多晶硅氢还原炉尾气出口结构制造技术

一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构，由还原炉上底板和还原炉下底板构成，上底板与下底板之间设置有冷却水腔，底盘中设置有复数个电极和气体进口，电极、气体进口分别分布在两个以上数目的同心圆周上，底盘中心设置有中心尾气出口，底盘中最外圈沿圆周方向设置有数个周边尾气出口，周边尾气出口的截面积相同。本实用新型专利技术保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，而且尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况，从而减少大型还原炉倒棒情况。尾气出口与底盘冷却进水口均形成套管结构，能有效降低尾气出口处温度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化工领域，尤其涉及多晶硅制造技术，特别涉及多晶硅氢还原炉，具体的是一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构。技术背景 多晶硅氢还原炉是生产多晶硅的主要设备，还原炉尾气出口是多晶硅氢还原炉的 极其重要的组成元件，其尺寸大小、数量及分布方式对硅棒的生长和沉积有着重大影响。现 有的9对棒、12对棒及18对棒等小型还原炉均采用一个尾气出口，而且尾气出口位于设备 中心，这种布置在设备直径较小时对还原炉的内部流场影响不大，但当设备直径较大时就 会对还原炉的内部流场产生很大的影响，而且会在尾气出口处形成较大的压力差，从而影 响沉积的均匀性和硅棒温度的一致性，使得温度及流量很难控制，最终影响沉积速率及沉 积效果。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构，所述的这种多晶 硅氢还原炉尾气出口结构要解决现有技术中多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度等分布不均 匀而带来的沉积速率低、硅棒生长不均匀的问题，并要解决大直径还原炉单个尾气出口导 致气流扰动而出现倒棒现象的技术问题。 本技术的这种多晶硅氢还原炉尾气出口结构由还原炉上底板和还原炉下底 板构成，所述的还原炉上底板设置在还原炉下底板的上方，还原炉上底板与还原炉下底板 之间设置有冷却水腔，还原炉底盘中设置有复数个电极和气体进口 ，所述的电极分布在两 个以上数目的同心圆周上，所述的气体进口分布在两个以上数目的同心圆周上，电极所在 的任意一个圆周与气体进口所在的任意一个圆周均共圆心，还原炉底盘中心设置有一个中 心尾气出口，所述的中心尾气出口与上述的所有圆周共圆心，其中，还原炉底盘中沿圆周方 向均匀设置有两个以上数目的周边尾气出口，所述的周边尾气出口所在的圆周与电极所在 的圆周共圆心，周边尾气出口所在的圆周的半径大于电极所在的最大圆周的半径，所述的 中心尾气出口和任意一个周边尾气出口下方的还原炉下底板中均各自设置有一个冷却水 流通孔，任意一个所述的冷却水流通孔的直径均大于其上方的中心尾气出口或者周边尾气 出口的直径，任意一个冷却水流通孔中均各自向下连接有一个底盘冷却水直管，中心尾气 出口和任意一个周边尾气出口中均各自连接有一个尾气出口厚壁管，任意一个所述的尾气 出口厚壁管均各自向下延伸并穿越还原炉下底板中的冷却水流通孔，任意一个尾气出口厚 壁管的下端均各自在轴向上连接有一个气体出口直管，尾气出口厚壁管的外壁与冷却水流 通孔的内壁之间设置有间隙，气体出口直管的外壁与底盘冷却水直管的内壁之间均设置有 间隙。 进一步的，任意一个冷却水流通孔与底盘冷却水直管之间均各自通过一个锥形管 在轴向上连接。 进一步的，中心尾气出口和周边尾气出口的数目之和与电极总数之比为1 : 9、或者i : 12、或者i : 18、或者i : 24。 进一步的，中心尾气出口和周边尾气出口的截面数目之和大于气体进口的截面积之和。 进一步的，周边尾气出口的截面积均相等。本技术的工作原理是中心尾气出口设置在多晶硅氢还原炉底盘中心，两个以上数目的周边尾气出口设置在还原炉底盘的最外圈，每个尾气出口的截面积相同，并与 底盘硅芯棒圈成同心圆均匀布置，从而保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，这 样就解决了多晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不 均匀的问题。而还原炉内物料成分分布是否均匀是生长大直径多晶硅棒的关键因素。当硅 棒达到一定数量时，采用单个中心尾气出口结构会在出口附近产生低压区，周围的物料就 会流向低压区，强烈的干扰还原炉进口喷出的物流。采用周边多个尾气结构就可以有效地 解决这个问题，保证了大直径还原炉也可以获得较高的沉积速率。 本技术采用多个尾气出口，使得尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况，从而减少大型还原炉倒棒情况。由于还原炉在生产过程中，炉内温度很高，特别是尾气出口部分的温度高达500°C 600°C，因此任意一个尾气出口与还原炉底盘冷却进水口均形成套管结构，能有效降低尾气出口处温度，同时尾气出口管材质可选择耐高温材料，如耐高温不锈钢或耐高温 镍基材料。 底盘进水口采用喇叭口形式，可有效保证套管部分的水流截面积一致，增加传热效果。 本技术和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本技术在还原炉底盘的最外圈设置了两个以上数目的周边尾气出口 ，每个尾气出口的截面积相同，并与底盘硅 芯棒圈成同心圆均匀布置，从而保证了各尾气出口在相同压力下流量、流速相同，解决了多 晶硅氢还原炉因炉内物料、温度分布不均匀而带来的硅棒沉积率低、生长不均匀的问题，而 且尾气出还原炉时被有效、均匀的分流，不会导致尾气出口附近出现较大压差及扰流情况， 从而减少大型还原炉倒棒情况。尾气出口与还原炉底盘冷却进水口均形成套管结构，能有 效降低尾气出口处温度。附图说明 图l是本技术的多晶硅氢还原炉尾气出口结构中的还原炉底盘的俯视图的示意图。 图2是本技术的多晶硅氢还原炉尾气出口结构的结构示意图。具体实施方式 实施例1 : 如图1和图2所示，本技术的多晶硅氢还原炉尾气出口结构，由由还原炉底盘 9和还原炉下底板8构成，所述的还原炉底盘9设置在还原炉下底板8的上方，还原炉底盘 9与还原炉下底板8之间设置有冷却水腔，还原炉底盘9中设置有复数个电极5和气体进口 4，所述的电极5分布在两个以上数目的同心圆周上，所述的气体进口 4分布在两个以上 数目的同心圆周上，电极5所在的任意一个圆周与气体进口 4所在的任意一个圆周均共圆 心，还原炉底盘9中心设置有一个中心尾气出口 3，所述的中心尾气出口 3与上述的所有圆 周共圆心，其中，还原炉底盘9中沿圆周方向均匀设置有两个以上数目的周边尾气出口 2， 所述的周边尾气出口 2所在的圆周与电极5所在的圆周共圆心，周边尾气出口 2所在的圆 周的半径大于电极5所在的最大圆周的半径，所述的中心尾气出口 3和任意一个周边尾气 出口 2下方的还原炉下底板8中均各自设置有一个冷却水流通孔，任意一个所述的冷却水 流通孔的直径均大于其上方的中心尾气出口 3或者周边尾气出口 2的直径，任意一个冷却 水流通孔中均各自向下连接有一个底盘冷却水直管6，中心尾气出口 3和任意一个周边尾 气出口 2中均各自连接有一个尾气出口厚壁管IO，任意一个所述的尾气出口厚壁管IO均各 自向下延伸并穿越还原炉下底板8中的冷却水流通孔，任意一个尾气出口厚壁管10的下端 均各自在轴向上连接有一个气体出口直管ll，尾气出口厚壁管10的外壁与冷却水流通孔 的内壁之间设置有间隙，气体出口直管11的外壁与底盘冷却水直管6的内壁之间均设置有 间隙。 进一步的，任意一个冷却水流通孔与底盘冷却水直管6之间均各自通过一个锥形 管7在轴向上连接。 进一步的，中心尾气出口 3和周边尾气出口 2的数目之和与电极5总数之比为i : 9、或者i : 12、或者i : 28、或者i : 24。 进一步的，中心尾气出口 3和周边尾气出口 2的截面数目之和大于气体进口 4的 截面积之和。 进一步的，周边尾气出口 2的截面积均相等。 本实施例的工作过程是中心尾气出口 3设置在多晶硅氢还原炉底盘9中心，两个 以上数目的周边尾气出口 2设置在还原炉底盘9的最外圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅氢还原炉尾气出口结构，由还原炉上底板和还原炉下底板构成，所述的还原炉上底板设置在还原炉下底板的上方，还原炉上底板与还原炉下底板之间设置有冷却水腔，还原炉底盘中设置有复数个电极和气体进口，所述的电极分布在两个以上数目的同心圆周上，所述的气体进口分布在两个以上数目的同心圆周上，电极所在的任意一个圆周与气体进口所在的任意一个圆周均共圆心，还原炉底盘中心设置有一个中心尾气出口，所述的中心尾气出口与上述的所有圆周共圆心，其特征在于：还原炉底盘中沿圆周方向均匀设置有两个以上数目的周边尾气出口，所述的周边尾气出口所在的圆周与电极所在的圆周共圆心，周边尾气出口所在的圆周的半径大于电极所在的最大圆周的半径，所述的中心尾气出口和任意一个周边尾气出口下方的还原炉下底板中均各自设置有一个冷却水流通孔，任意一个所述的冷却水流通孔的直径均大于其上方的中心尾气出口或者周边尾气出口的直径，任意一个冷却水流通孔中均各自向下连接有一个底盘冷却水直管，中心尾气出口和任意一个周边尾气出口中均各自连接有一个尾气出口厚壁管，任意一个所述的尾气出口厚壁管均各自向下延伸并穿越还原炉下底板中的冷却水流通孔，任意一个尾气出口厚壁管的下端均各自在轴向上连接有一个气体出口直管，尾气出口厚壁管的外壁与冷却水流通孔的内壁之间设置有间隙，气体出口直管的外壁与底盘冷却水直管的内壁之间均设置有间隙。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程佳彪，周积卫，张华芹，康治政，
申请(专利权)人：上海森和投资有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]