氣動PCW應急冷卻水循環系統技術方案

本申請公開一種氣動PCW應急冷卻水循環系統，包括儲罐、汽化器和水箱組件；儲罐用于儲存相變材料；汽化器包括外殼以及設置在外殼內的熱交換器，外殼與儲罐通過輸液管連接；水箱組件包括水箱以及設置在水箱內的換熱器，水箱的上部通過進氣管與外殼連接，水箱的下部用于通過工藝冷卻水管連接長晶爐；換熱器與熱交換器通過進水管和回水管連接以形成水循環回路；其中，相變材料能夠吸收熱交換器的熱量而汽化，相較于現有技術而言，確保了長晶爐在突發斷電情況下的工藝冷卻水循環，保證長晶爐的溫度可控，而且相變材料汽化時釋放的冷量參與工藝冷卻水的冷卻過程，提高了能源利用效率，同時增加了系統的冷卻效率和穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及半導體制備，尤其是涉及一種氣動pcw應急冷卻水循環系統。

技術介紹

1、作為第三代半導體材料的代表，碳化硅(sic)具有寬禁帶、高擊穿電場、高熱導率、高飽和電子遷移率等特點，因此采用碳化硅材料制備的半導體器件適用于高電壓、大電流、高溫、高頻等場景，前景十分廣闊。

2、碳化硅長晶設備是制備碳化硅晶體的重要設備，由于碳化硅晶體制備過程需要高溫環境，因此碳化硅長晶設備通常設置冷卻水系統，以對設備進行冷卻降溫。

3、目前，碳化硅長晶設備的冷卻水系統以藝冷卻水系統(process?cooling?water，pcw)為水源，而pcw一般由市電等外部電源進行供電，通過電動泵實現工藝冷卻水的循環。因此一旦出現斷電等情況，就會導致pcw無法正常工作，從而導致長晶爐設備無法得到冷卻急劇升溫，出現不可控的風險。

技術實現思路

1、本申請的目的在于提供一種氣動pcw應急冷卻水循環系統，確保了長晶爐在突發斷電情況下的工藝冷卻水循環，保證長晶爐的溫度可控。

2、本申請的實施例可以這樣實現：

3、第一方面，本技術提供一種氣動pcw應急冷卻水循環系統，包括儲罐、汽化器和水箱組件；

4、所述儲罐用于儲存相變材料；

5、所述汽化器包括外殼以及設置在所述外殼內的熱交換器，所述外殼與所述儲罐通過輸液管連接；

6、所述水箱組件包括水箱以及設置在所述水箱內的換熱器，所述水箱的上部通過進氣管與所述外殼連接，所述水箱的下部用于通過工藝冷卻水管連接長晶爐；所述換熱器與所述熱交換器通過進水管和回水管連接以形成水循環回路；

7、其中，所述相變材料能夠吸收所述熱交換器的熱量而汽化。

8、在可選的實施方式中，所述氣動pcw應急冷卻水循環系統包括兩個所述水箱組件，其中一個所述水箱組件的水箱作為出水箱用于為長晶爐輸送冷卻水，另一個所述水箱組件的水箱作為回水箱用于回收因吸收長晶爐熱量而升溫的冷卻水。

9、在可選的實施方式中，兩個所述進氣管均設置有進氣閥，兩個所述進氣管上的所述進氣閥可擇一開啟。

10、在可選的實施方式中，所述水箱至少部分為透明材質，且設置有水位刻度線。

11、在可選的實施方式中，所述進氣管設置有調壓閥。

12、在可選的實施方式中，所述輸液管設置有開關閥。

13、在可選的實施方式中，進水管或回水管設置有氣動泵。

14、在可選的實施方式中，所述外殼通過供氣管與所述氣動泵連通。

15、在可選的實施方式中，所述水箱設置有排氣閥。

16、在可選的實施方式中，所述相變材料為液氮。

17、與現有技術中相比，本申請實施例的有益效果包括，例如：

18、在儲罐內的液態相變材料由輸液管輸入外殼內之后，通過吸收熱交換器的熱量而實現汽化，氣態的相變材料通過進氣管進入到水箱內的上部區域，以對水箱內的工藝冷卻水施加壓力，迫使工藝冷卻水通過工藝冷卻水管輸送至長晶爐進行冷卻降溫，其中，由于工藝冷卻水吸收長晶爐熱量升溫回到水箱內以將熱量傳遞給換熱器內的介質，吸收熱量后升溫的介質則通過回水管輸送至熱交換器，相變材料即可吸收熱量實現汽化，同時熱交換器內的介質溫度降低后再通過進水管輸送至換熱器對升溫后的工藝冷卻水進行降溫，從而實現整個循環冷卻過程，相較于現有技術而言，本系統采用相變材料汽化作為驅動源來驅動工藝冷卻水對長晶爐進行降溫，確保了長晶爐在突發斷電情況下的工藝冷卻水循環，保證長晶爐的溫度可控，而且相變材料汽化時釋放的冷量參與工藝冷卻水的冷卻過程，減少了對外部制冷機的依賴，提高了能源利用效率，同時增加了系統的冷卻效率和穩定性。

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【技術保護點】

1.一種氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，包括儲罐(10)、汽化器(20)和水箱組件(30)；

2.根據權利要求1所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述氣動PCW應急冷卻水循環系統包括兩個所述水箱組件(30)，其中一個所述水箱組件(30)的水箱(31)作為出水箱(31)用于為長晶爐(50)輸送冷卻水，另一個所述水箱組件(30)的水箱(31)作為回水箱(31)用于回收因吸收長晶爐(50)熱量而升溫的冷卻水。

3.根據權利要求2所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，兩個所述進氣管(41)均設置有進氣閥(410)，兩個所述進氣管(41)上的所述進氣閥(410)可擇一開啟。

4.根據權利要求3所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述水箱(31)至少部分為透明材質，且設置有水位刻度線。

5.根據權利要求1所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述進氣管(41)設置有調壓閥(411)。

6.根據權利要求1所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述輸液管(40)設置有開關閥(400)。

7.根據權利要求1所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，進水管(43)或回水管(44)設置有氣動泵(45)。

8.根據權利要求7所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述外殼(21)通過供氣管(46)與所述氣動泵(45)連通。

9.根據權利要求1所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述水箱(31)設置有排氣閥(310)。

10.根據權利要求1所述的氣動PCW應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述相變材料為液氮。

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【技術特征摘要】

1.一種氣動pcw應急冷卻水循環系統，其特征在于，包括儲罐(10)、汽化器(20)和水箱組件(30)；

2.根據權利要求1所述的氣動pcw應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述氣動pcw應急冷卻水循環系統包括兩個所述水箱組件(30)，其中一個所述水箱組件(30)的水箱(31)作為出水箱(31)用于為長晶爐(50)輸送冷卻水，另一個所述水箱組件(30)的水箱(31)作為回水箱(31)用于回收因吸收長晶爐(50)熱量而升溫的冷卻水。

3.根據權利要求2所述的氣動pcw應急冷卻水循環系統，其特征在于，兩個所述進氣管(41)均設置有進氣閥(410)，兩個所述進氣管(41)上的所述進氣閥(410)可擇一開啟。

4.根據權利要求3所述的氣動pcw應急冷卻水循環系統，其特征在于，所述水箱(31)至少部分為透明材質，且設置有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣金帥，衛元元，徐江，李建，
申請(專利權)人：通威微電子有限公司，
類型：新型
國別省市：