[發(fā)明專利]多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410385982.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN104195631A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃賢強(qiáng);沈達(dá)軍;何建軍;吳林霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江溢閎光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B28/06
• 分類號(hào): C30B28/06;C30B29/06;B01D35/12;F03B13/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務(wù)所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張建華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，主要用于對(duì)多晶硅鑄錠的系統(tǒng)水進(jìn)行冷卻。

背景技術(shù)

多晶鑄錠爐是當(dāng)今用于多晶硅鑄錠生產(chǎn)的主要設(shè)備，因其產(chǎn)量高、成本低的優(yōu)勢(shì)，目前已取代單晶爐設(shè)備，是光伏行業(yè)上游產(chǎn)品生產(chǎn)制造的主要設(shè)備。

多晶硅鑄錠爐的生產(chǎn)工藝是：將多晶硅原料裝入經(jīng)過氮化硅噴涂處理過的石英陶瓷坩堝里面，送入多晶硅鑄錠爐，抽掉爐腔內(nèi)的空氣后加熱，在惰性氣體氬氣的保護(hù)下加熱至1550度熔化，待熔化結(jié)束后降溫至一定溫度，緩慢提升隔熱籠，通過定向凝固塊散熱使坩堝中的液態(tài)多晶硅料形成垂直溫度梯度，由坩堝底部開始自下向上結(jié)晶凝固，至液態(tài)硅料全部結(jié)晶凝固完畢后經(jīng)過退火、冷卻等過程，完成多晶硅鑄錠生產(chǎn)。

多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程中石墨加熱器通過消耗電能釋放熱量，在硅料升溫熔化階段，加熱器釋放的熱量一部分被硅料吸收用于升溫熔化，一部分輻射到鑄錠爐爐壁。輻射到爐壁的熱量經(jīng)過熱交換被鑄錠爐爐壁夾層內(nèi)的冷卻水帶走。硅料凝固生長(zhǎng)、退火、冷卻階段，定向凝固塊釋放的熱量均通過鑄錠爐爐壁夾層內(nèi)的冷卻水帶走。

冷卻水在多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程中起著至關(guān)重要的作用，它不僅是鑄錠工藝體系中的重要組成部分，還肩負(fù)鑄錠爐設(shè)備安全的使命。現(xiàn)有技術(shù)中，多晶硅鑄錠的系統(tǒng)水循環(huán)系統(tǒng)包括冷凍機(jī)和冷卻水池，冷卻水池對(duì)爐區(qū)供應(yīng)系統(tǒng)水，經(jīng)過爐區(qū)的系統(tǒng)水的溫度升高，冷凍機(jī)再將系統(tǒng)水冷卻后，系統(tǒng)水回到冷卻水池，如此循環(huán)。系統(tǒng)水主要通過冷凍機(jī)進(jìn)行冷卻，而冷凍機(jī)能耗較大，眾所周知，光伏行業(yè)的制造成本主要制約因素還在能耗上，電的成本制約著光伏的高成本，高價(jià)格，因此如果產(chǎn)品的能耗比較高，不利于行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。

公告日為2011.03.23，公告號(hào)為103789820A的中國(guó)專利中，公開了開一種多晶硅鑄錠冷卻水冷卻系統(tǒng)，包括鑄錠爐，以及通過冷水管路和鑄錠爐連接的冷卻水塔，其特征在于，所述冷水管路上還連接有冷卻水池，所述冷卻水池中設(shè)有熱交換器，所述熱交換器連接有抽水水泵和回水水泵。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過采用大水池、外部水交換，取代現(xiàn)有的冷凍機(jī)，具有可靠性強(qiáng)，制作成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是該用于多晶硅鑄錠的冷卻系統(tǒng)能耗較大，不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，節(jié)約能耗，能耗比較低的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：該多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)包括用于與系統(tǒng)水進(jìn)行換熱的換熱器和用于從河道內(nèi)抽水并供給換熱器進(jìn)行換熱的水泵，所述水泵與換熱器通過管路連接，其特征在于：還包括過濾器和通過管路中的水流進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電裝置，所述過濾器設(shè)置在水泵與換熱器之間的管路上并對(duì)通過管路的水流進(jìn)行過濾，所述過濾器包括一號(hào)過濾器、二號(hào)過濾器、一號(hào)管、二號(hào)管、三號(hào)管、四號(hào)管、五號(hào)管、進(jìn)水總管和出水總管，所述一號(hào)管和三號(hào)分別連在一號(hào)過濾器上，所述二號(hào)管和四號(hào)管分別連在二號(hào)過濾器上，所述一號(hào)過濾器內(nèi)設(shè)有一號(hào)過濾網(wǎng)，所述一號(hào)過濾器由一號(hào)過濾網(wǎng)隔為一號(hào)進(jìn)水腔和一號(hào)出水腔，所述二號(hào)過濾器內(nèi)設(shè)有二號(hào)過濾網(wǎng)，所述二號(hào)過濾器由二號(hào)過濾網(wǎng)隔為二號(hào)進(jìn)水腔和二號(hào)出水腔，所述一號(hào)管與一號(hào)進(jìn)水腔連通，所述三號(hào)管與一號(hào)出水腔連通，所述二號(hào)管與二號(hào)進(jìn)水腔連通，所述四號(hào)管與二號(hào)出水腔連通，所述一號(hào)出水腔與二號(hào)出水腔通過五號(hào)管連通，所述一號(hào)過濾器的底部設(shè)有與一號(hào)進(jìn)水腔連通的一號(hào)排污閥，所述二號(hào)過濾器的底部設(shè)有與二號(hào)進(jìn)水腔連通的二號(hào)排污閥，所述一號(hào)管、二號(hào)管、三號(hào)管、四號(hào)管和五號(hào)管上均設(shè)有控制閥，所述發(fā)電裝置與換熱器連接。水泵從河道內(nèi)抽水，水流由過濾器過濾后進(jìn)入換熱器，再與進(jìn)入換熱器且溫度較高的系統(tǒng)水進(jìn)行換熱，并帶走一部分熱量，從而使系統(tǒng)水降溫，最后水流再次流入河道中，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，無需使用冷凍機(jī)來冷卻系統(tǒng)水，大大降低了能耗，且不會(huì)造成河水的浪費(fèi)和二次污染，只是利用河水的溫差節(jié)能，換熱過程中水溫最高升高4度，不會(huì)造成河水變成溫水效應(yīng)，排出的水流在流動(dòng)過程中氧含量不會(huì)降低，且通過過濾器的過濾，只會(huì)把水的質(zhì)量變好；本發(fā)明中的過濾器具有反向清洗的功能，當(dāng)需要清洗時(shí)過濾時(shí)，可先后對(duì)一號(hào)過濾器和二號(hào)過濾器進(jìn)行反向清洗，確保過濾器正常工作；水流從換熱器流出后，通過發(fā)電裝置時(shí)，發(fā)電裝置可進(jìn)行發(fā)電，并可供用戶使用，進(jìn)一步節(jié)約能源。

本發(fā)明所述一號(hào)過濾器和二號(hào)過濾器均為圓柱形，所述一號(hào)過濾網(wǎng)和二號(hào)過濾網(wǎng)均圍成圓形。一號(hào)進(jìn)水腔和二號(hào)進(jìn)水腔均為環(huán)形，因而其中的雜質(zhì)可掉落至一號(hào)進(jìn)水腔或二號(hào)進(jìn)水腔的底部，并由一號(hào)排污管或二號(hào)排污管。