一種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)水能耗較大。本實用新型提供一種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，特征在于：還包括過濾器，所述過濾器設(shè)置在水泵與換熱器之間，所述過濾器包括一號過濾器、二號過濾器、一號管、二號管、三號管、四號管、五號管、進水總管和出水總管，一號過濾器內(nèi)設(shè)有一號過濾網(wǎng)，一號過濾器由一號過濾網(wǎng)隔為一號進水腔和一號出水腔，二號過濾器內(nèi)設(shè)有二號過濾網(wǎng)，二號過濾器由二號過濾網(wǎng)隔為二號進水腔和二號出水腔，一號出水腔與二號出水腔通過五號管連通，一號過濾器的底部設(shè)有一號排污閥，二號過濾器的底部設(shè)有二號排污閥。本實用新型節(jié)約能耗，能耗比較低，并且能對河道水進行過濾，發(fā)電裝置與換熱器連接。
【專利說明】-種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 多晶鑄錠爐是當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， 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。
[0003] 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)。
[0004] 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、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。
[0005] 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)包括冷凍機和冷卻水池，冷卻水池對爐區(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)水主要通過冷凍機進行冷 卻，而冷凍機能耗較大，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，高價格，因此如果產(chǎn)品的能耗比較高，不利于行業(yè)競爭。
[0006] 目前也有一些較好的用于多晶硅鑄錠的冷卻系統(tǒng)，如公告日為2011.03. 23,公告 號為103789820A的中國專利中，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)簡單，通過采用大水池、外部水交換，取代現(xiàn)有的冷凍機，具有可靠性強，制作成本低的優(yōu) 點。但是該用于多晶硅鑄錠的冷卻系統(tǒng)能耗較大，不利于市場競爭。 實用新型內(nèi)容
[0007] 本實用新型的目的在于克服現(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)。
[0008] 本實用新型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)水進行換熱的換熱器和用于從河道內(nèi)抽水并供給換熱器進行換熱的水泵， 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通過管路的水流進行過 濾，所述過濾器包括一號過濾器、二號過濾器、一號管、二號管、三號管、四號管、五號管、進 水總管和出水總管，所述一號管和三號分別連在一號過濾器上，所述二號管和四號管分別 連在二號過濾器上，所述一號過濾器內(nèi)設(shè)有一號過濾網(wǎng)，所述一號過濾器由一號過濾網(wǎng)隔 為一號進水腔和一號出水腔，所述二號過濾器內(nèi)設(shè)有二號過濾網(wǎng)，所述二號過濾器由二號 過濾網(wǎng)隔為二號進水腔和二號出水腔，所述一號管與一號進水腔連通，所述三號管與一號 出水腔連通，所述二號管與二號進水腔連通，所述四號管與二號出水腔連通，所述一號出水 腔與二號出水腔通過五號管連通，所述一號過濾器的底部設(shè)有與一號進水腔連通的一號排 污閥，所述二號過濾器的底部設(shè)有與二號進水腔連通的二號排污閥，所述一號管、二號管、 三號管、四號管和五號管上均設(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入換熱器，再與進入換熱器且溫度較高的系統(tǒng)水進行換熱，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，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè) 計合理，無需使用冷凍機來冷卻系統(tǒng)水，大大降低了能耗，且不會造成河水的浪費和二次 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，不會造成河水變成溫水效 應(yīng)，排出的水流在流動過程中氧含量不會降低，且通過過濾器的過濾，只會把水的質(zhì)量變 好；本實用新型中的過濾器具有反向清洗的功能，當需要清洗時過濾時，可先后對一號過濾 器和二號過濾器進行反向清洗，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，發(fā)電裝置可進行發(fā)電，并可供用戶使用，進一步節(jié)約能源。
[0009] 本實用新型所述一號過濾器和二號過濾器均為圓柱形，所述一號過濾網(wǎng)和二號過 濾網(wǎng)均圍成圓形。一號進水腔和二號進水腔均為環(huán)形，因而其中的雜質(zhì)可掉落至一號進水 腔或二號進水腔的底部，并由一號排污管或二號排污管。
[0010] 本實用新型所述水泵與換熱器之間的管路埋設(shè)在地面下。土層對水流起到恒溫作 用，天熱時，可防止水在輸送過程中升溫。
[0011] 本實用新型還包括冷凍機，所述冷凍機與換熱器連接。冷凍機可與通過換熱器的 系統(tǒng)水進行換熱，當河水無法使用時，冷凍機可備用。
[0012] 本實用新型所述換熱器的數(shù)量為兩組以上，所述冷凍機與換熱器數(shù)量相等且一一 對應(yīng)，所述換熱器之間并聯(lián)設(shè)置。多組換熱器的設(shè)置，可保證系統(tǒng)水充分冷卻。
[0013] 本實用新型所述換熱器的數(shù)量為兩組。
[0014] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果：結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，水泵從 河道內(nèi)抽水，水流由過濾器過濾后進入換熱器，再與進入換熱器且溫度較高的系統(tǒng)水進行 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，無需使用冷凍機 來冷卻系統(tǒng)水，大大降低了能耗，且不會造成河水的浪費和二次污染，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，不會造成河水變成溫水效應(yīng)，排出的水流在流動過程 中氧含量不會降低，且通過過濾器的過濾，只會把水的質(zhì)量變好；本實用新型中的過濾器具 有反向清洗的功能，當需要清洗時過濾時，可先后對一號過濾器和二號過濾器進行反向清 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，發(fā)電裝置可進行發(fā)電，并 可供用戶使用，進一步節(jié)約能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型實施例中多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3是一號過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖4是圖3的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖5是二號過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖6是圖5的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對 本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0022] 實施例。
[0023] 參見圖1至圖6,本實施例中的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)包括換熱器1、水泵2、 過濾器3、冷凍機4和發(fā)電裝置6。水泵2用于從河道內(nèi)抽水，水泵2將河道內(nèi)抽上的水輸 送到換熱器1，使得抽上來的河道水與通過換熱器1的系統(tǒng)水進行熱交換，從而達到冷卻系 統(tǒng)水的目的，河道水經(jīng)換熱器1換熱后，重新流入河道中。
[0024] 本實施例中的水泵2與換熱器1通過管路連接，過濾器3設(shè)置在水泵2與換熱器1 之間的管路上并對通過管路的水流進行過濾。水泵2從河道內(nèi)抽水，水流由過濾器3過濾 后進入換熱器1，最后重新流入到河道，水流再流過換熱器1時，與進入換熱器1且溫度較 高的系統(tǒng)水進行換熱，并帶走一部分熱量，從而使系統(tǒng)水降溫，利用水溫分層溫差效應(yīng)，達 到冷卻目的，通過這種方案，工廠將不需要在夏季開啟冷凍機制冷降溫，大大節(jié)省了國家能 源，從而進一步降低單位產(chǎn)品的能耗比，是企業(yè)日后行業(yè)競爭中取勝的關(guān)鍵，且不會造成河 水的浪費和二次污染，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，不會造成 河水變成溫水效應(yīng)，排出的水流在流動過程中氧含量不會降低，且通過過濾器3的過濾，只 會把水的質(zhì)量變好。浙江溢閎光電科技有限公司在該冷卻系統(tǒng)運行后，工廠耗電明顯降低， 由原先的配套設(shè)施每小時總耗電瓦數(shù)為543kw直線下降到50kw，每小時節(jié)省電耗500kw，按 照夏季時間為5個月計算，節(jié)省耗電1800000千瓦時，冬季拋開冷凍機的使用外，其他設(shè)備 正常開啟功率為143kw，除去應(yīng)開的45kw外，還需額外耗電lOOkw，按照7個月計算，可節(jié)省 504000千瓦時，兩項合計為2304000千瓦時，按當?shù)?. 7元/千瓦時計算，每年可節(jié)省耗電 161萬之多，而此冷卻系統(tǒng)總投資為30萬元，從投資角度看是非常具有經(jīng)濟價值的。
[0025] 本實施例中的過濾器3包括一號過濾器31、二號過濾器32、一號管33、二號管34、 三號管35、四號管36、五號管37、進水總管38和出水總管39, 一號管33和二號管34均與 進水總管38連接，三號管35和四號管36均與出水總管39連接，一號過濾器31內(nèi)設(shè)有一 號過濾網(wǎng)311，一號過濾器31由一號過濾網(wǎng)311隔為一號進水腔312和一號出水腔313,二 號過濾器32內(nèi)設(shè)有二號過濾網(wǎng)321，二號過濾器32由二號過濾網(wǎng)321隔為二號進水腔322 和二號出水腔323, 一號管33與一號進水腔312連通，三號管35與一號出水腔313連通，二 號管34與二號進水腔322連通，四號管36與二號出水腔323連通，一號出水腔313與二號 出水腔323通過五號管37連通，一號過濾器31的底部設(shè)有與一號進水腔312連通的一號 排污閥314, 一號排污閥314用于排出一號過濾器31內(nèi)的雜質(zhì)，二號過濾器32的底部設(shè)有 與二號進水腔322連通的二號排污閥324,二號排污閥324用于排出二號過濾器32內(nèi)的雜 質(zhì)，一號管33、二號管34、三號管35、四號管36和五號管37上均設(shè)有控制閥5。正常使用 時，一號排污閥314與二號排污閥324均閉合，五號管37上的控制閥5也閉合，過濾器3上 的其余控制閥5均為打開狀態(tài)，過濾器3的進水總管38和出水總管39分別與管路連接；水 流進入進水總管38后，分流到一號管33和二號管34 ;分流到一號管33的水流進入一號過 濾器31的一號進水腔312,并由一號進水腔312進入到一號出水腔313,水流從一號進水腔 312進入到一號出水腔313時由一號過濾網(wǎng)311進行過濾，再從三號管35流入出水總管39 并流入管路中；分流到二號管34的水流進入二號過濾器32的二號進水腔322,并由二號進 水腔322進入到二號出水腔323,期間通過二號過濾網(wǎng)321過濾，最終由四號管36流入到出 水總管39。河道內(nèi)有大量的雜質(zhì)，因而必須要經(jīng)過過濾，防止雜質(zhì)在管路中聚集而堵塞。過 濾器3在使用時，將會有一部分雜質(zhì)卡在一號過濾網(wǎng)311或二號過濾網(wǎng)312上，且雜質(zhì)通常 卡在靠近一號進水腔312或二號進水腔322的一側(cè)。過濾器3需要清洗時，先后分別對一 號過濾器31和二號過濾器32進行清洗；清洗一號過濾器31時，關(guān)閉一號管33、三號管35 和四號管36上的控制閥5,同時關(guān)閉二號排污閥324,打開五號管37上的控制閥5,打開一 號排污閥314,水流從二號管34進入二號過濾器32,并通過五號管37進入到一號過濾器31 的一號出水腔313內(nèi)，再從一號出水腔313進入一號進水腔312中，水流從一號出水腔313 進入一號進水腔312時，水流將卡在一號過濾網(wǎng)311上的雜質(zhì)帶出，并從一號排污閥314中 排出；清洗二號過濾器32時，關(guān)閉二號管34、三號管35和四號管36上的控制閥5,同時關(guān) 閉一號排污閥314,打開五號管37上的控制閥5,打開二號排污閥324,水流從一號管33進 入一號過濾器31，并通過五號管37進入到二號過濾器32的二號出水腔323內(nèi)，再從二號 出水腔323進入二號進水腔322中，水流從二號出水腔323進入二號進水腔322時，水流將 卡在二號過濾網(wǎng)321上的雜質(zhì)帶出，并從二號排污閥324中排出；以此便完成了對過濾器3 的清洗。說明書中提到的反向清洗指的是，在一號過濾器31或二號過濾器32內(nèi)形成反向 水流，從而將雜質(zhì)從一號過濾網(wǎng)311或二號過濾網(wǎng)321上沖掉。
[0026] 本實施例中的一號過濾器31和二號過濾器32均為圓柱形，一號過濾網(wǎng)311和二 號過濾網(wǎng)321均圍成圓形，因而一號進水腔312和二號進水腔322均為環(huán)形，其中的雜質(zhì)可 順利掉落至一號進水腔312或二號進水腔322的底部，并由一號排污閥314或二號排污閥 324。
[0027] 本實施例中的水泵2與換熱器1之間的管路埋設(shè)在地面下，土層對水流起到恒溫 作用，天熱時，可防止水在輸送過程中升溫。
[0028] 本實施例中的冷凍機4與換熱器1連接，冷凍，4可與通過換熱器1的系統(tǒng)水進行 換熱，當河水無法使用時，冷凍機4可備用。
[0029] 本實施例中的換熱器1的數(shù)量為兩組以上，冷凍機4與換熱器1數(shù)量相等且一一 對應(yīng)，冷凍機4與換熱器之間通過管路連接，且該管路上設(shè)置有控制閥5,換熱器1之間并 聯(lián)設(shè)置，多組換熱器1的設(shè)置，可保證系統(tǒng)水充分冷卻，優(yōu)選的，本實施例中的換熱器1的數(shù) 量為2組。本實施例中過濾器3到各個換熱器1的管路上均設(shè)有控制閥5,當啟用冷凍機4 時，過濾器3到各個換熱器1的管路上的控制閥5均閉合。
[0030] 本實施例中的發(fā)電裝置6與換熱器1連接，水流在換熱器1內(nèi)換熱后流出，并通過 發(fā)電裝置6,發(fā)電裝置6通過水流可進行發(fā)電，從而進一步節(jié)約能源，發(fā)電裝置6為現(xiàn)有技 術(shù)，此處不再贅述。
[0031] 本實施例中提到的控制閥5為現(xiàn)有技術(shù)，但基本作用一致，即用于啟閉管路，因而 沒有細分。
[0032] 此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名 稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型結(jié)構(gòu)及附圖所作的舉例 說明。凡依據(jù)本實用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化， 均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描 述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型 的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，包括用于與系統(tǒng)水進行換熱的換熱器和用于從河 道內(nèi)抽水并供給換熱器進行換熱的水泵，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 間的管路上并對通過管路的水流進行過濾，所述過濾器包括一號過濾器、二號過濾器、一號 管、二號管、三號管、四號管、五號管、進水總管和出水總管，所述一號管和三號分別連在一 號過濾器上，所述二號管和四號管分別連在二號過濾器上，所述一號過濾器內(nèi)設(shè)有一號過 濾網(wǎng)，所述一號過濾器由一號過濾網(wǎng)隔為一號進水腔和一號出水腔，所述二號過濾器內(nèi)設(shè) 有二號過濾網(wǎng)，所述二號過濾器由二號過濾網(wǎng)隔為二號進水腔和二號出水腔，所述一號管 與一號進水腔連通，所述三號管與一號出水腔連通，所述二號管與二號進水腔連通，所述四 號管與二號出水腔連通，所述一號出水腔與二號出水腔通過五號管連通，所述一號過濾器 的底部設(shè)有與一號進水腔連通的一號排污閥，所述二號過濾器的底部設(shè)有與二號進水腔連 通的二號排污閥，所述一號管、二號管、三號管、四號管和五號管上均設(shè)有控制閥，所述發(fā)電 裝置與換熱器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述一號過濾器 和二號過濾器均為圓柱形，所述一號過濾網(wǎng)和二號過濾網(wǎng)均圍成圓形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述水泵與換熱 器之間的管路埋設(shè)在地面下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：還包括冷凍 機，所述冷凍機與換熱器連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述換熱器的數(shù) 量為兩組以上，所述冷凍機與換熱器數(shù)量相等且一一對應(yīng)，所述換熱器之間并聯(lián)設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多晶硅鑄錠用冷卻發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于：所述換熱器的數(shù) 量為兩組。
【文檔編號】C30B29/06GK203999914SQ201420443491
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】黃賢強, 沈達軍, 何建軍, 吳林霞 申請人:浙江溢閎光電科技有限公司