Die direkte Nutzung der Sonnenstrahlung zur Stromerzeugung birgt heute ein großes Potenzial. Dadurch bedingt steigen weltweit die Investitionen in Anlagen zur Herstellung von Silizium, das in besonders reiner kristalliner Form benötigt wird. Hierfür setzt die Schmid Silicon Technology GmbH in Freudenstadt flüssiges, tiefkaltes Monosilan ein. Der Prozess stellt dabei hohe Anforderungen an die Rohrleitungstechnik und vor allem an die eingesetzten Armaturen.
Klaus Bosch
Um Monosilan sicher beherrschen zu können, sind besondere Vorsichtsmaßnahmen notwendig: So ist beispielsweise das flüssige Monosilan stets bei Tieftemperatur zu halten (Siedepunkt: -118 °C). Die Folge: In der Regel werden Medienleitungen mit einem Vakuummantel eingesetzt. Dies hält den Wärmeeintrag besonders gering. Ein besonderes Augenmerk kommt aber vor allem den Armaturen zu. Sie sind entscheidend für den sicheren und zuverlässigen Betrieb der Anlagen.
Die eigentliche Herausforderung im Fall des flüssigen Monosilans war somit auch die Entwicklung eines Kryo-Ventils für die vakuumisolierte Rohrleitung, dessen Tot-raum so klein wie möglich ist. Eine Aufgabenstellung, die bislang scheinbar einen Widerspruch in sich barg, sind doch Kryo-Ventile für die vakuumisolierte Leitung immer langspindelig und verfügen dadurch über einen vergrößerten medienberührten Raum. Stöhr empfahl für diese Anwendung das Kryo-Ventil Frees, das diesen Widerspruch bautechnisch auflöst, absolut totraumminimiert ist und dennoch für die vakuumislolierte Rohrleitung prädestiniert ist. Zudem kann Frees in jeder Position und Lage in die vakuumisolierte Rohrleitung installiert werden.
Möglich wird die Totraumminimierung und Unabhängigkeit der Einbaulage durch die Entkopplung der Spindelkammer vom Medienraum. Die Spindelkammer ist geschützt und es tritt kaum Medium ein. Die komplette Spindel lässt sich zudem von außen ziehen, ohne den isolierenden Vakuummantel zu beeinträchtigten.
Die Vorteile liegen auf der Hand: Bei allen Vorgängen der Wartung und Inbetriebnahme mit den Schritten Spülen und Reinigen der Rohrleitung, Evakuieren des verbliebenen Luftsauerstoffs in der Medienleitung, Einbringen eines inerten Schutzgases in den Medienraum vor der Befüllung mit Monosilan als auch dem Herunterkühlen der Leitung zur Vermeidung von Ausgasungen, ist durch die Totraum-Minimierung des Frees-Ventils ein sichereres und schnelleres Arbeiten gewährleistet. Insbesondere Toträume sind schwer zu reinigen und für die Ansammlung von Schmutzpartikeln prädestiniert und stellen gerade bei hochentzündlichen Medien eine potenzielle Gefahrenquelle dar.
Aus elektropoliertem Edelstahl
Die für die Herstellung von Solarsilizium installierten Ventile der Frees-Serie als auch weitere Stöhr-Serien wie Sticks oder Univers sind aus elektropoliertem Edelstahl gefertigt. Zum einen wird dadurch eine verschleißfreiere Oberfläche erzielt, zum anderen die Reaktionsfläche der medienberührten Teile gezielt verringert. Die Armaturen erreichen Oberflächenfeinheiten bis Ra = 0,25. Andere Materialalternativen bei hochkorrosiven Medien sind Hastelloy, Monell, Titan, Torlon oder Vespel. Alle Armaturen können mit Atex-Bescheinigung geliefert werden.
Ebenfalls bei der Herstellung von Solarsilizium kommen komplette Ventileinheiten mit integrierten Spülventilen zum Einsatz. Die Spülventile können sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig angebracht sein sowie in allen möglichen Lagen zur Durchflussrichtung. Um schadensträchtigen Unfällen bei hochentzündlichem Monosilan vorzubeugen, wurden die Ventile vor unbefugter Handhabung gesichert.
Frees entspricht mit Faltenbalg und zusätzlicher redundanter Dichtung der TA-Luft.
Halle 4, Stand E19
Online-Info www.cav.de/1110432
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