DE102009021403B4

DE102009021403B4 - Vorrichtung zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben nach dem Siemens-Verfahren

Info

Publication number: DE102009021403B4
Application number: DE102009021403A
Authority: DE
Inventors: Dr. Wallmeier Peter
Original assignee: AEG Power Solutions BV
Current assignee: AEG Power Solutions GmbH
Priority date: 2008-05-21
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: KR20090121232A; DE102009021403A1

Abstract

Anordnung (1, 2) für eine Vorrichtung (1, 2) zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) nach dem Siemens-Verfahren mit
– einem ersten Versorgungsmittel (1) zur Spannungsversorgung mit ersten Ausgängen (E11, E12, E13, E14), das geeignet und eingerichtet ist über die ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) je ein Paar der Silizium-Dünnstäbe (DS1, DS2, DS3, DS4) während einer Startphase mit Spannung zu versorgen,
– einem zweiten Versorgungsmittel (2) zur Spannungsversorgung mit zumindest einem zweiten Ausgang (E2), das geeignet und eingerichtet ist während einer Betriebsphase über zumindest den zweiten Ausgang (E2) die in Serie geschalteten Paare der Silizium-Dünnstäbe (DS1, DS2, DS3, DS4) bzw. Siliziumstäbe mit Spannung zu versorgen,
– Schaltmitteln (S21, S22), die geeignet und eingerichtet sind Anschlüsse des zweiten Ausgangs (E2) während der Startphase mit Masse zu verbinden,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Versorgungsmittel (1) Transformatoren...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben nach dem Siemens-Verfahren. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Energie zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben.
Aus der Druckschrift DE 20 2004 014 812 U1 ist eine Vorrichtung zur Versorgung eines Reaktors zum Erzeugen von Siliziumstäben nach dem Siemens-Verfahren bekannt, die ein erstes Versorgungsmittel zur Spannungsversorgung und ein zweites Versorgungsmittel zur Spannungsversorgung aufweist. Das erste Versorgungsmittel dient dazu die Silizium-Dünnstäbe während einer Startphase des Abscheideprozesses mit Spannung zu versorgen. Das zweite Spannungsversorgungsmittel ist dazu vorgesehen, während des Betriebs im Anschluss an die Startphase, die Spannungsversorgung der Silizium-Dünnstäbe und der sich daraus entwickelnden Siliziumstäbe sicher zu stellen.
Während der Startphase werden die Silizium-Dünnstäbe über das erste Versorgungsmittel mit einer so genannten Mittelspannung versorgt, die größer ist als 2500 V. Mit derartig hohen Spannungen kann das Zünden der Silizium-Dünnstäbe erreicht werden. Sind alle Silizium-Dünnstäbe gezündet, ist die Startphase beendet. Die Spannungsversorgung der Silizium-Dünnstäbe und der sich darauf bildenden Siliziumstäbe wird dann von dem zweiten Versorgungsmittel übernommen, das die Silizium-Dünnstäbe mit einer Spannung unterhalb von 2500 V versorgt.
Ein Unterschied der Spannungsversorgung der Silizium-Dünnstäbe bzw. Siliziumstäbe während der Startphase und der Betriebsphase liegt darin, dass während der Startphase die Silizium-Dünnstäbe jeweils mit der vom ersten Versorgungsmittel zur Verfügung gestellten Spannung versorgt werden, während in der Betriebsphase die Silizium-Dünnstäbe bzw. Siliziumstäbe in Reihe geschaltet sind und die Reihenschaltung von dem zweiten Versorgungsmittel mit Spannung versorgt wird. Es ist allerdings auch möglich, dass die Silizium-Dünnstäbe bzw. Siliziumstäbe während der Betriebsphase zunächst einzeln mit der vom zweiten Versorgungsmittel zur Verfügung gestellten Spannung versorgt werden, gruppenweise mit der Spannung versorgt werden oder in Reihe geschaltet mit der Spannung versorgt werden. Zwischen den einzelnen Schaltungsarten kann während der Betriebsphase gewechselt werden, je nachdem wie sich der elektrische Widerstand der Siliziumstäbe einstellt und welche Leistung in den Siliziumstäben umgesetzt werden soll.
Die in der genannten Druckschrift beschriebene Vorrichtung hat sich in der Praxis in der offenbarten Form nicht durchgesetzt. Vielmehr wurden in der Praxis Vorrichtungen aufgebaut, bei denen Leistungsschalter in Reihe zu den Anschlüssen der zweiten Eingänge eingesetzt waren. Die Leistungsschalter sind jedoch technisch aufwendig und kostenträchtig, insbesondere weil sie für Mittelspannung geeignet sein müssen. Außerdem müssen sie in der Lage sein, in der Betriebsphase Ströme von über 1000 A führen zu können. Da es sich um ein mechanisches Bauteil handelt, ist deshalb während der Lebensdauer des Reaktors eine Wartung des Leistungsschalters notwendig.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung und ein Verfahren zum betrieb der Vorrichtung vorzuschlagen, wobei die Vorrichtung einerseits ohne Leistungsschalter in den Strompfaden für hohe Ströme auskommt und andererseits eine Zündung aller Silizium-Dünnstäbe gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist demnach das erste Versorgungsmittel zur Spannungsversorgung auf, das erste Ausgänge hat. Das erste Versorgungsmittel ist geeignet und eingerichtet über die ersten Ausgänge je ein Paar der Silizium-Dünnstäbe während einer Startphase mit Spannung zu versorgen. Das zweite Versorgungsmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat zumindest einen zweiten Ausgang. Über diesen zumindest einen zweiten Ausgang kann das zweite Versorgungsmittel während einer Betriebsphase die vorzugsweise in Serie geschalteten Paare der Silizium-Dünnstäbe bzw. Siliziumstäbe mit Spannung versorgen. Mit Schaltmitteln können die Anschlüsse des zweiten Ausgangs während der Startphase mit Masse verbunden werden. Damit ist eine Wirkung des ersten Versorgungsmittels auf das zweite Versorgungsmittel während der Startphase verhindert. Ein Steuerungsmittel der Vorrichtung steuert die Vorgänge während des Betriebs der Vorrichtung.
Das Steuerungsmittel ist dazu geeignet und eingerichtet, das erste Versorgungsmittel zum Beginn der Startphase so anzusteuern, dass dieses an den ersten Ausgängen eine hohe Spannung bereitstellt. Außerdem werden die Schaltmittel zum Beginn der Startphase zum Schließen angesteuert, damit die zweiten Ausgänge mit Masse verbunden werden. Ferner wird das erste Versorgungsmittel von dem Steuermittel während der Startphase so angesteuert, dass nach Zündung zumindest eines Silizium-Dünnstabes der Strom an den ersten Ausgängen des zumindest einen gezündeten Paars von Silizium-Dünnstäben schrittweise reduziert wird. Gleichzeitig erhöht sich dadurch die Spannung an den übrigen ersten Ausgängen an welchen keine gezündeten Silizium-Dünnstäbe angeschlossen sind. Durch die Erhöhung der Spannung an den nicht gezündeten Silizium-Dünnstäben, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass diese ebenfalls zünden.
Sind alle Silizium-Dünnstäbe gezündet, wird das erste Versorgungsmittel zum Beenden der Startphase abgeschaltet, das zweite Versorgungsmittel für die Betriebsphase eingeschaltet und die Schaltmittel geöffnet. Auch zum Steuern dieser Vorgänge ist das Steuermittel einer erfindungsgemäßen Versorgungsvorrichtung geeignet und eingerichtet.
Das erste Versorgungsmittel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zum Führen von Strömen kleiner als 300 A und für Spannungen größer als 2500 V pro Paar von Silizium-Dünnstäben geeignet und eingerichtet. Das zweite Versorgungsmittel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dagegen zum Führen von Strömen von größer als 1000 A und für Spannungen kleiner oder gleich 2500 V geeignet und eingerichtet sein. Vorzugsweise ist eine stufenlose Einstellung der Spannung am Ausgang des ersten Versorgungsmittels wie auch an den Ausgängen des zweiten Versorgungsmittels möglich. Das Einstellen der Spannungen kann durch Leistungssteller, insbesondere durch Thyristor-Steller erreicht werden. In dem zweiten Spannungsversorgungsmittel ist vorzugsweise eine Spannungsversorgung nach dem Prinzip der Spannungsfolgesteuerung aufgebaut.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Versorgung des Reaktors mit elektrischer Leistung umfasst folgende Schritte: Zunächst werden die Schaltmittel geschlossen, um die Anschlüsse des zumindest einen zweiten Ausgangs mit Masse zu verbinden. Dann wird das erste Versorgungsmittel eingeschaltet und eine hohe Spannung an die ersten Ausgänge zur Versorgung der an die ersten Ausgänge angeschlossenen Paare von Silizium-Dünnstäben angelegt.
Sobald ein erster Silizium-Dünnstab gezündet hat, wird der dabei schlagartig angestiegene Strom über den gezündeten Silizium-Dünnstab schrittweise reduziert. Dadurch erhöht sich die Spannung und die Wahrscheinlichkeit, dass die nicht gezündeten Silizium-Dünnstäbe sich entzünden. Der Strom wird dabei nicht über eine untere Grenze hinaus reduziert, da sonst die Gefahr besteht, dass der bereits gezündete Silizium-Dünnstab wieder verlischt.
Vorzugsweise wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren der Strom an jeweils einem ersten Ausgang bis zur unteren Grenze schrittweise reduziert, bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben gezündet haben. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Strom über die ersten Ausgänge, an denen die gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben angeschlossen sind, nach Erreichen der unteren Grenze für eine Zeitspanne wieder erhöht werden, wenn der Strom über diese ersten Ausgänge bis zur unteren Grenze herabgesetzt worden ist. Der Strom über die ersten Ausgänge, an denen die gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben angeschlossen sind, wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nach der Zeitspanne erneut schrittweise herabgesetzt werden, bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben gezündet haben. Der Strom wird erneut nicht über eine untere Grenze hinaus reduziert. Vorzugsweise werden die Ströme über die ersten Ausgänge nacheinander schrittweise reduziert, d. h., zunächst wird der Strom über einen ersten dieser ersten Ausgänge und dann über einen weiteren dieser ersten Ausgänge reduziert.
Vorzugsweise wird dann der Strom über die ersten Ausgänge, an denen die gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben angeschlossen sind, nach Erreichen der unteren Grenze wieder für eine Zeitspanne erhöht, wenn der Strom über diese ersten Ausgänge bis zur unteren Grenze herabgesetzt worden ist. Die vorstehenden Schritte können beliebig oft wiederholt werden bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben gezündet haben. in der Praxis wird man jedoch davon Abstand nehmen endlos oft die einzelne Schritte zu wiederholen. Es wird, falls nach einer angegebenen Anzahl von Zyklen eine Zündung aller Silizium-Dünnstäbe nicht erreicht wird, ein Fehler angezeigt werden.
Sobald alle Paare von Silizium-Dünnstäben gezündet haben, wird das erste Versorgungsmittel ausgeschaltet, die Schaltmittel werden geöffnet und die Spannungsversorgung über die zweiten Versorgungsmittel wird eingeschaltet.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ein Spannungs-Strom-Diagramm zu einem erfindungsgemäßen Verfahren sind anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 das Spannungs-Strom-Diagramm.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung umfasst ein erstes Versorgungsmittel 1 und ein zweites Versorgungsmittel 2. Das erste Versorgungsmittel 1 ist an ein dreiphasiges Versorgungsnetz mit den Phasen L1, L2, L3 angeschlossen. Das erste Versorgungsmittel 1 hat insgesamt vier erste Ausgänge E11, E12, E13, E14. An jeden Ausgang E11, E12, E13, E14 ist ein Paar von Silizium-Dünnstäben DS1, DS2, DS3, DS4 angeschlossen. Der erste Ausgang E11 und der erste Ausgang E12 nutzen einen gemeinsamen Anschluss, der erste Ausgang E12 und der erste Ausgang E13 nutzt ebenfalls einen gemeinsamen Anschluss und der erste Ausgang E13 und der erste Ausgang E14 nutzen ebenfalls einen gemeinsamen Anschluss an denen die Silizium-Dünnstäbe DS1 bis DS4 angeschlossen sind.
Die ersten Ausgänge E11, E12, E13, E14 sind in dem ersten Versorgungsmittel mit der Sekundärseite jeweils eines Transformators Tr1, Tr2, Tr3 und Tr4 verbunden. Die Transformatoren sind primärseitig zum einen über ein steuerbares Schaltelement eines Schalters S1 mit einer der Phasen L1, L2, L3 verbunden und andererseits über eine Drossel D1, D2, D3, D4 mit einem Leistungssteller V1, V2, V3, V4 verbunden.
Jeder Leistungssteller V1, V2, V3, V4 ist als bidirektionaler Thyristor-Leistungssteller verbunden, beispielhaft sind die Thyristoren T11, T12 des Leistungsstellers V1 bezeichnet. Jeder Leistungssteller V1 ist mit seinem den Drosseln D1, D2, D3 bzw. D4 abgewandten Anschluss mit einem Knoten verbunden. Jeder Knoten verbindet die Leistungssteller einerseits mit einer der Phasen L1, 12, 13 und andererseits mit einem den Drosseln D1, D2, D3, D4 abgewandten Anzapfung der Primärseite des Transformators.
Das erste Versorgungsmittel 1 kann durch Betätigung des Schalters S1 und durch das Schließen der dem Schalter S1 zugeordneten Schaltelemente in Betrieb gesetzt werden. Die Spannung wird dann auf an sich bekannte Art und Weise an den Ausgängen des Versorgungsmittels 1 eingestellt. Über die Leistungssteller V1, V2, V3, V4 kann der Strom oder die Spannung an den ersten Ausgängen E11, E12, E13, E14 eingestellt werden.
Während der Startphase beim Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung sind die Schaltelemente des Schalters S1 geschlossen. Sobald die Startphase beendet ist, werden die Schaltelemente des Schalters S1 geöffnet. Der Schalter S1 wird dazu von einem nicht dargestellten Steuermittel angesteuert.
Das nicht dargestellte Steuermittel steuert auch den Schalter S21, S22, S23, S24 des zweiten Versorgungsmittels 2 an. Das zweite Versorgungsmittel ist vorteilhaft ebenfalls an eine dreiphasige Spannungsversorgung angeschlossen. Angedeutet ist in der 1 jedoch lediglich die Verbindung zu einer Phase. Die dargestellte Versorgung erfolgt über einen Transformator Tr. Der Transformator Tr weist äußere Anzapfungen auf, die mit Anschlüssen eines zweiten Eingangs E2 verbunden sind. In dem Pfad einer der beiden Anzaplungen zu einem der beiden Anschlüsse des zweiten Eingangs E2 ist ein Leistungssteller V5 eingesetzt, über welchen die am zweiten Ausgang E2 zur Verfügung gestellten Ströme bzw. Spannungen eingestellt werden können. Im übrigen sind in den Pfaden von den äußeren Anzapfungen des Transformators Tr zu den Anschlüssen des zweiten Eingangs E2 keine Schalter, Steller oder dergleichen vorgesehen.
Der Transformator Tr weist im Übrigen Mittelanzapfungen auf, die über einen weiteren Leistungssteller V6 mit einem weiteren Anschluss E21 verbunden werden können. Dieses ist jedoch nur angedeutet. Wie einfach man dies realisiert, ist beispielsweise aus der Eingangs bereits erwähnten Druckschrift bekannt. Über diese Mittelanzapfungen und damit verbundenen Leistungssteller ist es möglich, verschiedene Spannungsniveaus an den Ausgängen E2, E21 des zweiten Versorgungsmittels einzustellen, was für die Realisierung der Spannungsfolgesteuerung erforderlich ist.
Zwischen den Anschlüssen des zweiten Ausgangs E2 sind die Silizium-Dünnstäbe DS1, DS2, DS3, DS4 in Reihe geschaltet, Der Anschluss E21 ist mit einem Knoten zwischen dem Silizium-Dünnstab DS21 und dem Silizium-Dünnstab DS3 verbunden. Die Spannungsversorgung über den Anschluss E21 kann mit einem Schalter S24 ein- und ausgeschaltet werden. Auch dieses ist dem Fachmann hinlänglich aus einschlägigen Druckschriften aus der Patentliteratur bekannt.
Die äußeren Anzapfungen des Transformators Tr1 und des Transformators Tr4 einerseits und die Anschlüsse des zweiten Ausgangs E2 andererseits sind über jeweils einen Knoten miteinander verbunden, wobei jeder dieser Knoten über einen Schalter S21 bzw. S22 mit Masse verbunden werden kann. Diese Schalter S21, S22 sind während der Startphase geschlossen. Die Anschlüsse, des zweiten Ausgangs E2 sind dann mit Masse verbunden. Ebenso ist in Reihe zu dem Schalter S24 ein Knoten vorgesehen, der während der Startphase der Vorrichtung über einen Schalter S23 mit Masse verbunden werden kann. Die Schalter S21, S22, S23, 824 werden, wie bereits erwähnt, von dem nicht dargestellten Steuermittel gesteuert. Ebenso werden alle Leistungssteller V1, V2, V3, V4 des ersten Versorgungsmittels und V5, V6, des zweiten Versorgungsmittels von dem nicht dargestellten Steuermittel gesteuert.
Das Grundprinzip für das erfindungsgemäße Verfahren ist folgendermaßen. Für den Beginn der Startphase, d. h. für den Zündungsprozess sendet das Steuermittel ein Startsignal an das erste Versorgungsmittel. Gleichzeitig werden die Anzapfungen des Transformators Tr im zweiten Versorgungsmittel durch die Schalter S21, 822 und gegebenenfalls S23 mit Masse verbunden. Sofern ein Parallelbetrieb im zweiten Versorgungsmittel möglich ist, wird der entsprechende Schalter S24 geöffnet.
Anschließend werden die Leistungssteller V1, V2, V3, V4 des ersten Versorgungsmittels durch einen entsprechenden Befehl des Steuermittels an den Schalter S1 eingeschaltet. Ein so genannter Softstart sorgt für einen langsamen Anstieg der Ausgangsspannungen an den Ausgängen E11, E12, E13, E14 des ersten Versorgungsmittels. Dadurch steigt die Effektivspannung in den an die ersten Ausgänge E11, E12, E13, E14 angeschlossenen Silizium-Dünnstäbe DS1, DS2, DS3, DS4 langsam an.
Sobald einer der Silizium-Dünnstäbe DS1, DS2, DS3, DS4 zündet, fällt die Spannung über diesen Dünnstab-Paaren ab und der Strom durch das Paar von Silizium-Dünnstäben steigt sehr schnell an. Der Spannungsabfall beträgt ΔU = X_k·I. Die Spannung an dem Trenn-Transformator Tr1, Tr2, Tr3, Tr4, an den der gezündete Silizium-Dünnstab DS1, DS2, DS3, DS4 angeschlossen ist und die Spannung des zugeordneten Leistungsstellers V1, V2, V3, V4 verringert sich von einer hohen Spannung, vorzugsweise der Nennspannung auf ein niedriges Spannungsniveau zum Beispiel 2000 V (siehe 2). Der Spannungs-Strom-Verlauf hängt von der Charakteristik des gezündeten Silizium-Dünnstabs ab. Auch die Reaktanz der Transformator-Drossel-Kombination im ersten Versorgungsmittel hat einen Einfluss auf das sich einstellende Spannungsniveau. Der Leistungssteller V1, V2, V3, V4 begrenzt den Transformatorstrom und somit den maximalen Strom durch den angezündeten Silizium-Dünnstab. Ein Stromüberwachungsmittel (nicht dargestellt), erkennt, dass die Strombegrenzung erreicht worden ist und gibt eine entsprechende Meldung an das Steuermittel.
Nachdem eine einstellbare (vorzugsweise zwischen Null bis 30 Sekunden) Zeit abgewartet worden ist, wird davon ausgegangen, dass die Zündung stabil ist, sofern der Strom nicht eingebrochen ist. Eine entsprechende Meldung wird an die Steuerung gegeben.
Die Steuermittel überprüfen, ob weitere Silizium-Dünnstäbe gezündet haben. Ist dies nicht der Fall, d. h. wurde eine erfolgreiche Zündung noch nicht zu allen Silizium-Dünnstäben DS1, DS2, DS3, DS4 gemeldet, bewirkt das Steuerungsmittel nun, dass der Strom durch die bereits gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben DS1, DS2, DS3, DS4 schrittweise in einer iterativen Art und Weise, wie es in 2 dargestellt ist, reduziert wird. Das Steuermittel gibt entsprechende Sollwert-Vorgaben an die den gezündeten Silizium-Dünnstäben DS1, DS2, DS3, DS4 zugeordneten Leistungsstellern V1, V2, V3, V4 des ersten Versorgungsmittels. Der Strom wird herabgesetzt, bis entweder das nächste Paar von Silizium-Dünnstäben gezündet hat und der Strom durch dieses Paar ansteigt und gleichzeitig die Spannung an dem zugeordneten ersten Ausgang absinkt, oder der Strom durch das bzw. die bereits zuvor gezündeten Silizium-Dünnstäbe auf einen unteren Grenzwert herabgesetzt ist.
Die Herabsetzung des Stroms durch die bereits gezündeten Silizium-Dünnstäbe bewirkt einen Anstieg der Spannung an den noch nicht gezündeten Dünnstäben. Dadurch wird für diese eine Zündung erleichtert oder erst ermöglicht.
Wenn der Strom bereits aller gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben schon bis zur unteren Grenze abgesenkt worden ist, jedoch noch nicht alle Paare von Silizium-Dünnstäben gezündet haben, wird dies von dem Steuerungsmittel erkannt und eine entsprechende Fehlermeldung erzeugt. Es wird dann ein Benutzereingriff notwendig sein. Der Benutzereingriff kann dadurch erfolgen, dass die Silizium-Dünnstäbe durch Zusatzheizungen, zum Beispiel Infrarot-Heizungen oder andere Heizungen weiter aufgeheizt werden.
Sind nach gegebenenfalls mehrfachen Iterationen alle Silizium-Dünnstäbe gezündet, wird dies dem Steuermittel gemeldet. Das Steuermittel schaltet darauf hin das erste Versorgungsmittel ab und das zweite Versorgungsmittel ein. Dazu werden die Schaltelemente des Schalters S1 geöffnet und die Schalter S21, S22 und gegebenenfalls S23 und S24 im zweiten Versorgungsmittel geschlossen. Die Leistung wird entsprechend der vorgegebenen Kennlinie, die Leistungssteller V5 und gegebenenfalls V6 des zweiten Versorgungsmittels eingestellt und der Abscheidevorgang beginnt. Der Abscheidevorgang wird dann auf eine bekannte Art und Weise durchgeführt.

Claims

Anordnung (1, 2) für eine Vorrichtung (1, 2) zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) nach dem Siemens-Verfahren mit – einem ersten Versorgungsmittel (1) zur Spannungsversorgung mit ersten Ausgängen (E11, E12, E13, E14), das geeignet und eingerichtet ist über die ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) je ein Paar der Silizium-Dünnstäbe (DS1, DS2, DS3, DS4) während einer Startphase mit Spannung zu versorgen, – einem zweiten Versorgungsmittel (2) zur Spannungsversorgung mit zumindest einem zweiten Ausgang (E2), das geeignet und eingerichtet ist während einer Betriebsphase über zumindest den zweiten Ausgang (E2) die in Serie geschalteten Paare der Silizium-Dünnstäbe (DS1, DS2, DS3, DS4) bzw. Siliziumstäbe mit Spannung zu versorgen, – Schaltmitteln (S21, S22), die geeignet und eingerichtet sind Anschlüsse des zweiten Ausgangs (E2) während der Startphase mit Masse zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Versorgungsmittel (1) Transformatoren (Tr1 , Tr2, Tr3, Tr4) aufweist, jeder der ersten Ausgänge (E11 , E12, E13, E14) in dem ersten Versorgungsmittel (1) mit einer Sekundärseite eines der Transformatoren (Tr1 , Tr2, Tr3, Tr4) verbunden ist.
Vorrichtung (1, 2) zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) nach dem Siemens-Verfahren mit, – einer Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere nach Anspruch 1, – einem Steuerungsmittel, welches geeignet und eingerichtet ist, – das erste Versorgungsmittel (1) zum Beginn der Startphase so anzusteuern, dass dieses an den ersten Ausgängen (E11, E12, E13, E14) eine hohe Spannung bereitstellt, – das erste Versorgungsmittel (1) während der Startphase nach Zündung zumindest eines Silizium-Dünnstabs (DS1, DS2, DS3, DS4) so anzusteuern, dass dieses den Strom an den ersten Ausgängen (DS1, DS2, DS3, DS4) des zumindest einen gezündeten Paars von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) schrittweise reduziert, – das erste Versorgungsmittel (1) zum Beenden der Startphase abzuschalten, das zweite Versorgungsmittel (2) für die Betriebsphase einzuschalten und die Schaltmittel (S21, S22) zu öffnen, wenn alle Silizium-Dünnstäbe (DS1, DS2, DS3, DS4) gezündet sind.
Versorgungsvorrichtung (1, 2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Versorgungsmittel (1) zum Führen von Strömen kleiner als 300 A und für Spannungen größer als 2500 V pro Paar von Silizium-Dünnstäben (DS1, D32, DS3, DS4) geeignet und eingerichtet ist.
Versorgungsvorrichtung (1, 2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Versorgungsmittel (2) zum Führen von Strömen größer als 1000 A und für Spannungen kleiner oder gleich 2500 V geeignet und eingerichtet ist.
Verfahren zur Versorgung eines Reaktors mit elektrischer Leistung zum Erzeugen von Siliziumstäben aus Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) nach dem Siemens-Verfahren mit einer Versorgungsvorrichtung (1, 2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Schließen der Schaltmittel (S21, S22, S23) zum Verbinden der Anschlüsse des zumindest einen zweiten Ausgangs (E2) mit Masse, – Einschalten des ersten Versorgungsmittels (1) und Anlegen hoher Spannungen an die ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) zur Versorgung der an die ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) angeschlossenen Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4), – schrittweises Reduzieren des Stroms über die ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14), an denen wegen einer Zündung der Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) die hohe Spannung zusammengebrochen ist, bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) gezündet haben, wobei der Strom nicht über eine untere Grenze hinaus reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom an jeweils einem ersten Ausgang (E11, E12, E13, E14) bis zur unteren Grenze schrittweise reduziert wird, bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) gezündet haben, wobei der Strom nicht über die untere Grenze hinaus reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom über die ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14), an denen die gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) angeschlossen sind, für eine Zeitspanne wieder erhöht wird, wenn der Strom über diese ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) bis zur unteren Grenze herabgesetzt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom über die ersten Ausgänge, an denen die gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) angeschlossen sind, nach der Zeitspanne erneut schrittweise herabgesetzt wird, bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) gezündet haben, wobei der Strom nicht über die untere Grenze hinaus reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ströme über diese ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) nach einander schrittweise reduziert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom über die ersten Ausgänge, an denen die gezündeten Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) angeschlossen sind, nach Erreichen der unteren Grenze für eine Zeitspanne wieder erhöht wird, wenn der Strom über diese ersten Ausgänge (E11, E12, E13, E14) bis zur unteren Grenze herabgesetzt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte nach den Ansprüchen 7 und/oder 8 und 9 wiederholt werden, bis alle Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) gezündet haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zünden aller Paare von Silizium-Dünnstäben (DS1, DS2, DS3, DS4) das erste Versorgungsmittel (1) ausgeschaltet, die Schaltmittel (S21, S2, S23) geöffnet und die zweiten Versorgungsmittel (2) eingeschaltet werden.