本實用新型屬于太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種升級后多晶硅鑄錠爐的溢流防護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在多晶硅鑄錠過程中，硅料在熔化過程中或熔化完以后，可能會因為盛放的石英坩堝破裂而使硅液從坩堝內(nèi)流出，稱為硅液溢流。在發(fā)生硅液溢流之后，如果溢流保護(hù)裝置設(shè)計不當(dāng)，輕則損失幾公斤硅料，重則造成熱場部件的重大損失，甚至有可能造成爐體被炙熱的硅液熔穿，爐體內(nèi)冷卻水迅速汽化而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。
目前，隨著太陽能光伏市場的發(fā)展和需求，很多鑄錠廠家都對多晶硅鑄錠爐進(jìn)行了升級改造，但是，升級后的多晶硅鑄錠爐的溢流防護(hù)裝置一般仍采用原有的防護(hù)裝置。這就導(dǎo)致出現(xiàn)了以下問題：對比升級前后的熱場進(jìn)行實際計算，按照比較保守的算法，原有的溢流防護(hù)裝置估算最多能夠兜住原熱場允許的硅料量。而當(dāng)升級熱場后，裝料量達(dá)到原熱場允許裝料量的1.5倍甚至更多后，在極端溢流情況下(硅液全部溢流)，原有的溢流防護(hù)裝置無法兜住多余的硅料，硅料會從中間波紋管漏出，致使波紋管處損壞并有可能導(dǎo)致硅液漏出爐體的風(fēng)險。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實現(xiàn)、安全性高的升級后多晶硅鑄錠爐的溢流防護(hù)結(jié)構(gòu)，可在發(fā)生極端溢流時兜住硅液，將設(shè)備損失降到最低，并有效保障操作人員的人身安全。
本實用新型的目的通過以下措施來實現(xiàn)：一種升級后多晶硅鑄錠爐的溢流防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：它包括位于多晶硅鑄錠爐下爐體內(nèi)的溢流棉、溢流絲和套管，所述溢流棉鋪設(shè)在所述下爐體的內(nèi)底面上，所述溢流絲鋪于所述溢流棉上并與報警系統(tǒng)相連，所述套管豎向設(shè)置，且其下端固定在下爐體的內(nèi)底面上并向上穿過溢流棉和溢流絲而用于外套在多晶硅鑄錠爐下爐體內(nèi)的波紋管上，溢流絲的鋪設(shè)表面和套管的上端之間所形成的下爐體底部空間為溢流防護(hù)空間，所述溢流防護(hù)空間的高度是溢流絲鋪設(shè)表面的最低位置和套管的上端之間的距離H，該距離H為300～320mm。
本實用新型的溢流防護(hù)空間與現(xiàn)有的溢流防護(hù)空間相比，高度增加了40～60mm，因此，溢流防護(hù)空間的體積增大，所以，可在極端溢流情況下(硅液全部溢流)，鋪設(shè)在下爐體內(nèi)底面上的溢流棉能夠全部兜住硅液而使其不會滲入到波紋管中，使得硅液全部被兜在溢流防護(hù)空間內(nèi)，所以，極大地提高了升級后多晶硅鑄錠爐的安全性。
作為本實用新型的一種實施方式，位于多晶硅鑄錠爐上爐體內(nèi)的隔熱籠的頂面距離上爐體的頂面為310～320mm，處于隔熱籠內(nèi)的加熱器通過在多晶硅鑄錠爐外部的銅電極凸臺上增設(shè)墊塊而將加熱器提升至加熱器的頂面與隔熱籠的頂面之間距離為55～60mm；處于隔熱籠內(nèi)的DS塊通過設(shè)于下爐體內(nèi)底面上的石墨柱支撐而在裝料后緊貼在加熱器的下表面上。本實用新型實質(zhì)上是將熱場整體上移，上移高度是10～30mm，對后續(xù)鑄錠影響程度降至最低，增加了底部空間，而且，上移高度避開了法蘭面，對爐體進(jìn)行保護(hù)，避免溫度過高燙壞密封圈。
作為本實用新型的一種實施方式，位于多晶硅鑄錠爐下爐體內(nèi)的底保溫板的下板面上開有凹槽，用于固定底保溫板的托架的中部凸起與所述凹槽相適應(yīng)，所述凸起位于凹槽中，以便驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過套于波紋管內(nèi)的活塞桿驅(qū)動底保溫板降至套管的上端，即為底保溫板的最低位置，波紋管的上端固定在托架上并跟隨底保溫板下降而縮至所述套管內(nèi)，所述底保溫板升降的行程為25cm。本實用新型在底部保溫板上開槽，與托架的凸起一一對應(yīng)，使底保溫板能夠下降到其所能達(dá)到的最低位置，同時確保底部所增加的防護(hù)波紋管的套管有足夠空間，再次增加了底部空間。通過兩次增加底部空間，可以保障在極端溢流的情況下兜住硅料，保障設(shè)備和人員安全。
作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述溢流棉鋪設(shè)表面的高度大于溢流防護(hù)空間的高度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下顯著的效果：
⑴本實用新型的溢流防護(hù)空間與現(xiàn)有的溢流防護(hù)空間相比，高度增加了40～60mm，因此，溢流防護(hù)空間的體積增大，所以，可在極端溢流情況下(硅液全部溢流)，鋪設(shè)在下爐體內(nèi)底面上的溢流棉能夠全部兜住硅液而使其不會滲入到波紋管中，使得硅液全部被兜在溢流防護(hù)空間內(nèi)，所以，極大地提高了升級后晶硅鑄錠爐的安全性。
⑵本實用新型增大底部空間的其中一個方式是將熱場整體上移，上移高度是10～30mm，對后續(xù)鑄錠影響程度降至最低，增加了底部空間，而且，上移高度避開了法蘭面，對爐體進(jìn)行保護(hù)，避免溫度過高燙壞密封圈。
⑶本實用新型增大底部空間的另一個方式是在底部保溫板上開槽，與托架的凸起一一對應(yīng)，使底保溫板能夠下降到其所能達(dá)到的最低位置，同時確保底部所增加的防護(hù)波紋管的套管有足夠空間，再次增加了底部空間。
⑷本實用新型通過上述兩種結(jié)構(gòu)改變來增加下爐體的底部空間，可以保障在極端溢流的情況下兜住硅液，保障設(shè)備和人員安全。
⑸本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于實現(xiàn)、安全性高，適于廣泛推廣和適用。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施例對實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，是本實用新型一種升級后多晶硅鑄錠爐的溢流防護(hù)結(jié)構(gòu)，它包括位于多晶硅鑄錠爐1下爐體11內(nèi)的溢流棉2、溢流絲和套管3，溢流棉2鋪設(shè)在下爐體11的內(nèi)底面上，溢流絲鋪于溢流棉2上并與報警系統(tǒng)相連以便在溢流絲被硅液熔斷后，報警系統(tǒng)報警提示，套管3豎向設(shè)置，且其下端固定在下爐體11的內(nèi)底面上并向上穿過溢流棉2和溢流絲而用于外套在多晶硅鑄錠爐1下爐體11內(nèi)的波紋管4上，溢流絲的鋪設(shè)表面和套管3的上端之間所形成的下爐體底部空間為溢流防護(hù)空間5，溢流防護(hù)空間5的高度是溢流絲鋪設(shè)表面的最低位置和套管3的上端之間的距離H，該距離H為300～320mm，溢流棉2鋪設(shè)表面的高度h大于溢流防護(hù)空間5的高度H。
本實用新型的溢流防護(hù)空間與現(xiàn)有的溢流防護(hù)空間相比，高度增加了40～60mm，因此，溢流防護(hù)空間的體積增大，所以，可在極端溢流情況下(硅液全部溢流)，鋪設(shè)在下爐體內(nèi)底面上的溢流棉能夠全部兜住硅液而使其不會滲入到波紋管中，使得硅液全部被兜在溢流防護(hù)空間內(nèi)，所以，極大地提高了升級后晶硅鑄錠爐的安全性。
在本實施例中，是通過兩種結(jié)構(gòu)改變方式將溢流防護(hù)空間的高度H變換成300～320mm：
第一種結(jié)構(gòu)改變方式：位于多晶硅鑄錠爐1上爐體12內(nèi)的隔熱籠6的頂面距離上爐體12的頂面為310～320mm，處于隔熱籠6內(nèi)的加熱器7通過在多晶硅鑄錠爐1外部的銅電極凸臺上增設(shè)墊塊(圖中未畫出)而將加熱器提升至加熱器7的頂面與隔熱籠6的頂面之間距離為55～60mm；處于隔熱籠6內(nèi)的DS塊8(熱交換塊)通過設(shè)于下爐體11內(nèi)底面上的石墨柱9支撐而在裝料后緊貼在加熱器7的下表面上。本方式實質(zhì)上是將熱場整體上移，上移高度是10～30mm，對后續(xù)鑄錠影響程度降至最低，增加了底部空間，而且，上移高度避開了法蘭面，對爐體進(jìn)行保護(hù)，避免溫度過高燙壞密封圈。
第二種結(jié)構(gòu)改變方式：位于多晶硅鑄錠爐1下爐體12內(nèi)的底保溫板10的下板面上開有凹槽13，用于固定底保溫板10的托架的中部凸起與凹槽13相適應(yīng)，凸起位于凹槽13中，以便驅(qū)動機(jī)構(gòu)14通過套于波紋管4內(nèi)的活塞桿驅(qū)動底保溫板10降至套管4的上端，即為底保溫板10的最低位置，波紋管4的上端固定在托架上并跟隨底保溫板10下降而縮至套管3內(nèi)，底保溫板10升降的行程為25cm。在底部保溫板上開凹槽，與托架的凸起一一對應(yīng)，讓底保溫板能夠下降到其所能達(dá)到的最低位置，同時確保底部所增加的防護(hù)波紋管的套管有足夠空間，再次增加了底部空間。
本實施例是通過以上兩種結(jié)構(gòu)改變方式來增加下爐體的底部空間的，采用實際兜料量進(jìn)行驗證，用多晶硅鑄錠爐舊的下爐體進(jìn)行裝水試驗，裝水至可容納的最高位時計算裝水量V1(kg)，推算出該高位時的容積為V1×10-3(m3)，扣掉溢流棉和石墨支撐柱等所占的容積，兜硅容積按0.7倍的容積率折算為0.7×V1×10-3(m3)，按0.8倍的容積率折算為0.8×V1×10-3(m3)，再分別算得兩種容積率下的兜料量分別是V2(kg)和V3(kg)(硅料的密度按2.33×103kg/m3計算)，該兩種容積率下的兜料量均高于升級改造后的鑄錠爐裝料量V2。因此，可以保障在極端溢流的情況下兜住硅料，保障設(shè)備和人員安全。
本實用新型的實施方式不限于此，根據(jù)本實用新型的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。