[实用新型]一种升级后多晶硅铸锭炉的溢流防护结构

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能光伏技术领域，尤其涉及一种升级后多晶硅铸锭炉的溢流防护结构。

背景技术

在多晶硅铸锭过程中，硅料在熔化过程中或熔化完以后，可能会因为盛放的石英坩埚破裂而使硅液从坩埚内流出，称为硅液溢流。在发生硅液溢流之后，如果溢流保护装置设计不当，轻则损失几公斤硅料，重则造成热场部件的重大损失，甚至有可能造成炉体被炙热的硅液熔穿，炉体内冷却水迅速汽化而导致安全事故的发生。

目前，随着太阳能光伏市场的发展和需求，很多铸锭厂家都对多晶硅铸锭炉进行了升级改造，但是，升级后的多晶硅铸锭炉的溢流防护装置一般仍采用原有的防护装置。这就导致出现了以下问题：对比升级前后的热场进行实际计算，按照比较保守的算法，原有的溢流防护装置估算最多能够兜住原热场允许的硅料量。而当升级热场后，装料量达到原热场允许装料量的1.5倍甚至更多后，在极端溢流情况下(硅液全部溢流)，原有的溢流防护装置无法兜住多余的硅料，硅料会从中间波纹管漏出，致使波纹管处损坏并有可能导致硅液漏出炉体的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、易于实现、安全性高的升级后多晶硅铸锭炉的溢流防护结构，可在发生极端溢流时兜住硅液，将设备损失降到最低，并有效保障操作人员的人身安全。

本实用新型的目的通过以下措施来实现：一种升级后多晶硅铸锭炉的溢流防护结构，其特征在于：它包括位于多晶硅铸锭炉下炉体内的溢流棉、溢流丝和套管，所述溢流棉铺设在所述下炉体的内底面上，所述溢流丝铺于所述溢流棉上并与报警系统相连，所述套管竖向设置，且其下端固定在下炉体的内底面上并向上穿过溢流棉和溢流丝而用于外套在多晶硅铸锭炉下炉体内的波纹管上，溢流丝的铺设表面和套管的上端之间所形成的下炉体底部空间为溢流防护空间，所述溢流防护空间的高度是溢流丝铺设表面的最低位置和套管的上端之间的距离H，该距离H为300～320mm。

本实用新型的溢流防护空间与现有的溢流防护空间相比，高度增加了40～60mm，因此，溢流防护空间的体积增大，所以，可在极端溢流情况下(硅液全部溢流)，铺设在下炉体内底面上的溢流棉能够全部兜住硅液而使其不会渗入到波纹管中，使得硅液全部被兜在溢流防护空间内，所以，极大地提高了升级后多晶硅铸锭炉的安全性。

作为本实用新型的一种实施方式，位于多晶硅铸锭炉上炉体内的隔热笼的顶面距离上炉体的顶面为310～320mm，处于隔热笼内的加热器通过在多晶硅铸锭炉外部的铜电极凸台上增设垫块而将加热器提升至加热器的顶面与隔热笼的顶面之间距离为55～60mm；处于隔热笼内的DS块通过设于下炉体内底面上的石墨柱支撑而在装料后紧贴在加热器的下表面上。本实用新型实质上是将热场整体上移，上移高度是10～30mm，对后续铸锭影响程度降至最低，增加了底部空间，而且，上移高度避开了法兰面，对炉体进行保护，避免温度过高烫坏密封圈。

作为本实用新型的一种实施方式，位于多晶硅铸锭炉下炉体内的底保温板的下板面上开有凹槽，用于固定底保温板的托架的中部凸起与所述凹槽相适应，所述凸起位于凹槽中，以便驱动机构通过套于波纹管内的活塞杆驱动底保温板降至套管的上端，即为底保温板的最低位置，波纹管的上端固定在托架上并跟随底保温板下降而缩至所述套管内，所述底保温板升降的行程为25cm。本实用新型在底部保温板上开槽，与托架的凸起一一对应，使底保温板能够下降到其所能达到的最低位置，同时确保底部所增加的防护波纹管的套管有足够空间，再次增加了底部空间。通过两次增加底部空间，可以保障在极端溢流的情况下兜住硅料，保障设备和人员安全。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述溢流棉铺设表面的高度大于溢流防护空间的高度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的效果：

⑴本实用新型的溢流防护空间与现有的溢流防护空间相比，高度增加了40～60mm，因此，溢流防护空间的体积增大，所以，可在极端溢流情况下(硅液全部溢流)，铺设在下炉体内底面上的溢流棉能够全部兜住硅液而使其不会渗入到波纹管中，使得硅液全部被兜在溢流防护空间内，所以，极大地提高了升级后晶硅铸锭炉的安全性。

⑵本实用新型增大底部空间的其中一个方式是将热场整体上移，上移高度是10～30mm，对后续铸锭影响程度降至最低，增加了底部空间，而且，上移高度避开了法兰面，对炉体进行保护，避免温度过高烫坏密封圈。