一种多晶硅铸锭生产用冷却水循环装置的制作方法

文档序号:11329892阅读:485来源:国知局

本实用新型属于多晶硅生产设备技术领域,具体地说,尤其涉及一种多晶硅铸锭生产用冷却水循环装置。



背景技术:

铸锭炉作为多晶硅太阳能生产专用设备,采用先进的多晶硅定向凝固技术,利用石墨加热多晶硅,高温融化后采用特殊工艺定向冷凝结晶,从而达到太阳能电池生产用多晶硅品质的要求。在融化、长晶、冷却过程中均产生大量热量,通过铸锭工艺水系统循环将产生的热量带出,通过铸锭工艺水系统循环将产生的热量带出,从而使炉体内温度在可控制范围内,保障多晶硅的顺利完成。因此,水系统的稳定,尤其是工艺水的温度突然升高或降低,对多晶硅的品质造成极大的影响;同时由于多晶硅生产属于长工艺周期,在工艺生产周期内保障铸锭工艺水的连续、安全可靠的供应,对铸锭连续化规模化生产极其重要,如果工艺水压力波动巨大或者断供,将产生极大的安全隐患。传统铸锭工艺冷却水系统一般由铸锭外循环水系统、冷冻水系统和铸锭内循环系统三部分组成,但传统冷却水系统结构设计不合理,具体体现如下:1.传统冷却系统外循环一次板换没有备用,热交换器一旦出现问题,系统将面临停产的严重问题,对铸锭生产连续性造成极大的冲击;2.传统冷却系统存在诸多不稳定因素,由于控制简单,操作人员仅限于简单的水泵启动、停止及运行维护,受操作人员自身遂平县志,无法及时根据水系统的负载变换进行及时调节,无法实现自动运行,只能依靠人工进行处理;3.传统冷却系统的冷却塔风机通过人员手动操作进行启动和停止,由于调节不及时,风机无法根据热负荷合理开启关闭,造成能耗浪费;4.传统冷却系统温度控制部分不能使内循环给水维持在一个比较稳定的温度范围,经常出现温度剧烈变换,对铸锭品质产生极大影响。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型提供了一种多晶硅铸锭生产用冷却水循环装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的:

一种多晶硅铸锭生产用冷却水循环装置,包括铸锭内循环水系统、一次铸锭外循环水系统、二次铸锭外循环水系统以及PLC控制中心,所述铸锭内循环水系统包括工艺回水管、内循环水池、内循环水泵、一次换热器的A组进水口a、一次换热器的A组出水口b、二次换热器的C组进水口e、二次换热器的C组出水口f以及工艺送水管;所述一次铸锭外循环水系统包括冷却塔、外循环水泵、一次外循出水管、一次换热器的B组进水口c、一次换热器的B组出水口d、一次电动调节阀、一次外循环回水管以及一次外循环出水管;所述二次铸锭外循环水系统包括冷机、冷冻泵、冷冻回水管、冷冻出水管、二次电动调节阀、二次换热器的D组进水口h以及二次换热器的D组出水口g,所述内循环水池经管路与所述内循环泵相连,所述内循环泵的出水管一方面经一号闸阀与工艺送水管一段管路相连,另一方面经二号闸阀、一次换热器A组进水口a、一次换热器A组出水口b、三号闸阀与所述工艺送水管一段管路相连;所述冷却塔经管路与所述外循环水泵相连,所述外循环水泵出口经一次外循环出水管、一次换热器B组进水口c、一次换热器B组出水口d、一次外循环回水管与所述冷却塔相连,所述一次外循环出水管与所述一次外循环回水管之间还经一次电动调节阀相连通;所述工艺送水管一段一方面经四号闸阀与所述工艺送水管相连,另一方面经五号闸阀、二次换热器C组进水口e、二次换热器C组出水口f、六号闸阀与所述工艺送水管相连接;

所述冷冻泵出口经冷机、冷冻出水管与所述二次换热器D组进水口h相连,二次换热器D组出水口g经管路与所述冷冻泵相连,所述冷冻回水管与冷冻出水管之间经二次电动调节阀相连通;所述PLC控制中心分别与内循环水泵、外循环水泵、冷却塔电信号连接。

优选地,所述工艺送水管上设有压力传感器。

优选地,所述工艺送水管上设有温度传感器。

优选地,所述一次换热器、二次换热器均为板式换热器。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

1.本实用新型性能稳定,安全节能,系统结构设计合理,无多余流量回流冷却塔而耗费电能现象;

2.本实用新型巧妙利用市面现有PLC控制器,实现全自动化的内、外循环水系统的水泵、冷却塔风机等设备的启停和调节,无需人工进行干预;

3.本实用新型可根据压力、温度实时调节各水泵运行频率及阀门的开启度,一方面最大化地实现了节能,另一方面解决了铸锭工艺水压力波动、断供等情况的发生,为铸锭连续生产提供安全保障;

4.本实用新型系统设计考虑周全,冷却功能安全有保障,当外循环冷却效果不能达到设定温度要求时,可启用冷冻水进行冷却补充;

5.本实用新型具有很强的实用性,经济效益明显,可广泛应用于多晶硅制造企业。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中:1.PLC控制中心;2.工艺回水管;3.内循环水池;4.内循环水泵;5.工艺送水管;6.冷却塔;7.外循环水泵;8.一次外循环出水管;9.一次电动调节阀;10.一次外循环回水管;11.冷机;12.冷冻泵;13.冷冻回水管;14.冷冻出水管;15.二次电动调节阀;16.一次换热器;17.一号闸阀;18.工艺送水管一段;19.二号闸阀;20.三号闸阀;21.二次换热器;22.四号闸阀;23.五号闸阀;24.六号闸阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明:

一种多晶硅铸锭生产用冷却水循环装置,包括铸锭内循环水系统、一次铸锭外循环水系统、二次铸锭外循环水系统以及PLC控制中心1,所述铸锭内循环水系统包括工艺回水管2、内循环水池3、内循环水泵4、一次换热器16的A组进水口a、一次换热器16的A组出水口b、二次换热器21的C组进水口e、二次换热器21的C组出水口f以及工艺送水管5;所述一次铸锭外循环水系统包括冷却塔6、外循环水泵7、一次外循出水管8、一次换热器16的B组进水口c、一次换热器16的B组出水口d、一次电动调节阀9、一次外循环回水管10以及一次外循环出水管8;所述二次铸锭外循环水系统包括冷机11、冷冻泵12、冷冻回水管13、冷冻出水管14、二次电动调节阀15、二次换热器21的D组进水口h以及二次换热器21的D组出水口g,所述内循环水池3经管路与所述内循环泵4相连,所述内循环泵4的出水管一方面经一号闸阀17与工艺送水管一段18管路相连,另一方面经二号闸阀19、一次换热器A组进水口a、一次换热器A组出水口b、三号闸阀20与所述工艺送水管一段18管路相连;所述冷却塔6经管路与所述外循环水泵7相连,所述外循环水泵7出口经一次外循环出水管8、一次换热器B组进水口c、一次换热器B组出水口d、一次外循环回水管10与所述冷却塔6相连,所述一次外循环出水管8与所述一次外循环回水管10之间还经一次电动调节阀9相连通;所述工艺送水管一段18一方面经四号闸阀22与所述工艺送水管5相连,另一方面经五号闸阀23、二次换热器C组进水口e、二次换热器C组出水口f、六号闸阀24与所述工艺送水管5相连接;

所述冷冻泵12出口经冷机11、冷冻出水管14与所述二次换热器D组进水口h相连,二次换热器D组出水口g经管路与所述冷冻泵12相连,所述冷冻回水管13与冷冻出水管14之间经二次电动调节阀15相连通;所述PLC控制中心1分别与内循环水泵4、外循环水泵7、冷却塔6电信号连接。

优选地,所述工艺送水管5上设有压力传感器。

优选地,所述工艺送水管5上设有温度传感器。

优选地,所述一次换热器16、二次换热器21均为板式换热器。

如说明书附图图1所示,正常情况下,铸锭内循环系统不通过铸锭二次换热器21,即铸锭内循环水和铸锭外循环水通过一次换热器16进行换热,打开四号闸阀22、二号闸阀19、三号闸阀20,关闭一号闸阀17、五号闸阀23、六号闸阀24,PLC控制中心1启动内循环水泵4、冷却塔6、外循环水泵7、一次电动调节阀9,此时铸锭内循环水与一次铸锭外循环水实现换热;当一次铸锭外循环水系统结垢严重换热效果不佳时,可以通过关闭二号闸阀19、三号闸阀20、四号闸阀22,打开一号闸阀17、五号闸阀23、六号闸阀24,通过二次换热器21进行换热,生产无间断正常运行,生产效率大幅度提高。

本实用新型还可以根据压力传感器检测压力,并及时将压力信号反馈给PLC控制中心1,通过PLC控制中心1控制内循环水泵1的变频器,实现恒压输出;还可以根据温度传感器检测温度,并及时将温度信号反馈给PLC控制中心1,通过PLC控制中心1控制外循环水泵7改变外循环水泵的输水量,来实现温度控制。

本实用新型性能稳定,安全节能,系统结构设计合理,无多余流量回流冷却塔而耗费电能现象;妙利用市面现有PLC控制器,实现全自动化的内、外循环水系统的水泵、冷却塔风机等设备的启停和调节,无需人工进行干预;本实用新型可根据压力、温度实时调节各水泵运行频率及阀门的开启度,一方面最大化地实现了节能,另一方面解决了铸锭工艺水压力波动、断供等情况的发生,为铸锭连续生产提供安全保障;本实用新型系统设计考虑周全,冷却功能安全有保障,当外循环冷却效果不能达到设定温度要求时,可启用冷冻水进行冷却补充;具有很强的实用性,经济效益明显,可广泛应用于多晶硅制造企业。

综上所述,仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用来限定本实用新型实施的范围,凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

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