应用于单晶炉的副炉室
技术领域
本实用新型涉及单晶炉的辅助设备领域，特别涉及一种应用于单晶炉的副炉室。
背景技术
单晶硅是用于太阳能光伏发电的重要材料。单晶硅生产中不可缺的需要用到耗材，如水、电、气、石英埚等等，每次拉晶完成需要冷却后拆炉清理，更换必要耗材，再次拉晶需要从室温开始加热，在次阶段不仅浪费物力，更浪费时间，随着耗材品质的提高，能够胜任多次拉晶的能力，因此复投料的研发是势在必行的项目，是提高整个生产链效率的关键因素，副炉室是复投料中关键性部件。
现在国家极度重视新能源的开发及应用，并投入大量资金对光伏行业进行扶持，国内单晶硅的需求不断增加，该产业的特点为技术、资本双密集型。从技术上来说，技术先进程度直接决定了生产成本的高低，而生产成本对于单晶硅企业的盈利性非常敏感。从资本角度看，单晶硅生产需要投入大量设备，扩产周期长，且对人员生产控制要求很高。因此单晶硅行业进入壁垒较高，行业龙头的先发优势非常明显，短期内行业竞争格局较难打破。提高单晶硅产能，降低能耗，也成了单晶硅生产企业是否能成为行业龙头的关键因素之一。
作为单晶炉的重要组件，副炉室结构的研制显得尤为重要，既能提高产能、降低生产成本，又能保证质量稳定性，副炉室的长度对于拉晶的质量也有重要影响，在保证质量的前提下，增加副炉室长度，可以达到增长单晶长度的作用。自然副炉室的长度对于拉晶的长度具有局限性，拉晶长度受到副炉室长度的限制，如果我们需要使拉晶更长的话，则需要使用到与副炉室延长段的配合，来增加拉晶的长度。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种应用于单晶炉的副炉室。
为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：
提供一种应用于单晶炉的副炉室；包括副炉室本体、法兰连接结构、排水组件；副炉室本体为包括内筒与外筒的双层筒体结构；外筒外壁顶端设有温度传感器安装板，用于安装温度测量组件，底端设有锁紧安装块；法兰连接结构包括副炉室下法兰、副炉室上法兰与副炉室侧法兰；副炉室上法兰与副炉室下法兰分别设于副炉室本体的顶端与底端，并保证轴线重合；外筒外壁顶部设有侧法兰连接管，侧法兰连接管为双层管体结构，包括侧法兰内接管与侧法兰外接管；侧法兰连接管管口连接副炉室侧法兰；
排水组件包括设于外筒外壁且与副炉室本体轴线平行的导水条，导水条底端连接副炉室水嘴；导水条侧部的外筒外壁上，设有若干有一定间隔且沿副炉室轴线排布的副炉室安装柱，用于加固副炉室内筒外壁与外筒内壁之间的连接；排水组件还包括设于外筒内壁与内筒外壁间的副炉室隔水条，副炉室隔水条为环形，有多条组成多圈相互平行的水道，每圈水道内的相邻两隔水条间存在间隙。
作为一种改进，外筒外壁上还通过副炉室连接块连接有副炉室加强筋。
作为一种改进，副炉室下法兰内设有副炉室法兰隔水条。
作为一种改进，副炉室上法兰是一个圆盘结构，其直径和高度比为486：35，内外径分别是486mm和315mm。其直径为486mm的外圈焊接后需精加工至直径到480mm。
作为一种改进，副炉室下法兰是一个圆盘结构，其直径和高度比为546：40，内外径分别为546mm和355mm。其直径为546mm的外圈焊接后加工至直径为540mm。
作为一种改进，副炉室侧法兰是一个圆盘结构，其直径和高度比为250：23，内外径分别是149mm和250mm。
作为一种改进，副炉室隔水条与内筒的缝隙不大于0.2mm，与外筒的缝隙不大于0.8～1mm。
作为一种改进，还包括设有法兰盖组件，法兰盖组件包括内六角圆柱头螺钉、观察窗与观察窗锁紧螺母；内六角圆柱头螺钉用于连接副炉室侧法兰与副炉室本体；内六角圆柱头螺钉与副炉室侧法兰间还设有弹性垫片、平垫圈与垫片；副炉室侧法兰上还设有小观察窗，观察窗上设有小观察窗玻璃，观察窗通过O型橡胶密封圈进行密封，通过观察窗锁紧螺母进行锁紧固定。
作为一种改进，还包括设于副炉室上法兰上的安装组件；安装组件包括KF10中心支架、氩气管、超温开关与锁紧机构，KF10中心支架与氩气管的连接，氩气管通过氩气管固定块与氩气管固定条固设于副炉室上法兰上，超温开关和锁紧机构安装于副炉室上法兰上。KF10中心支架与氩气管间还连接15-8直通胶管接头与WE15LRc3/8弯通接头，并通过KF10卡箍固定，氩气管上还设有轻型PA管夹9.5。
内六角圆柱头螺钉M10×35是用于连接副炉室侧法兰与副炉室，标准型弹性垫片(装配)10×2.6，平垫圈A级10×2，垫片都是用来加强其连接时的密封性、防止流体泄漏、设置在紧密封面之间的密封元件；O型橡胶密封圈50×5.3和O型橡胶密封圈165×5.3同样是用于密封，O型圈提供足够的密封预紧力；观察窗是用于在法兰上方便观察副炉室内的一个部件；观察窗锁紧螺母是用于连接观察窗和副炉室侧法兰的结构，所有部件应该在用酒精擦拭之后再进行组装；
副炉室本体是一个外径为375mm，壁厚为8mm，高为3950mm的圆管形结构，采用不锈钢无缝钢管Φ377×8制作，其中3950为理论尺寸，具体可按实际调整，副炉室本体是副炉室主要的框架结构，勾勒了副炉室的主要形状；
KF10中心支架可直接从厂家购买获得；15-8直通胶管接头材质为碳钢，需要镀锌，直接从外部厂家购买获得；WE15LRc3/8弯通接头材质为不锈钢，可直接从外部厂家购买获得；KF10卡箍可直接从外部厂家购买获得；氩气管固定块的材质为白色尼龙T＝8，可直接从外部厂家购买获得；轻型PA管夹9.5可直接从外部厂家购买获得；氩气管固定条，材质为LY12，主要用于固定氩气管；超温开关主要是用于保护由于温度过高引起的一些不安全事件；
副炉室下法兰，副炉室内壁，副炉室上法兰，副炉室外壁，副炉室加强筋，侧法兰内接管，侧法兰外接管，副炉室隔水条，副炉室法兰隔水条，导水条，锁紧安装块，副炉室安装柱，副炉室水嘴，副炉室侧法兰，温度传感器安装板的材质均为符合图纸要求316L不锈钢；副炉室上法兰，副炉室下法兰，副炉室内壁，副炉室外壁要保证其配合度，也就是保证其同轴度；相同，副炉室侧法兰与侧法兰内接管，侧法兰外接管也需要保持同轴度，以保证配合。
副炉室的焊接要求：焊接时采用氩弧焊,不锈钢焊丝材料成分为316L；副炉室的内壁材料为外径Φ325×6的不锈钢无缝钢管,钢管材料为316L；副炉室外壁的焊缝对焊位置保证在副炉室连接板的中缝；上下法兰焊接时注意其水嘴位置；连接板焊接时注意其相对位置，注意顶端可观察窗口的相对位置；两连接块必须与筒体焊成整体后在加工，并保证上下连接块在同一平面上，切要与法兰面垂直，并注意与侧法兰与平面的角度技术要求。
夹层水道的焊接要求：水道隔水条与内筒体为断续焊接，不得采用连续焊接，断续焊接的焊缝长度为15mm，焊缝缝隙为60mm，隔水条两侧对称施焊。同时，所有的真空密封面上应不可见机加工痕迹。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的法兰和筒体结构焊接形成内部具有良好的密封效果，且在两端法兰处连接密封效果也是同样优秀，提高了副炉室的密封性能；此外，因其内部的隔水条使冷却水进入圆盘焊接组件后能较长时间的滞留在副炉室内，提高了冷却效率，从而提高单晶炉的硅棒单次生产重量以及长度，降低辅助材料的替换频率。随着副炉室长度的增加，可以使拉晶的长度增加，可以达到使拉晶长度更长的效果。
附图说明
图1是副炉室整体正面示意图；
图2是副炉室侧面上端部分示意图；
图3是副炉室侧面下端部分示意图；
图4是副炉室侧面剖面部分示意图；
图中的附图标记为：1-副炉室下法兰；2-内筒；3-副炉室上法兰；4-外筒；5-副炉室加强筋；6-侧法兰内接管；7-侧法兰外接管；8-副炉室隔水条；9-副炉室法兰隔水条；10-导水条；11-锁紧安装块；12-副炉室连接块；13-副炉室安装柱；14-副炉室水嘴；15-副炉室侧法兰；16-温度传感器安装板。
具体实施方式
如图1至图4所示的一种应用于单晶炉的副炉室。包括副炉室本体、法兰连接结构、排水组件、法兰盖组件和安装组件(均为常规部件，未在图中标出)。
副炉室本体为包括内筒2与外筒4的双层筒体结构；外筒4外壁顶端设有温度传感器安装板16，用于安装温度测量组件，底端设有锁紧安装块11。外筒4外壁上还通过副炉室连接块12连接有副炉室加强筋5。
法兰连接结构包括副炉室下法兰1、副炉室上法兰3与副炉室侧法兰15。副炉室上法兰3与副炉室下法兰1分别设于副炉室本体的顶端与底端，并保证轴线重合，副炉室上法兰3是一个圆盘结构，其直径和高度比为486：35，内外径分别是486mm和315mm。副炉室下法兰1是一个圆盘结构，其直径和高度比为546：40，内外径分别为546mm和355mm。外筒4外壁顶部设有侧法兰连接管，侧法兰连接管为双层管体结构，包括侧法兰内接管6与侧法兰外接管7。侧法兰连接管管口连接副炉室侧法兰15。副炉室下法兰1内设有副炉室法兰隔水条9。副炉室侧法兰15是一个圆盘结构，其直径和高度比为250：23，内外径分别是149mm和250mm。
排水组件包括设于外筒4外壁且与副炉室本体轴线平行的导水条10，导水条10底端连接副炉室水嘴14。导水条10侧部的外筒4外壁上，设有若干有一定间隔且沿副炉室轴线排布的副炉室安装柱13，用于加固副炉室。排水组件还包括设于外筒4内壁与内筒2外壁间的副炉室隔水条8，副炉室隔水条8为环形，有多条且平行排布。副炉室隔水条8与内筒2的缝隙不大于0.2mm，与外筒4的缝隙不大于0.8～1mm。
法兰盖组件包括内六角圆柱头螺钉、观察窗与观察窗锁紧螺母；内六角圆柱头螺钉用于连接副炉室侧法兰与副炉室本体；内六角圆柱头螺钉与副炉室侧法兰15间还设有弹性垫片、平垫圈与垫片；副炉室侧法兰15上还设有小观察窗，观察窗上设有小观察窗玻璃，观察窗通过O型橡胶密封圈进行密封，通过观察窗锁紧螺母进行锁紧固定。
安装组件包括KF10中心支架、氩气管、超温开关与锁紧机构，KF10中心支架与氩气管的连接，氩气管通过氩气管固定块与氩气管固定条固设于副炉室上法兰3上，超温开关和锁紧机构安装于副炉室上法兰3上。KF10中心支架与氩气管间还连接15-8直通胶管接头与WE15LRc3/8弯通接头，并通过KF10卡箍固定，氩气管上还设有轻型PA管夹9.5。
上述部件均为316L不锈钢材质，无毛刺、划伤、缺料等，且各部件整体范围内的油污、锈蚀、水及其他杂质应清理干净。
副炉室下法兰1、副炉室上法兰3在焊接时应该注意水嘴的位置。副炉室安装块在连接时应至于其相对位置，注意与顶端可观察窗口的相对位置。所有的真空密封面上不可有可见的机加工痕迹，并在安装和装配的过程中需保护好真空密封面，不得有刮伤，磕碰伤等痕迹。外部所有的焊缝处应平整，无气孔，焊缝保留。
侧法兰内接管6、侧法兰外接管7、副炉室侧法兰在焊接时因保证其与副炉室内壁、副炉室外壁的垂直度，侧法兰内壁引进行抛光处理。
副炉室内表面应抛光，外表面应进行喷砂处理，法兰处需光亮，粗糙度按图纸要求，保证好真空密封面及上下法兰圆柱面的行为公差。
对该种应用于单晶炉的副炉室行检验，标准4.5Kg/cm2水压保持30分钟以上，无漏水现象。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
