固定。 [0028] 第一系列导流板13、第二系列导流板15、第三系列导流板17、底盘法兰1内壁、下 底板3和上底板7之间构成第一螺旋导流通道14、第二螺旋导流通道16和第三螺旋导流通 道18。第一螺旋导流通道14、第二螺旋导流通道16和第三螺旋导流通道18有顺流螺旋导 流通道、逆流螺旋导流通道以及顺逆联合螺旋导流通道。通过调节第一系列导流板13、第二 系列导流板15和第三系列导流板17之间的间距,使得第一螺旋导流通道14、第二螺旋导流 通道16和第三螺旋导流通道18在冷却水流动方向上的最小横截面积相等或近似相等。第 一螺旋导流通道14、第二螺旋导流通道16与第三螺旋导流通道18的内端将底盘法兰1的 中心部分分割为相等的三块区域。
[0029] 冷却水出口 6穿过下底板3的边缘部并与下底板3固定连接而且在底盘法兰1中 心分别与第一螺旋导流通道14、第二螺旋导流通道16和第三螺旋导流通道18的内端连通。 [0030] 三个混合气体出口 8和三个冷却水进口 9均呈管状结构,冷却水进口 9设在混合 气体出口 8的外周,它们之间设置有冷却水流动间隙。混合气体出口 8平行于底盘法兰1 的轴向并穿过下底板3和上底板7,冷却水进口 9平行于底盘法兰1的轴向并穿过下底板 3。三个冷却水流动间隙的上端分别与第一螺旋导流通道14、第二螺旋导流通道16和第三 螺旋导流通道18的末端连通。混合气体出口 8、混合气体入口短节5和电极座4的分布决 定了所述第一、二、三系列导流板的半径的定位范围和各段长度。
[0031] 底盘法兰1的上端面与上底板7的下侧面之间设置有一个环状沟槽11,并且在底 盘法兰1的侧壁中沿径向设置有侧壁冷却水进口 10和侧壁冷却水出12与环状沟槽11连 通。环状沟槽上设置有隔板19将侧壁冷却水进口 10与侧壁冷却水出口 12之间的最短圆 弧隔断。

Claims (10)

  1. 一种中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,包括有底盘法兰(1)和分别位于该底盘法兰(1)的上、下端面的上底板(7)、下底板(3),其特征在于:于所述底盘法兰(1)和上、下底板(7、13)之间装设有第一系列导流板(13)、第二系列导流板(15)和第三系列导流板(17),所述第一、二、三系列导流板(13、15、17)由圆弧形板组成,其围绕所述底盘法兰(1)的中心呈螺旋型等距排布并与所述底盘法兰(1)的内壁形成有呈中心对称的第一螺旋导流通道(14)、第二螺旋导流通道(16)和第三螺旋导流通道(18),所述第一、二、三螺旋导流通道(14、16、18)内端将所述底盘法兰(1)的中心三等分,于所述底盘法兰(1)的中心还装设有与第一、二、三螺旋导流通道(14、16、18)的内端相连通的冷却水出口(6),于所述第一、二、三螺旋导流通道(14、16、18)的末端分别装设有冷却水进口(9)。
  2. 2. 如权利要求1所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:所 述的第一系列导流板(13)、第二系列导流板(15)与第三系列导流板(17)形成的第一螺旋 导流通道(14)、第二螺旋导流通道(16)和第三螺旋导流通道(18)包括有顺流螺旋导流通 道、逆流螺旋导流通道以及顺逆联合螺旋导流通道。
  3. 3. 如权利要求1所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:于 所述第一、二、三螺旋导流通道(14、16、18)内设置有与所述底盘法兰(1)的轴向相平行且 与所述上、下底板(7、3)相连的混合气体入口短节(5)。
  4. 4. 如权利要求3所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:所 述的混合气体入口短节(5)呈同心圆周状分布于所述第一、二、三螺旋导流通道(14、16、 18)内。
  5. 5. 如权利要求1所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:于 所述底盘法兰(1)的中心还设置有与所述底盘法兰(1)的轴向相平行且与所述上、下底板 (7、3)相连的混合气体出口 (8)。
  6. 6. 如权利要求5所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:所 述冷却水进口 (9)装设在混合气体出口 (8)的外周,于两者之间留有冷却水流动间隙,该冷 却水流动间隙的上端与第一、二、三螺旋导流通道(14、 16、 18)的末端相连通。
  7. 7. 如权利要求1、2、3、4、5或6所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其 特征在于:沿所述底盘法兰(1)侧壁的径向设置有侧壁冷却水进口 (10)和侧壁冷却水出口 (12)。
  8. 8. 如权利要求7所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:于 所述上底板(7)的外圆周侧设置有密封衬环(2),其与所述底盘法兰(1)的上端面相连。
  9. 9. 如权利要求8所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:所 述的底盘法兰(1)的上端面与上底板(7)的下侧面之间设置有环状沟槽(ll),其与所述侧 壁冷却水进、出口 (10、 12)连通,并在中间设置隔板(19)将侧壁冷却水进、出口 (10、 12)之 间的最短圆弧隔断。
  10. 10. 如权利要求9所述的中心对称三螺旋导流通道多晶硅还原炉底盘,其特征在于:于 所述第一、二、三螺旋导流通道(14、16、18)内还装设有呈同心圆周状分布的电极座(4),其 与所述底盘法兰(1)的轴向相平行且与所述上、下底板(7、3)相连。
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Patentee before: Sensong Pressure Container Co., Ltd., Shanghai

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