专利名称：还原炉热能综合利用系统的制作方法
技术领域：
还原炉热能综合利用系统技术领域[0001]本实用新型涉及多晶硅生产过程中对还原炉的热能处理技术，特别是一种还原 炉热能综合利用系统。
背景技术：
[0002]多晶硅还原炉生产是一项高耗能的生产工艺。它体现在多晶硅沉积温度较高， 大约1100°c，而还原炉耐热温度为200°C，因此这两个温度存在矛盾，就需要不断的利 用水冷或者油冷的方式将还原炉的温度转移，以免造成炉筒壁及底盘的热损坏。硅棒产 生的热量通过辐射传热到炉筒壁，这部分余热量占总功率的比例很大，超过50%以上。[0003]对现有还原炉生产，如果对热能不加以回收利用对产品综合能耗来说，是很浪 费热能资源的，而且也是很不经济的。但是冷却水温度即使是经过换热后仍然只有110°c 左右，热品位较低不能直接利用作为有效的热源。因此该部分冷却水往往通过换热器进 行冷却后循环利用，这样从还原炉吸收的热量完全损失。[0004]传统的热能回收方式拟采用将还原炉回水温度升高，直接送入闪蒸罐闪蒸，产 生的蒸汽可以进行利用。但是，这种方式带来的技术问题是冷却水的操作温度和压力 要求比较高，直接闪蒸对水系统造成的波动较大。因此这种方式不利于长期稳定的开炉 运行作业。实用新型内容[0005]本实用新型为解决上述技术问题提供了还原炉热能综合利用系统，采用双效溴 化锂机组制热原理，提高热量品位，通过闪蒸以蒸汽的方式回收还原炉放热能量。[0006]本实用新型的技术方案如下[0007]还原炉热能综合利用系统，包括依次连接的还原炉、炉体冷却水槽、炉体冷却 水泵、水冷器，水冷器又连接至还原炉形成水冷回路，还原炉和炉体冷却水槽之间设置 有阀门，其特征在于还原炉和炉体冷却水槽之间还设置有一条热能回收支路，该热能 回收支路设置有双效溴化锂机组，双效溴化锂机组的余热进水管连接在双效溴化锂机组 的蒸发器和还原炉的余热出水处之间，双效溴化锂机组的余热出水管连接在双效溴化锂 机组的发生器和炉体冷却水槽之间；[0008]双效溴化锂机组的吸收器的出水管经过闪蒸槽、热媒水泵和吸收器的进水管连 接形成回路；[0009]双效溴化锂机组的冷凝器的出水管经过冷却塔、循环水泵和冷凝器的进水管连 接形成回路。[0010]所述闪蒸槽顶部的出汽管经过再沸器连接至闪蒸罐下部的进水口。[0011]本系统的原理如下[0012]还原炉中，85°C的冷却水由炉体冷却水泵打入还原炉夹套，109°C回水进入炉体 水罐，经过板式换热器冷却到85°C进行循环。[0013]增设的双效溴化锂(热能回收)机组的工作原理[0014]利用水在高真空状态下低沸点沸腾的原理及溴化锂浓溶液(位于机组内部作为 换热换热介质)具有强吸水性的原理来制取生产用热的设备。该设备可以利用较低的炉 体水出水加热温度更高的过热水，达到提升过热水温度的作用。[0015]双效溴化锂(热能回收)机组主要设备包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和 热交换器，还包括辅助部件屏蔽泵、真空泵和抽气装置等；在蒸发器内利用109°C过热 水加热溴化锂稀溶液，加热过程中产生的水蒸汽在吸收器内被浓溴化锂溶液吸收放热加 热130°C过热水，吸收水蒸汽后的溴化锂稀溶液在发生器内经过蒸发变成浓溶液，经过屏 蔽泵打入吸收器进行喷淋，产生的蒸汽在冷凝器中由32°C循环水冷却后变成冷剂水参与 循环。[0016]闪蒸罐作为热能回收能量的产出设备，将吸收废热的水通过闪蒸方式变为蒸汽 产出，产出蒸汽所消耗的水量通过冷凝回水补充。[0017]炉体水回水分为三路，一路进入7°C水系统作为热源，返回炉体水罐；一路进 入热能回收机组作为加热130°C水的热源，再返回炉体水罐，还有一路直接回到炉体水 罐。这三路水的流量通过调节阀分程调节维持回水总管压力平稳。[0018]通过双效溴化锂机组利用109°C的炉体回水加热130°C的过热水到145°C，整个 循环过程将109°C的水冷却到85°C，由离心泵打入还原炉对夹套进行冷却。145°C的热水 通过离心泵打入闪蒸罐进行减压闪蒸，获得0.2MRI的蒸汽后并入蒸汽管网。[0019]本实用新型的技术效果如下[0020]本系统不仅实现了炉体水的降温处理，循环利用，同时还实现了每小时额外1. 蒸汽的产出。
[0021]图1为本实用新型的结构示意图[0022]其中附图标记为1-还原炉；2-炉体冷却水槽；3-炉体冷却水泵；4-水冷 器；5-双效溴化锂机组；6-蒸发器；7-发生器；8-吸收器；9-冷凝器；10-闪蒸槽； 11-热媒水泵；12-再沸器；13-冷却塔；14-循环水泵。
具体实施方式
[0023]如图1所示，还原炉热能综合利用系统，包括依次连接的还原炉1、炉体冷却水 槽2、炉体冷却水泵3、水冷器4，水冷器4又连接至还原炉1形成水冷回路，还原炉1和 炉体冷却水槽2之间设置有阀门，还原炉1和炉体冷却水槽2之间还设置有一条热能回收 支路，该热能回收支路设置有双效溴化锂机组5，双效溴化锂机组5的余热进水管连接在 双效溴化锂机组5的蒸发器6和还原炉1的余热出水处之间，双效溴化锂机组5的余热出 水管连接在双效溴化锂机组5的发生器7和炉体冷却水槽2之间；[0024]双效溴化锂机组5的吸收器8的出水管经过闪蒸槽10、热媒水泵11和吸收器8 的进水管连接形成回路；[0025]双效溴化锂机组5的冷凝器9的出水管经过冷却塔13、循环水泵14和冷凝器9 的进水管连接形成回路。[0026]所述闪蒸槽10顶部的出汽管经过再沸器12连接至闪蒸罐下部的进水口。[0027]本系统的原理如下[0028]还原炉1中，85°C的冷却水由炉体冷却水泵3打入还原炉1夹套，109°C回水进 入炉体水罐，经过板式换热器冷却到85°C进行循环。[0029]增设的双效溴化锂(热能回收)机组的工作原理[0030]利用水在高真空状态下低沸点沸腾的原理及溴化锂浓溶液(位于机组内部作为 换热换热介质)具有强吸水性的原理来制取生产用热的设备。该设备可以利用较低的炉 体水出水加热温度更高的过热水，达到提升过热水温度的作用。[0031]双效溴化锂(热能回收)机组主要设备包括发生器7、冷凝器9、蒸发器6、吸 收器8和热交换器，还包括辅助部件屏蔽泵、真空泵和抽气装置等；在蒸发器6内利用 109°C过热水加热溴化锂稀溶液，加热过程中产生的水蒸汽在吸收器8内被浓溴化锂溶液 吸收放热加热130°C过热水，吸收水蒸汽后的溴化锂稀溶液在发生器7内经过蒸发变成浓 溶液，经过屏蔽泵打入吸收器8进行喷淋，产生的蒸汽在冷凝器9中由32°C循环水冷却后 变成冷剂水参与循环。本系统的双效溴化锂机组5采用江苏双良空调设备股份有限公司 的XRII (109/85)-32/38-907 (130/145)，具体工作流程参见《热能回收转换系统安装与 使用说明书》。[0032]闪蒸罐作为热能回收能量的产出设备，将吸收废热的水通过闪蒸方式变为蒸汽 产出，产出蒸汽所消耗的水量通过冷凝回水补充。[0033]炉体水回水分为三路，一路进入7°C水系统作为热源，返回炉体水罐；一路进 入热能回收机组作为加热130°C水的热源，再返回炉体水罐，还有一路直接回到炉体水 罐。这三路水的流量通过调节阀分程调节维持回水总管压力平稳。[0034]通过双效溴化锂机组5利用109°C的炉体回水加热130°C的过热水到145°C，整个 循环过程将109°C的水冷却到85°C，由离心泵打入还原炉1对夹套进行冷却。145°C的热 水通过离心泵打入闪蒸罐进行减压闪蒸，获得0.2MRI的蒸汽后并入蒸汽管网。[0035]本实用新型的技术效果如下[0036]本系统不仅实现了炉体水的降温处理，循环利用，同时还实现了每小时额外1. 蒸汽的产出。
权利要求1.还原炉热能综合利用系统，包括依次连接的还原炉(1)、炉体冷却水槽(2)、炉体 冷却水泵(3)、水冷器(4)，水冷器(4)又连接至还原炉(1)形成水冷回路，还原炉(1) 和炉体冷却水槽(2)之间设置有阀门，其特征在于还原炉(1)和炉体冷却水槽(2)之间 还设置有一条热能回收支路，该热能回收支路设置有双效溴化锂机组(5)，双效溴化锂机 组(5)的余热进水管连接在双效溴化锂机组(5)的蒸发器(6)和还原炉(1)的余热出水处 之间，双效溴化锂机组(5)的余热出水管连接在双效溴化锂机组(5)的发生器(7)和炉体 冷却水槽⑵之间；双效溴化锂机组(5)的吸收器(8)的出水管经过闪蒸槽(10)、热媒水泵(11)和吸收 器(8)的进水管连接形成回路；双效溴化锂机组(5)的冷凝器(9)的出水管经过冷却塔(13)、循环水泵(14)和冷凝 器(9)的进水管连接形成回路。
2.根据权利要求1所述的还原炉热能综合利用系统，其特征在于所述闪蒸槽(10) 顶部的出汽管经过再沸器(12)连接至闪蒸罐下部的进水口。
专利摘要本实用新型公开了还原炉热能综合利用系统，包括依次连接的还原炉、炉体冷却水槽、炉体冷却水泵、水冷器，水冷器又连接至还原炉形成水冷回路，还原炉和炉体冷却水槽之间设置有阀门，还原炉和炉体冷却水槽之间还设置有一条热能回收支路，该热能回收支路设置有双效溴化锂机组，双效溴化锂机组又分别连接有闪蒸槽、冷却塔；溴化锂机组较低的炉体水出水加热温度更高的过热水，达到提升过热水温度的作用；本系统不仅实现了炉体水的降温处理，循环利用，同时还实现了每小时额外1.5t蒸汽的产出。
文档编号F27D9/00GK201803601SQ201020297870
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者姜勇, 洪浩, 钟翔, 阎冶智, 陈少华, 陈川 申请人:天威四川硅业有限责任公司