本发明属于常规发电技术领域，具体涉及一种适合于超临界锅炉低负荷灵活性运行的中间联箱。
背景技术：
随着风能和太阳能等可再生能源接入电网容量比例的不断提高，需要燃煤机组深度参与电网调峰来平衡由于可再生能源的间歇性带来的负荷变化。各地电网陆续出台了各种燃煤机组参与深度调峰的辅助服务规定。从国外发展来看，2017年底欧洲的可再生能源发电量已经超过了燃煤机组的发电量，燃煤机组参与灵活性运行成为不可逆转的趋势。
超临界锅炉是我国燃煤发电的主力机组，因此，提高超临界锅炉低负荷下的灵活性运行能力，尤其是低负荷稳定工作能力是超临界锅炉灵活性运行必须解决的问题。超临界锅炉低负荷工作能力主要包括两方面：第一，超临界锅炉低负荷稳定燃烧能力；第二，超临界锅炉低负荷水动力安全运行能力。其中超临界锅炉低负荷水动力安全运行能力主要牵涉到超临界水冷壁在低负荷下水冷壁的流量分配问题，这影响着超临界锅炉在低负荷下水冷壁受热面的安全运行问题。尤其是垂直布置的水冷壁区域，在低负荷下管内的质量流速降低，加上炉内热负荷分布不均匀性的问题，水冷壁的安全工作问题尤其显著。
因而急需一种新型的中间联箱几何结构来解决超临界锅炉水冷壁低负荷下管内流量分配不均匀引起的并联水冷壁管安全运行问题，保证超临界锅炉低负荷长期运行下，垂直管段水冷壁的安全运行问题。
技术实现要素：
针对背景技术所提到的问题，本发明提供了一种适合于超临界锅炉低负荷灵活性运行的中间联箱，其特征在于，包括联箱主体、薄壁管和同轴笛形管；其中联箱主体为一根水平设置的厚壁管形装置，引入管等间距竖直安装于联箱主体管壁的上方，分支管水平安装于联箱主体管壁的两侧，且呈锯齿状交错设置；一侧的分支管以每一根为一组，与引入管的位置一一对应；另一侧的分支管以每两根为一组，安装于一根一侧分支管之间对应的位置上；每根分支管轴线与相对应引入管轴线的夹角都为90度；
同轴笛形管的两端与联箱主体的两端面内侧焊接；同轴笛形管管壁的上下两侧分别开有连接孔和笛形孔，且连接孔的位置与引入管一一对应，笛形孔的位置与分支管一一对应；连接孔通过薄壁管与引入管相连，同轴笛形管通过薄壁管保证与联箱主体的同轴；同轴笛形管的两端与联箱主体的两端面内侧焊接。
所述笛形孔和所述连接孔在周向上呈175度～185度夹角。
所述联箱主体的尺寸为φ219×60mm，长度范围10m～12m；引入管的尺寸为φ38×6.5mm和分支管的尺寸为φ31.8×5.5mm。
所述笛形孔的直径与分支管的孔径相同。
所述同轴笛形管的壁厚为1～3mm，同轴笛形管的直径等于联箱主体内径的1/2～2/3。
所述同轴笛形管与联箱主体围有一环形区域；工质在该环形区域充分均匀流量后，由笛形孔流出。
所述薄壁管的一端与连接孔的连接处形状吻合且另一端为直管，薄壁管的两端通过胀接与连接孔和引入管相连。
本发明的有益效果为：
采用了一种内套筒的中间联箱流量分配装置，提高超临界锅炉不同入口干度范围内，垂直管水冷壁管内流量分配均匀性的问题，解决目前超临界锅炉水冷壁由于低负荷灵活性运行状态下，中间联箱入口运行状态偏离设计状态时引起的流量偏差和并联分支管内流量分配的问题，降低直流锅炉最低稳定运行负荷。
附图说明
图1为本发明一种适合于超临界锅炉低负荷灵活性运行的中间联箱实施例中中间联箱分支管的仰视剖面图；
图2为本发明实施例的侧视剖面图；
图3为本发明实施例的俯视剖面图；
图4为图3中a-a剖面的剖面图；
图中：1-联箱主体，2-分支管，3-同轴笛形管，4-引入管，5-笛形孔，6-薄壁管，7-连接孔。
具体实施方法
不同于常规超临界锅炉中间联箱几何结构，本发明采用了中间联箱内部加装同轴笛形管的设计方法，下面结合附图予以说明。
如图1所示，目前电厂采用的垂直向下径向引入水冷壁中间联箱，几何结构形式主要包括：联箱主体1(φ219×60mm，长度范围10m～12m)、引入管4(φ38×6.5mm)和分支管2(φ31.8×5.5mm)；其中联箱主体1为一根水平设置的厚壁管形装置，引入管4等间距竖直安装于联箱主体1管壁的上方，分支管2水平安装于联箱主体1管壁的两侧，且呈锯齿状交错设置；一侧的分支管2以每一根为一组，与引入管4的位置一一对应；另一侧的分支管2以每两根为一组，安装于一根一侧分支管2之间对应的位置上；每根分支管2轴线与相对应引入管4轴线的夹角都为90度；
如图2～图4所示，中间联箱包括联箱主体1、薄壁管6和同轴笛形管3；同轴笛形管3管壁的上下两侧分别开有连接孔7和笛形孔5，且连接孔7的位置与引入管4一一对应，笛形孔5的位置与分支管2一一对应；笛形孔5和连接孔7在周向上呈175度～185度夹角；连接孔7通过薄壁管6与引入管4相连；
同轴笛形管3中，笛形孔5的直径与分支管2的开孔直径相同，根据实际的需要也可以调整开孔的直径；
同轴笛形管3的壁厚为1～3mm，同轴笛形管3的直径为联箱主体1内径的1/2～2/3。
安装时，采用胀接将薄壁管6的两端分别与连接孔7和引入管4相连；薄壁管6的一端与连接孔7的连接处形状吻合且另一端为直管；通过承担同轴笛形管3的重力和受热膨胀使两者紧密贴合，保证了薄壁管6和连接孔7连接时不会出现间隙而产生额外的流动阻力。
安装后，薄壁管6与中间的同轴笛形管3之间保持联通，既保持一定的支撑作用又将工质平滑的引入内套筒中,然后由开孔进入环形区域，然后进入并联分支管中。薄壁管6与同轴笛形管3通过连接孔7相连，同时同轴笛形管3两端与联箱主体1的两端采用焊接方式连接；两者同时对同轴笛形管起到支撑作用。
安装后，同轴笛形孔5的轴向位置与分支管2开孔轴向位置一一对应。
本实施例工作时，工质从引入管4垂直向下通过薄壁管6引入同轴笛形管3中；工质由下方的笛形孔5流出后，进入同轴笛形管3和联箱主体1所围成的环形空间内；工质在环形空间均匀流量后由分支管2流出。
本实施例工作时，同轴笛形管3起到均流器的效果，工质从引入管4通过薄壁管6引入笛形管3，然后分别从同轴笛形管3的笛形孔5进入同轴笛形管3与联箱主体1形成的环形空腔内，同时保证环形空间内工质的各处压力大小基本一致，因此各分支管2流出两相流体工质的流量可以保证基本相同。
本实施例在低负荷水冷壁中间联箱入口干度偏离设计干度时，改善不同流型两相流在中间联箱各分支管中的分配特性，降低水冷壁垂直管屏因流量分配不均导致的各垂直管屏热应力过大，达到减少锅炉水冷壁寿命损耗，保证锅炉水冷壁安全运行的目的。
使用本实施例后，超临界锅炉最低稳定工作负荷可以降到20～30％bmcr工况，保证水冷壁低负荷工作范围安全性。