"反応炉内にクロロシラン類等のシリコン化合物を含む原料ガスを供給するとともに、該反応炉内のシリコン芯棒に通電して発熱させ、該シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させロッドとして成長させる多結晶シリコン製造装置であって、前記反応炉の反応室を形成する周壁およびこの周壁の外側を覆うジャケットを備え、これら周壁とジャケットとの間に冷媒として水が流通する冷却流路が形成されたベルジャと、前記ベルジャに接続され、前記冷却流路に冷媒を供給する冷媒供給系と、前記ベルジャに接続され、前記冷却流路から冷媒を回収する冷媒回収系と、前記冷却流路内の圧力を制御する圧力制御部と、前記冷媒の流量を制御する流量制御部とを備え、前記圧力および流量を制御することにより前記冷却流路内の冷媒を沸騰二相流として流通させることを特徴とする多結晶シリコン製造装置。前記冷媒供給系の上流端と、前記冷媒回収系の下流端とに接続され、前記冷媒回収系を通じて前記冷却流路内から回収された冷媒を気液分離するとともに、分離された液相の冷媒を前記冷却供給系に供給するタンクを備えることを特徴とする請求項1に記載の多結晶シリコン製造装置。前記タンクは、このタンク内の前記冷媒の液面が前記ベルジャの上端よりも上方に位置するように配置されていることを特徴とする請求項2に記載の多結晶シリコン製造装置。前記タンクの内圧を検知する圧力計と、前記タンクに接続されたスチーム供給流路と、このスチーム供給流路を開閉するスチーム供給バルブとを備え、前記タンク内のスチームを取り出すスチーム供給系と、液相の冷媒を補給する冷媒補給系と、をさらに備え、前記圧力計および前記スチーム供給系が前記圧力制御部を構成することを特徴とする請求項2または3に記載の多結晶シリコン製造装置。前記冷媒供給系は、前記ジャケットの下部に周方向に間隔をおいて設けられ、前記冷却流路内に前記冷媒を導入する複数の導入口に接続されており、前記冷媒回収系は、前記ジャケットの上部に設けられ、前記冷却流路内から前記冷媒を導出する導出口に接続されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の多結晶シリコン製造装置。前記冷却流路の少なくとも下部を周方向に複数の小空間に区画する仕切り板が前記周壁と前記ジャケットとの間に設けられ、これら各小空間に連通するように前記導入口が配設されていることを特徴とする請求項5記載の多結晶シリコン製造装置。前記冷媒供給系は、さらに、前記ジャケットの上部に周方向に間隔をおいて設けられ、前記冷却流路内に前記冷媒を導入する複数の上部導入口に接続されていることを特徴とする請求項5または6に記載の多結晶シリコン製造装置。前記周壁は炭素鋼により形成され、前記周壁の内周面にはニッケル層または16~24重量-Cr、8~15重量Ni、0~5重量-Moを含むステンレス鋼層の1種または2種を含む被覆層が設けられていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の多結晶シリコン製造装置。反応炉内にクロロシラン類を含む原料ガスを供給するとともに、該反応炉内のシリコン芯棒に通電して発熱させ、該シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させロッドとして成長させる多結晶シリコンの製造方法であって、前記反応炉の反応室を形成する周壁を、水と水蒸気との沸騰二相流による冷媒で冷却して前記周壁を特定の制限温度以下に保つとともに、前記冷媒から水蒸気を回収しながら多結晶シリコンを製造することを特徴とする多結晶シリコンの製造方法。このため、従来から、反応炉壁を冷却ジャケットで囲み、冷却ジャケットに冷却水を流す等の方法で反応炉壁の強制冷却が行われているが、反応室内の熱量の多くが冷却水による冷却によって持ち去られてしまう。しかも、このような水で回収する熱は温度が低いために再利用する用途がなく、クーリングタワー等から捨てられているのが現状であり、大きなエネルギーのロスが発生していることから、多結晶シリコンのコストを上げるとともに、大きな環境負荷要因となっている。一方、特許文献3には、反応炉の冷却に水よりも高温の沸点を持つ冷媒沸点:100°C~750°Cを用い、高温で反応炉の床板を冷却してその冷媒を外部の熱交換器で冷却する方法が提案されている。この方法により、床板の温度を高温に保つことにより、ポリマー高次クロロシラン化合物の床板への析出を抑えることができる。しかしこの場合、反応炉の内壁の温度が上がり、製造する多結晶シリコンへの不純物の混入が増加するという問題が生じるおそれがあるが、それを回避するための方法に関しては一切言及されていない。また、冷媒を用いて排熱利用を行うためには、高温の冷媒を用いて反応炉からの熱を回収しなければならないが、高温で熱を回収しようとすると反応炉の内壁の温度が上がり、多結晶シリコンの純度が低下し、純度を保つために冷媒の温度を下げると排熱利用ができないという相反する問題があった。本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、利用価値の高い高温の媒体で排熱回収するとともに、反応炉の壁からの不純物を抑制することができる多結晶シリコン製造装置を提供することを目的とする。本発明の多結晶シリコン製造装置は、反応炉内にクロロシラン類を含む原料ガスを供給するとともに、該反応炉内のシリコン芯棒に通電して発熱させ、該シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させロッドとして成長させる多結晶シリコン製造装置であって、前記反応炉の反応室を形成する周壁およびこの周壁の外側を覆うジャケットを備え、これら周壁とジャケットとの間に冷媒として水が流通する冷却流路が形成されたベルジャと、前記ベルジャに接続され、前記冷却流路に冷媒を供給する冷媒供給系と、前記ベルジャに接続され、前記冷却流路から冷媒を回収する冷媒回収系と、前記冷却流路内の圧力を制御する圧力制御部と、前記冷媒の流量を制御する流量制御部とを備え、前記圧力および流量を制御することにより前記冷却流路内の冷媒を沸騰二相流として流通させる。冷却ジャケット冷却流路内の冷媒の温度を排熱回収に有利な高い温度にするとともに、製造される多結晶シリコンの純度を維持するため、反応炉の周壁内側反応室側の温度を低く抑える必要がある。しかしながら、冷媒として水の単相流を使用すると、水の対流熱伝達の際、水の主流温度と反応炉の周壁との間に大きな温度差が生じてしまうことから、反応炉の周壁内側の温度を特定の制限温度以下の低温に抑えた場合、冷却ジャケット内の冷媒の温度を高くすることには限界がある。本発明の多結晶シリコン製造装置では、反応炉の周壁を冷却する冷媒を、水と水蒸気との沸騰二相流とすることにより、水の単相流より大きい沸騰熱伝達による熱伝達係数を得ることができる。水水蒸気の主流温度と反応炉の周壁外側の温度との温度差は熱伝達係数に反比例して小さくなることから、沸騰熱伝達を利用することにより、反応炉の周壁の温度を低温化することができるとともに、利用価値の高い高温の水蒸気として排熱回収することができる。本発明の多結晶シリコン製造装置において、前記冷媒供給系の上流端と、前記冷媒回収系の下流端とに接続され、前記冷媒回収系を通じて前記冷却流路内から回収された冷媒を気液分離するとともに、分離された液相の冷媒を前記冷却供給系に供給するタンクを備えることが好ましい。この場合、タンクを介して冷媒を循環させながら、タンクで分離した冷媒の気相を廃熱利用のために外部装置に供給できるとともに、液相を冷媒供給系に供給できるので、排熱を効率よく利用しながら反応炉を冷却することができる。また、この多結晶シリコン製造装置において、前記タンクは、このタンク内の前記冷媒の液面が前記ベルジャの上端よりも上方に位置するように配置されていることが好ましい。このような構成であれば、冷媒を流通させるポンプ等の作用が働かない場合であっても、液面位置が高いことにより、タンク内の冷媒を冷媒供給系、冷却流路および冷媒回収系に流通させることができる。また、この多結晶シリコン製造装置において、前記タンクの内圧を検知する圧力計と、前記タンクに接続されたスチーム供給流路と、このスチーム供給流路を開閉するスチーム供給バルブとを備え、前記タンク内のスチームを取り出すスチーム供給系と、液相の冷媒を補給する冷媒補給系と、をさらに備え、前記圧力計および前記スチーム供給系が前記圧力制御部を構成することが好ましい。この場合、冷媒を気液分離して外部装置にスチームを給送する構造を用いて、冷却流路の圧力を制御することができる。また、冷媒補給系により、取り出したスチームに相当する重量の液体の冷媒を補給することができる。また、本発明の多結晶シリコン製造装置において、前記冷媒供給系は、前記ジャケットの下部に周方向に間隔をおいて設けられ、前記冷却流路内に前記冷媒を導入する複数の導入口に接続されており、前記冷媒回収系は、前記ジャケットの上部に設けられ、前記冷却流路内から前記冷媒を導出する導出口に接続されているとよい。沸騰熱伝達によって反応炉の周壁を冷却する際、ジャケット内の冷媒の流れが不均一になると局所的にドライアウトが発生するおそれがある。ドライアウトが発生した場合、熱伝達係数が急激に小さくなるために、反応炉の周壁の温度が上昇し、不純物の発生を引き起こすおそれがある。本発明の多結晶シリコン製造装置では、冷媒の導入口をジャケットの下部に複数設けることにより、ジャケット内に冷媒を下部から上部に向けて均一に流すことができるので、ドライアウトの発生を防止することができる。また、本発明の多結晶シリコン製造装置において、前記冷却流路の少なくとも下部を周方向に複数の小空間に区画する仕切り板が前記周壁と前記ジャケットとの間に設けられ、これら各小空間に連通するように前記導入口が配設されているとよい。ジャケット内を複数の小空間に分割する仕切り板を設けることにより、冷媒を整流して均一に流すことができ、より確実にドライアウトの発生を防止することができる。また、この多結晶シリコン製造装置において、前記冷媒供給系は、さらに、前記ジャケットの上部に周方向に間隔をおいて設けられ、前記冷却流路内に前記冷媒を導入する複数の上部導入口に接続されていることが好ましい。この場合、下部よりもドライアウトが発生しやすい周壁の上部に直接冷媒を供給できるので、より効果的にドライアウトの発生を防止できる。そして、本発明の多結晶シリコン製造装置において、前記周壁は炭素鋼により形成され、前記周壁の内周面にはニッケル層または16~24重量-Cr、8~15重量Ni、0~5重量-Moを含むステンレス鋼層の1種または2種を含む被覆層が設けられているとよい。一般に、反応炉の周壁にはステンレス鋼等の耐腐食性の高い材料が用いられるが、ステンレス鋼の熱伝導度約16W/mKは低いために、反応炉からの熱が冷媒に伝わる過程で、周壁に大きな温度差が生じてしまう。かと言って、周壁に熱伝導度の高い材料を用いると、周壁内に生じる温度勾配を小さくすることはできるが、機械的強度が小さいと、耐圧のために必要な板厚が大きくなり、熱伝導度の高い材料を用いても周壁内の温度差を小さくすることは必ずしもできない。本発明の多結晶シリコン製造装置では、機械的強度が大きく、且つ熱伝導度の高い炭素鋼で周壁を形成することにより、周壁内に生じる温度差を小さくして、反応炉の周壁内側の温度を低くすることができるので、その分、冷媒の温度を高くすることができる。また、周壁の内周面に、耐腐食性の高いニッケル層やステンレス鋼層を含む被覆層を設けることにより、耐腐食性を向上させているので、周壁内側の温度を不純物が発生しない低温に保ちつつ、排熱利用に好適な高温の冷媒で熱を回収することができる。また、同じ大きさの熱流束が反応炉の内部から反応炉の周壁に与えられており、冷却流路で同じ飽和水蒸気圧飽和温度による排熱回収が行われるとした場合、熱伝導度、機械的強度ともにステンレス鋼に優る炭素鋼は、反応炉の周壁内側の温度をステンレス鋼の場合より低くすることができる。言い換えれば、同じ反応炉の周壁内側の温度及び同じ熱流速の条件下では、ステンレス鋼より炭素鋼の方が、高い飽和圧力飽和温度の水蒸気を得ることが可能となる。また、本発明の多結晶シリコンの製造方法は、反応炉内にクロロシラン類を含む原料ガスを供給するとともに、該反応炉内のシリコン芯棒に通電して発熱させ、該シリコン芯棒の表面に多結晶シリコンを析出させロッドとして成長させる多結晶シリコンの製造方法であって、前記反応炉の反応室を形成する周壁を水と水蒸気との沸騰二相流による冷媒で冷却して前記周壁を特定の制限温度以下に保つとともに、前記冷媒から水蒸気を回収しながら多結晶シリコンを製造することを特徴とする。本発明に係る多結晶シリコンの製造装置によれば、水と水蒸気との沸騰二相流による冷媒を用いて反応炉の周壁を冷却することにより、反応炉の周壁内面の温度を低温に維持して多結晶シリコンへの不純物の混入を防ぐことができるとともに、利用価値の高い高温の水蒸気として熱を回収することができる。更に、水蒸気需要の多い工場等においては、熱回収した水蒸気を直接利用することができ、熱ロスを少なく抑えて効率良く排熱回収をすることができる。以下、本発明の多結晶シリコンの製造装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の多結晶シリコン製造装置100は、炉底を構成する基台2およびこの基台2上に取り付けられた釣鐘形状のベルジャ3を備える反応炉1と、ベルジャ3に接続されて反応炉1の冷却流路空間部3aに冷媒を供給する冷媒供給系40と、ベルジャ3に接続されて冷却流路3aから冷媒を回収する冷媒回収系41と、冷却流路3a内の圧力を制御する圧力制御部70と、冷却流路3aに供給される冷媒の流量を制御する流量制御部50とを備え、冷媒の圧力および流量を制御することにより冷却流路3a内の冷媒を沸騰二相流として流通させることができる。基台2上には、図2に示すように、生成される多結晶シリコンの種棒となるシリコン芯棒4が取り付けられる複数の電極5と、クロロシラン類と水素ガスとを含む原料ガスを炉内に噴出するための噴出ノズル6と、反応後のガスを炉外に排出するためのガス排出口7とがそれぞれ複数設けられている。各電極5は、カーボンからなるほぼ円柱状に形成され、基台2上に一定の間隔をおいてほぼ同心円状に配置されているとともに、それぞれ基台2に垂直に立設されており、シリコン芯棒4を保持している。電極5は、反応炉1の外部の電源装置図示略に接続され、シリコン芯棒4へ通電する。シリコン芯棒4は通電されることにより、1050°C程度に加熱される。炉内に導入された原料ガスが加熱したシリコン芯棒4に接触して熱分解すると、シリコン芯棒4の表面に多結晶シリコンが析出し、次第に太く成長して十数センチ径の多結晶シリコン棒Rとなる。原料ガスの噴出ノズル6は、各シリコン芯棒4に対して均一に原料ガスを供給することができるように、反応炉1の基台2の上面の全域に分散して適宜の間隔をあけて複数設置されている。ガス排出口7は、基台2の外周部付近に適宜の間隔をあけて複数設置されている。反応炉1の中心部には、加熱装置として、基台2上の電極5に、シリコン芯棒4と同様に立設されたカーボン製のヒータ15が設けられている。ヒータ15は、運転初期の段階で、中心部付近のシリコン芯棒4を輻射熱で加熱する。シリコン芯棒4の配列および個数、原料ガスの噴出ノズル6およびガス排出口7の位置や個数は、反応炉1の大きさなどに応じて適宜定められる。この多結晶シリコン製造装置100における反応炉1の冷却系について説明する。図2に示すように、反応炉1の基台2及びベルジャ3には、熱損傷を防止するため、二重壁状の冷却ジャケット構造が構築されており、内部の空間部冷却流路2a,3aに冷媒が流通し得る。すなわち、ベルジャ3は、反応炉1の反応室101を形成する周壁31およびこの周壁31の外側を覆う外壁ジャケット32を備え、これら周壁31と外壁32との間に冷媒が流通する冷却流路3aが形成されている。基台2の空間部2aは、反応炉1の内部空間反応室101に面する上壁21と、その上壁21から間隔をあけて設けられる下壁22との間に形成されている。図2中の符号9,23は冷媒の導入口、符号10,24は冷媒の導出口を示している。この多結晶シリコン製造装置100には、冷媒供給系40の上流端と、冷媒回収系41の下流端とに接続され、冷媒回収系41を通じて冷却流路3a内から回収された冷媒を気液分離するとともに、分離された液相の冷媒を冷媒供給系40に供給するタンク気液分離器42が備えられている。すなわち、タンク42、冷媒供給系40、冷媒回収系41およびベルジャ3の冷却流路3aによって、反応炉1ベルジャ3の冷却系が構成されている。冷媒供給系40には、冷媒が流通する冷媒供給流路40aと、この冷媒供給流路40aに設けられて冷媒の流量を制御しながらベルジャ3の冷却流路3aに送出する流量制御部50と、冷媒供給流路40aと並列に設けられたバイパス流路52aと、このバイパス流路52aを開閉するバルブ52とが備えられている。冷媒供給流路40aは、上流端がタンク42の下部に設けられた供給口42aに接続され、下流端がベルジャ3の下部に設けられた導入口9に接続されている。流量制御部50は、冷媒供給流路40aにおいて冷媒を送出するポンプ51と、このポンプ51の下流に設けられて冷媒の流量を検出する流量計53と、これらポンプ51と流量計53との間に設けられて冷却流路3aへの流量を調節する流量調節弁54を備えている。この流量制御部50において、ポンプ51で送り出した冷媒の流量を流量計53で測定し、流量計53の信号により流量調節弁54を制御することにより、冷媒の流量を制御することができる。タンク42は、内部に貯留した冷媒の液面がベルジャ3の導出口10よりも上方に位置するように配置されている。このため、バルブ52を開放することにより、冷媒供給系40においてポンプ51の駆動が妨げられた場合であっても、バイパス流路52aを通じて冷媒を流通させ、反応炉1の過熱を防止することができる。冷媒回収系41は、上流端がベルジャ3の上部に設けられた導出口10に接続されているとともに、下流端がタンク42に設けられた冷媒回収口42bに接続されている冷媒回収流路41aを有する。タンク42には、冷媒を供給する供給口42aおよび冷媒を回収する冷媒回収口42bに加えて、タンク内部の蒸気を排熱利用のために外部装置図示せずに供給するスチーム供給系60が接続されているスチーム供給口42cと、タンク内部に液相の冷媒を補給するための冷媒補給系63が接続された冷媒補給口42dとが設けられている。スチーム供給口42cに接続されているスチーム供給系60は、タンク42に接続されたスチーム供給流路61と、このスチーム供給流路61を開閉するスチーム供給バルブ62とを備え、タンク42内のスチームを取り出し、反応炉1から回収した排熱を利用する外部装置図示せずへスチームを供給する。タンク42には、タンク内圧を検知する圧力計Pが備えられている。タンク42内が冷媒回収流路41aを通じて冷却流路3aと連通していることから、圧力計Pの検知結果に応じてスチーム供給バルブ62を開閉することにより、タンク42の内圧の内圧、すなわち冷却流路3aの圧力を制御することができる。つまり、これら圧力計Pおよびスチーム供給系60スチーム供給流路61およびスチーム供給バルブ62が、この多結晶シリコン製造装置100における圧力制御部70を構成している。タンク42の冷媒補給口42dには、液相の冷媒をタンク42に補給する冷媒補給系冷媒補給流路63が接続されている。この冷媒補給流路63からは、スチーム供給系60により外部装置に供給されて排熱利用された後の凝縮した冷媒、および新たに追加補給される冷媒が、タンク42内に補給される。反応炉1の周壁31は、熱伝導度35W/mK以上の炭素鋼炭素鋼層8Aで形成されており、耐食性を持たせるための被覆層8Bが内周面に設けられている。被覆層8Bは、ニッケル層または16~24重量-Cr、8~15重量Ni、0~5重量-Moを含むステンレス鋼層の1種または2種を含み、母材である炭素鋼に対してメッキ、溶射等の方法により設けられている。本実施形態の多結晶シリコン製造装置100における周壁31は、炭素鋼層8Aの表面にニッケルの被覆層8Bを貼り付けたクラッド材により形成されている。図2および図3に示すように、反応炉1の外壁32の下部には、周方向に間隔をおいて、冷却流路3aに冷媒を導入する複数の導入口9が設けられている。また、周壁31と外壁32との間には、冷却流路3aの少なくとも下部を周方向に複数の小空間30aに区画する複数の仕切り板11が設けられている。また、外壁32の上部には、冷却流路3aから冷媒を導出する導出口10が設けられている。そして、各導入口9に冷媒供給系40が接続されているとともに、導出口10には冷媒回収系41が接続されている。各導入口9から冷却流路3aに導入された冷媒は、各小空間30aを通じてベルジャ3の頂点付近で合流し、ベルジャ3の上部に設けられた導出口10から冷媒回収系41へ導出される。以上のように構成された多結晶シリコン装置100において、冷媒に用いられる水は、冷却系中の圧力が高圧たとえば本実施形態では0.15MPaに維持されつつ、ベルジャ3の冷却流路3aにおいて加熱されることにより、水と水蒸気との沸騰二相流となる。すなわち、冷媒は、高圧に維持されたベルジャ3の冷却流路3aに、飽和温度圧力0.15Maにおいては127°Cに近い温度の液相の水の状態で導入されると、冷却流路3aを通る間に反応炉1内に面する周壁31を冷却するとともに加熱され、水と水蒸気との沸騰二相流となる。この際、冷媒の温度は一定飽和温度に保たれるので、排熱回収利用に有利な高温になっているが、反応炉1の内部空間101に面する周壁31の内側の温度は制限温度、例えば300°C以下の低温に抑えることができる。この沸騰二相流を導出口10から導出した後、気液分離器タンク40で分離して水蒸気を必要な他の工程へ送ることにより、有効に排熱を利用することができる。なお、基台2は、冷媒供給系40とは別の供給系から空間部2aに液相の冷媒水が導入口23を通じて供給され、導出口24から導出されることにより冷却される。冷却流路3a中における冷媒の沸騰状態は、冷媒冷却水の流量と周壁31を貫通する熱量により変化する。貫通する熱量は、多結晶シリコンの成長状態や反応炉1に供給されるクロロシランや水素などの原料ガスの流量により時間変化する。したがって、ポンプ51を用いて冷却水の流量を制御することにより、冷却流路3a中における冷媒の沸騰状態を制御できる。冷却水の流量は、この貫通熱量の変化に対応させて増減させてもよいが、一定とすると制御が容易である。冷却水流量を一定とした場合、供給した冷却水に対する冷却流路3a出口導出口10での沸騰二相流中の水蒸気の重量割合クオリティは時間とともに変化するが、クオリティの最大値の好ましい範囲は0.5から20である。クオリティの最大値を0.5よりも小さくしようとすると、冷却流路3aに供給する冷却水量が大きくなるため、冷却水を供給するためのポンプ51や沸騰二相流から水蒸気を分離するための気液分離器タンク42が大きくなりすぎ、熱ロスも増加するため熱回収の効率が下がる。一方、クオリティの最大値を20よりも大きくしようとすると、沸騰二相流中の水蒸気の体積割合が大きくなり、反応炉1の周壁31の一部がドライアウトして局所的な温度上昇を起こすことがあるため、好ましくない。より好ましいクオリティの最大値の範囲は1から10である。この範囲のクオリティが得られるように冷却水の流量を調節することで、過度に大型の冷却設備を必要とせず、安定した沸騰二相流による周壁31の冷却を行うことができる。図4は、反応炉1の内部空間101とベルジャ3との温度勾配を示したものである。曲線Tは、反応炉1の内部空間101からベルジャ3の冷媒が流通する空間部3aにかけての温度勾配を示している。曲線T上のa点は空間部3aを流れる冷媒の温度、b点は周壁31を構成する炭素鋼層8Aにおける空間部3a側の面31bの温度、c点は周壁31における炭素鋼層8Aと被覆層8Bとの界面31cの温度を示している。本実施形態の多結晶シリコン製造装置100では、周壁31に、機械的強度が大きく、熱伝導度が35W/mK以上の炭素鋼を用いることで、周壁31炭素鋼層8A内の温度差図4に示すt1を小さくすることにより被覆層8Bの温度上昇を抑え、周壁31の内側を低温に保ちつつ、排熱利用に適した高温の冷媒を回収することができる。この場合、周壁31の内側を低温に保つために、被覆層8Bの厚さは0.5mm~5mmに設定される。つまり、図4に示すように、炭素鋼層8Aにおいて、空間部3a側の面31bb点から反応炉1の内部空間101側の界面31cc点にかけての温度勾配を緩やかにできる。すなわち、周壁31内の炭素鋼層8Aにおける温度差t1を小さくすることができ、その分、冷媒の温度を高くすることができる。従来のように周壁31にステンレス鋼を用いた場合、ステンレス鋼の熱伝導度は約16W/mKと低いために、反応炉1からの熱が冷媒に伝わる過程で、周壁31の内部空間101側と空間部3a側とに炭素鋼の場合より大きな温度差が生じてしまう。この場合、b点からc点にかけての温度勾配は、炭素鋼を用いた場合よりも急勾配となるため、炭素鋼の場合より低温の冷媒を用いて冷却せざるを得ない。よって周壁31にステンレス鋼を用いた場合には、炭素鋼を用いた場合より低い温度で熱回収を行うことになる。本実施形態の多結晶シリコン製造装置100では、熱伝導度の高い炭素鋼を用いることで、周壁31内の温度差をステンレス鋼の場合の半分以下に小さくして、その分、高温の冷媒を用いることができる。一方、冷媒に、水と水蒸気との沸騰二相流を用いることにより、空間部3a内の冷媒の温度a点と周壁31の空間部3a側の面31bの温度b点との温度差図4に示すt2を小さくできる。水の単相流の熱伝達係数を約1000W/m2Kとすると、沸騰二相流の熱伝達係数は約4000W/m2K以上である。また、水水蒸気の主流温度と周壁31の外側との温度差は熱伝達係数に反比例して小さくなる。したがって、熱伝達係数が大きい沸騰熱伝達によって、水の主流温度と周壁31の外側との間の温度差を水の単相流の場合の1/4以下とすることができる。以上のように、b点,c点の温度差t1及びa点,b点の温度差t2のいずれも小さくできるので、周壁31の内面温度が高くなり過ぎることを抑制しつつ、冷媒を高い温度に保持することができ、周壁31の内側を不純物の発生が防止できる制限温度以下の低温に保持することと、排熱利用に適した高い温度の冷媒の回収とを両立させることができる。このように、沸騰熱伝達を利用することにより、反応炉1の内部空間101に面する周壁31の温度を制限温度以下の低温に保ちつつ、冷媒の温度を高くすることができ、反応炉1通過後の冷媒から、利用価値の高い高温の熱を水蒸気として回収することができる。冷媒に沸騰二相流を用いる場合、空間部3a内の冷媒の流れが不均一になると局所的にドライアウトが発生するおそれがあり、ドライアウトが発生すると、熱伝達係数が急激に小さくなるために、反応炉1の周壁31の温度が上昇し、不純物の発生を引き起こすおそれがある。しかしながら、本実施形態の多結晶シリコン製造装置100では、ベルジャ3の空間部3aに、ベルジャ3の下部から冷媒を導入する導入口9を周方向に間隔をおいて配設するとともに、ベルジャ3の上部から冷媒を導出する導出口10を配設し、空間部3aを周方向に複数の小空間30aに区画する仕切り板11を設けているので、冷媒をベルジャ3の下部から上部に向けて均一に流すことができ、空間部3a内の周壁31上にドライアウトが発生するのを防ぐことができる。なお、この多結晶シリコン製造装置100において、排熱を冷却ジャケット冷却流路3aから水蒸気として回収しつつ、周壁31の内側の温度を制限温度以下とすることができる周壁31の厚さは、反応炉1の周壁31を構成する材料の機械的強度や熱伝導度により求めることが可能であり、例えば、以下の1式に基づいて構成することができる。この場合、反応炉の周壁に用いる材料の熱伝導度をλW/mK、周壁の厚さをLm、ジャケット内に流通する沸騰二相流の飽和水蒸気圧ゲージ圧をPsatMPa、周壁内側に許容される最大温度である制限温度をTin°Cとする。ただし、飽和水蒸気圧Psatは、0<Psat≦0.7MPaの範囲とする。また、周壁内側の制限温度Tinは、製造する多結晶シリコンの純度によって異なる。例えば、半導体に用いる純度の高い多結晶シリコンを製造する場合は、周壁から不純物が発生するのを抑制するために、太陽電池に用いるシリコンを製造する場合に比べて制限温度Tinを低く抑える必要がある。図5及び図6は、例えば、周壁内側の制限温度Tinを300°Cとした場合の1式と、周壁の材料の熱伝導度λ、周壁の厚さL、ジャケット内の飽和水蒸気圧Psatの三つのパラメータとの関係を示している。図5及び図6の曲線Aは、1式の左辺=1.5となる条件を示している。この曲線A上では、反応炉の周壁内側の温度が300°Cとなる。また、図5に示す曲線Aの右側の領域Bは1式の左辺<1.5、曲線Aの左側の領域Cは1式の左辺>1.5となる条件である。曲線A上と領域Cが示す範囲が、反応炉の周壁内側の温度を300°C以下に抑えつつ、Psatの水蒸気で熱回収が可能な温度条件を満たす組合せである。周壁は水蒸気を含む沸騰二相流の圧力に耐え得る厚さが必要であるが、その厚さは、材料、構造体の形状及び大きさによって変化する。例えば、炭素鋼とステンレス鋼とでは機械的強度が異なるため、同じ形状でベルジャを構成した場合、飽和水蒸気圧Psatに対して必要になる厚さが異なる。図5及び図6の破線X,Yは、飽和水蒸気圧Psatと、この飽和水蒸気圧Psatに対して必要となるベルジャの周壁の厚さLとの、周壁材料の熱伝導度に応じた関係を示している。破線Xは炭素鋼、破線Yはステンレス鋼の場合を示している。ステンレス鋼でベルジャを構成した場合、周壁温度を300°C以下にできる領域は、上述したように図5の曲線A上と曲線Aより左側の領域Cとで示す範囲であるが、その範囲内でさらに機械的強度によるパラメータを加えると、ステンレス鋼のベルジャとして要件を満たすことができる周壁の厚さL及び水蒸気圧Pを示す範囲は、図6aに示す破線Yの下方の領域Dとなる。このとき、ステンレス鋼製の周壁が許容できる最大の水蒸気圧飽和水蒸気圧Psatは、ゲージ圧で0.36MPa点p1である。このように、ステンレス鋼でベルジャを構成した場合、得られる水蒸気圧は最大0.36MPa点p1で、その場合の周壁の内側温度は300°Cとなり、1式より周壁の厚さは30mmと算出できる。また、図6aに示す点p2の条件では、周壁は冷媒の水蒸気圧に耐え得る厚さを有しているが、周壁の内側温度が300°Cを超える領域にあるため、使用できない。一方、炭素鋼でベルジャを構成した場合、炭素鋼はステンレス鋼よりも機械的強度が大きく、熱伝導度も高いため、ベルジャとして要件を満たすことができる周壁の厚さL及び水蒸気圧Pを示す領域はステンレス鋼の場合の領域Aより広くなり、図6bに示すように、破線Xと曲線Aとで挟まれる領域Dを含む領域Eとなる。すなわち、炭素鋼による周壁は、0.7MPaゲージ圧の水蒸気圧を許容することができるため、ステンレス鋼の場合より高温の水蒸気を得ることができる。例えば、水蒸気圧0.36MPaを保持できる周壁は、炭素鋼を用いる場合には、ステンレス鋼を用いる場合に比べて厚さLを設定可能な範囲が広く、最小で20mm点p3まで薄くすることが可能であるとともに、周壁の内側温度を300°C点p1より大幅に低い約200°Cまで下げることができる。これにより、周壁から反応炉内への不純物の発生をより確実に抑えることができる。以上説明したように、この多結晶シリコン製造装置100によれば、反応炉1の周壁31の内側を300°C以下の低温に冷却して製造される多結晶シリコンへの不純物の混入を防ぐとともに、利用価値の高い高温の水蒸気を得て有効に排熱利用することができる。なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。たとえば、前記実施形態では冷却流路内の沸騰二相流を0.15MPa、127°C等としたが、沸騰二相流の圧力および温度はこれに限定されず、反応炉内を適切な温度に冷却でき、効率よく排熱利用が可能であるように設定すればよい。また、ベルジャの周壁の被覆層は、ニッケル層、または16~24-Cr、8~15-Ni、0~5-Moを含むステンレス鋼層の1種または2種を含むとよい。ステンレス鋼の例としては、SUS304L18Cr-8Ni,SUS316L18Cr-12Ni-2.5Mo,SUS317L18Cr-12Ni-3.5Mo,SUS309S22Cr-12Ni,SUS34718Cr-9Ni-Nbなどが挙げられる。被覆層がニッケル層およびステンレス鋼層の両方を含む場合には、炭素鋼の表面とステンレス鋼層との間にニッケル層が形成されていることが好ましい。また、冷媒補給系からの冷媒の補給箇所は、前記実施形態ではタンク42としたが、冷媒供給系、冷媒回収系、冷却流路など、冷媒が通る部分であればどこでもよい。また、前記実施形態ではベルジャの冷却流路に冷媒を導入する導入口がベルジャの下部にのみ設けられているが、周壁31からの放熱が大きい場合、たとえば多量のシリコン芯棒4を仕込む場合や、太い多結晶シリコン棒Rを製造する場合には、図7に示すように、冷却流路3a内に冷媒を導入する複数の上部導入口16が、ジャケット32の上部に周方向に間隔をおいて設けられていてもよい。この場合、図8に示すように、ジャケット32の下部に設けられた導入口9から導入された冷媒が上方へ向かって流れるのに対して、上部導入口16から導入された冷媒は、沸騰二相流を通過して周壁31の表面に到達して、周壁31の表面を伝って流下し、周壁31を冷却する。反応室101から周壁31を通じた冷媒に対する放熱は各所一定ではなく、特に上部において放熱量が大きい。また、冷却流路3aの下部から導入された冷媒は、水蒸気の気泡の体積率が冷却流路3aの下部よりも上部において高くなるため、ドライアウトが発生しやすい。この傾向は、多量のシリコン芯棒4を仕込む場合や、太い多結晶シリコン棒Rを製造する場合にさらに顕著となる。そのため、ドライアウトしやすい冷却流路3aの上部において冷媒を供給することにより、効果的にドライアウトを防止できる。上部導入口16は、図8に示すように、扇形もしくは円錐形に冷媒を分散させるスプレーノズルを備えることが望ましい。このようなスプレーノズルを用いることにより、液状の冷媒を周壁31の表面に直接、広範囲に供給できる。また、これらノズルは下向きに設けるのがより望ましい。ノズルを下向きとすることにより、周壁31の表面での冷媒の流下を促進し、さらに広範囲でドライアウトを防ぐことができる。なお、上部導入口16から供給される冷媒には、下部の導入口9から供給される冷媒と同じ水を用いることができる。たとえば、スチーム供給系により外部装置に供給されて排熱利用された後の凝縮した冷媒や、新たに追加補給される冷媒、すなわち導入口9から供給される冷媒よりも温度が低い冷媒を用いることにより、より高い冷却効果を得ることができる。"