Technical information - Welded spiral heat exchangers

How do spiral heat exchangers work

Alfa Laval spiral heat exchangers are circular units containing two concentric spiral flow channels, one for each fluid. The different media flow counter currently: one fluid enters the centre of the unit and flows towards the periphery, the other enters the unit at the periphery and moves towards the centre. The channels are curved and have a uniform cross section. There is no risk of intermixing.

The product channel is normally open on one side and closed on the other. The channel for the heating/cooling medium can sometimes be closed on both sides, depending on the cleanliness of the heating/cooling medium. Each channel has one connection in the centre and one on the periphery of the heat exchanger.

The single-channel geometry also creates a scrubbing effect that we refer to as the SelfClean™ design. If fouling does occur in the heat transfer channel, the cross-section of this part of the channel is decreased. However, since the entire flow must still pass through the channel, the velocity increases, the resulting fluid force then flushing away any accumulations of deposits as they form.

Compare this design with shell-and-tube heat exchangers where the flow enters different tubes in parallel. When tubes start to foul, pressure drop increases pushing the fluid to find alternative flow paths. The result is that fouling and clogging of the tubes happens very quickly. With Alfa Laval spirals, on the other hand, fouling and clogging is virtually eliminated.

Our welded spiral product range

โครงสร้าง SelfClean™ ของ Alfa Laval ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรุ่น SpiralPro เป็นตัวเลือกที่ชาญฉลาดเมื่อทำงานกับของเหลวที่สกปรก มีตะกอน อิมัลชั่น สารละลาย เส้นใย หรือของเหลวที่มีอนุภาค เนื่องจากของเหลวไหลอย่างต่อเนื่องในช่องทางเดียว แรงของของเหลวจะทำหน้าที่ต่อต้านการสะสมใดๆ "ผลัก" การสะสมที่เกิดขึ้นช่องทางและออกไปอีกด้านหนึ่ง

ลักษณะที่กะทัดรัดของรุ่น SpiralPro มักจะทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ shell-and-tubes ขนาดใหญ่หลายๆ เครื่องถูกแทนที่ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน SpiralPro ตัวเดียว สิ่งนี้สร้างประโยชน์ในแง่โครงสร้างพื้นฐานอย่างมาก นอกเหนือไปจากการลดการบำรุงรักษาและการทำความสะอาด หากเครื่องต้องการทำความสะอาด สามารถถอดฝาครอบออกได้ง่ายเพื่อล้างด้วยน้ำแรงดันสูง

การใช้งาน

• ของเหลวที่ปนเปื้อนที่มีของแข็ง เส้นใย ของเหลว สารละลายและกากตะกอน
• การอุ่นด้วยความร้อน การทำความร้อน การทำความเย็น การถ่ายเทอุณหภูมิและการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่สำหรับของเหลวกับของเห

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรุ่น SpiralPro เหมาะสำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนด้วยไอน้ำสำหรับของเหลวที่มีการปนเปื้อนสูง เช่นเดียวกับเครื่อง SpiralPro ทั้งหมด ทุกเครื่องสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มที่เพื่อการทำความสะอาดที่ง่ายและรวดเร็วด้วยน้ำแรงดันสูง
การไหลแบบ counter-current ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอุณหภูมิที่ใกล้เคียงสำหรับประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุด

การใช้งาน

• ของเหลวที่ปนเปื้อนที่มีของแข็ง หรือเส้นใย ของเหลว สารละลาย กากตะกอนและของเหลวที่มีความท้าทายอื่นๆ ที่ต้องใช้การให้ความร้อนด้วยไอน้ำ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรุ่น SpiralCond นำเสนอทางออกที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการทำงานสองเฟสที่ท้าทาย รวมถึงการควบแน่นและการระเหย (การต้มซ้ำ) การออกแบบที่กะทัดรัดของ SpiralCond และเครื่องที่ได้รับการออกแบบในแนวตั้งส่งผลให้เครื่องมีขนาดที่เล็กมาก เมื่อเทียบกับเครื่องแลกเปลี่ยนแบบshell-and-tube ที่ใกล้เคียงกัน ในขณะเดียวกันก็ต้องการโครงสร้างในการติดตั้งที่น้อยลงและไม่ต้องการการเดินท่อที่ซับซ้อน

เครื่อง SpiralCond ใช้การไหลแบบ cross-flow แทนการไหลแบบ counter-current แต่ละเครื่องได้รับการปรับแต่งตามการใช้งานต้องการอย่างเต็มที่ โดยมีการปรับระยะห่างของช่องเพื่อให้แรงดันตกน้อยที่สุด SpiralCond จึงเหมาะอย่างยิ่งกับการใช้งานด้านการควบแน่นในสุญญากาศ

การใช้งาน

• ก๊าซ: ไอบริสุทธิ์และไอผสมก๊าซเฉื่อย
• ไอ/ของเหลว: คอนเดนเซอร์ติดตั้งด้านบน reflux คอนเดนเซอร์คอนเดนเซอร์สุญญากาศ vent คอนเดนเซอร์ระบาย หม้อต้มของเหลวที่ปนเปื้อน และเครื่องทำความเย็นก๊าซ 

สำหรับงานด้านการกลั่นและการระเหยที่ต้องใช้ตัวกลางทำความเย็นหลายตัว Alfa Laval สามารถส่งมอบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรุ่น SpiralCond ที่จัดวางในลักษณะเป็นคอลัมน์ได้ เช่นเดียวกับ SpiralCond แบบเครื่องเดียว การออกแบบดังกล่าวมีการไหลข้ามและช่องเปิดสำหรับแรงดันที่ตกน้อยมากในสภาพสุญญากาศ

ประสิทธิภาพที่สูงของ SpiralCond ช่วยให้กลุ่มเครื่องมีความสูงที่เตี้ยกว่าและมีขนาดเล็กลงกว่าโซลูชันแบบแนวตั้งทั่วไป จึงช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายด้านโครงสร้างพื้นฐานและต้นทุนการติดตั้งได้อย่างมาก

การใช้งาน

• ของเหลว-ไอ: คอนเดนเซอร์ด้านบน คอนเดนเซอร์ไหลย้อน คอนเดนเซอร์สุญญากาศ คอนเดนเซอร์ระบาย

Unique features of Alfa Laval Welded spiral heat exchangers

Superior cleaning and extended performance

The SelfClean design of Alfa Laval spirals provides a reliable solution for fouling and clogging in duties involving challenging fluids, sludges, emulsions, slurries, fibres or particle loaded liquids.

Each circuit on a spiral unit consists of a single flow channel. This continuously curving, single-channel geometry creates high turbulence to minimize fouling from the start. If fouling does start to occur, local velocity increases, since the entire flow must still pass through the channel. This creates a scrubbing effect that flushes away any accumulations of deposits as they form.

An additional benefit of this design is that it eliminates the risk of dead spots and stagnation for more efficient heat transfer.

Automated, reliable channel enclosure

The manufacturing of Alfa Laval’s spiral heat exchangers incorporates an automated process for bending the edge of the channels. This is followed by a cold-metal-transfer automatic welding machine for the final closure weld.

The combined effect of this so-called RollWeld technique is consistent quality of the channel closure. That, in turn, is critical for the strength and corrosion resistance of the channel welds and thus the reliability of the overall unit.

A custom solution for high-pressure duties

For customers whose processes demand higher design and differential pressures than traditional spiral heat exchangers can provide, Alfa Laval offers capabilities to fully tailor a unique solution to match their needs.

We design our HighP spiral heat exchangers using a range of features, including a double gasket system, a self-supporting internal coil, and a special body and shell with bolted cover. Our experienced engineers work with you throughout the design process to make sure you get the ideal heat exchanger for your specific challenges.