【技术实现步骤摘要】
本申请涉及单晶硅生产，特别是涉及一种水冷屏装置及单晶硅生长炉。
技术介绍
1、光伏行业常用直拉法生产单晶，即在惰性气体(氩气)气氛下，将多晶硅置于单晶炉中的坩埚内融化，利用籽晶引晶排除位错，再经过放肩、转肩、等径等工序，通过对温度、拉速和直径的控制，生长出单晶硅棒。
2、在单晶硅生长过程中，单晶硅生长速度受结晶界面附近的晶体的轴向温度梯度影响比较大，结晶界面附近的晶体的温度梯度越大，单晶硅生长越快。由于硅从液态转化为固态需要释放大量的热，那么增加结晶界面附近的晶体的轴向温度梯度的一种方式是使晶体能够快速散热。目前主要通过水冷屏装置为晶体散热，不过由于水冷屏结构不能与晶体或硅液接触，主要利用水冷屏装置的内表面吸收晶体释放的热辐射，并将吸收的部分热传输给内部循环水。
3、在硅棒生长过程中，水冷屏装置下部的冷却水先与硅棒换热升温，升温后的冷却水会与水冷屏装置上部的冷却水换热，使水冷屏装置上部的冷却水温度升高，导致硅棒生长至水冷屏上部时换热速率变慢，从而减小硅棒的轴向温度梯度，使硅棒生长速度变慢。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对如何提高水冷屏装置的换热速率的问题，提供一种水冷屏装置及单晶硅生长炉。
2、作为本申请的一方面提供了一种水冷屏装置，包括：
3、第一冷却管，盘绕形成中空套筒结构，所述中空套筒结构的内部具有两端开口的容置空间；所述容置空间用于收容待生长的单晶硅棒，所述单晶硅棒的生长方向沿所述中空套筒结构的轴线方向布置，所述第一冷却
4、第二冷却管，沿着所述第一冷却管的管体延伸方向穿设于所述第一冷却管的管腔内，且所述第二冷却管的外壁与所述第一冷却管的内壁之间具有可供第一冷却介质进入的间隙空间；所述第二冷却管用于通入第二冷却介质；所述第一冷却介质的换热速率小于所述第二冷却介质的换热速率。
5、在其中一个实施例中，所述第二冷却介质被配置为液氮。
6、在其中一个实施例中，所述第一冷却介质被配置为冷却水。
7、在其中一个实施例中，所述中空套筒结构的直径沿所述单晶硅棒的生长方向逐渐增大。
8、在其中一个实施例中，所述第一冷却管包括：
9、进水冷却管段，绕所述中空套筒结构的周向盘布且沿所述中空套筒结构的轴向绕叠形成第一圆弧板面结构；所述进水冷却管段的进口端至所述进水冷却管段的出口端的方向沿相背于所述单晶硅棒的生长方向布置；
10、出水冷却管段，绕所述中空套筒结构的周向盘布且沿所述中空套筒结构的轴向绕叠形成第二圆弧板面结构；所述第一圆弧板面结构的凹弧面与所述第二圆弧板面结构的凹弧面相对合；所述出水冷却管段的进口端至所述出水冷却管段的出口端的方向沿所述单晶硅棒的生长方向布置；所述出水冷却管段的进口端与所述进水冷却管段的出口端相连通。
11、在其中一个实施例中，所述第一冷却管还包括：
12、连通管段，连通于所述出水冷却管段的进口端与所述进水冷却管段的出口端之间；所述连通管段呈筒状结构。
13、在其中一个实施例中，所述第二冷却管的进口端位于所述第一冷却管的出口端，所述第二冷却管的出口端位于所述第一冷却管的进口端。
14、在其中一个实施例中，所述第二冷却管的外壁与所述第一冷却管的内壁通过支撑板相连；其中，所述支撑板呈波纹状板体。
15、在其中一个实施例中，还包括：
16、第一开关阀，用于控制所述第一冷却管内所述第一冷却介质的通断；
17、第一控制阀，用于控制所述第一冷却管内所述第一冷却介质的开度；
18、第二开关阀，用于控制所述第二冷却管内所述第二冷却介质的通断；
19、第二控制阀，用于控制所述第二冷却管内所述第二冷却介质的开度。
20、作为本申请的另一方面提供了一种单晶硅生长炉，包括炉体和安装于所述炉体内部的如上文所述的水冷屏装置。
21、本申请通过在第一冷却管内布设第二冷却管，并使第二冷却管内通入的冷却介质的换热效率大于第一冷却管内通入的冷却介质的换热效率，以适应单晶硅棒生长过程中不同阶段的降温需求，提高了水冷屏装置的换热速率，使硅棒生长时轴向温度梯度增大，有效提升单晶硅的生长速度。
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1.一种水冷屏装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第二冷却介质被配置为液氮。
3.根据权利要求2所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第一冷却介质被配置为冷却水。
4.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述中空套筒结构的直径沿所述单晶硅棒的生长方向逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第一冷却管包括：
6.根据权利要求5所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第一冷却管还包括：
7.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第二冷却管的进口端位于所述第一冷却管的出口端，所述第二冷却管的出口端位于所述第一冷却管的进口端。
8.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第二冷却管的外壁与所述第一冷却管的内壁通过支撑板相连；其中，所述支撑板呈波纹状板体。
9.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，还包括：
10.一种单晶硅生长炉，其特征在于，包括炉体和安装于所述炉体内部的如权利要求1至9中任意一
...【技术特征摘要】
1.一种水冷屏装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第二冷却介质被配置为液氮。
3.根据权利要求2所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第一冷却介质被配置为冷却水。
4.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述中空套筒结构的直径沿所述单晶硅棒的生长方向逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第一冷却管包括：
6.根据权利要求5所述的水冷屏装置，其特征在于，所述第一冷却管还包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋程章，马玉花，马幼学，马淑兰，陈奕峰，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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