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

Díky konstrukci Alfa Laval SelfClean™ jsou výměníky tepla SpiralPro chytrou volbou při práci se znečištěnými kapalinami, kaly, emulzemi, splašky či kapalinami obsahujícími vlákna a pevné částice. Jelikož kapalina proudí nepřetržitě v jednom jediném kanálu, působí její proudění proti jakýmkoli usazeninám, které „tlačí“ skrz kanál a na druhém konci ven.

Kompaktní konstrukce modelu SpiralPro často umožňuje výměnu až několika objemných trubkových výměníků tepla za jediný výměník SpiralPro. Jejich výhodou tak je nejen snížení požadavků na údržbu a čištění, ale i značný přínos pro infrastrukturu. Pokud výměník potřebuje vyčistit, lze kryty snadno odejmout a zařízení omýt tlakovou vodou.

Aplikace

• Znečišťující kapaliny obsahující pevné částice, vlákna, splašky a kaly
• Předehřívání, ohřev, chlazení, výměna a zpětné získávání tepla v modelech kapalina-kapalina

Nabídka zahrnuje i výměníky tepla SpiralPro optimalizované pro funkci parního ohřevu vysoce znečišťujících kapalin. Obdobně jako ostatní modely SpiralPro jsou i tyto snadno přístupné pro rychlé a snadné čištění pomocí tlakové vody.

Protiproudý tok médií také umožňuje dosažení malého rozdílu teplot, které poskytuje maximální tepelnou účinnost.

Aplikace

• Pro znečišťující kapaliny obsahující pevné částice nebo vlákna, splašky, kaly a jiné náročné tekutiny, které vyžadují ohřev párou

Výměníky tepla typu SpiralCond jsou vysoce účinným řešením pro náročné dvoufázové provozy zahrnující kondenzaci i odpařování (vařáky). Kompaktní konstrukce SpiralCond a její vertikální konfigurace, má ve srovnání s ekvivalentními trubkovými výměníky tepla velmi malé rozměry a zároveň i nižší nároky na podpůrné konstrukce a potrubní rozvody.

Jednotky SpiralCond pracují častěji a křížovým než protiproudým tokem. Každý výměník je plně přizpůsoben požadované funkci a šířky kanálů jsou nastaveny tak, aby dosahovaly co nejnižších tlakových ztrát. SpiralCond je tak ideální pro aplikace s vakuovou kondenzací.

Aplikace

• Plyny: čistá pára a směsi s inertními plyny
• Pára-kapalina: hlavové kondenzátory, refluxové kondenzátory, vakuové kondenzátory, kondenzátory s chlazením inertů, vařáky se znečišťujícími kapalinami, plynové chladiče 

Pro kondenzační a odpařovací aplikace, kde je zapojeno více chladicích médií, může Alfa Laval konfigurovat několik výměníků tepla SpiralCond zapojených nad sebou jako součást kolony. Stejně jako v případě samostatných jednotek SpiralCond má i tato konfigurace křížový tok a otevřené kanály zaručující extrémně nízkou tlakovou ztrátu u vakuových aplikací.

Díky vysoké účinnosti výměníků SpiralCond jsou pak takové kolony výškově i co do průměru menší než tradiční řešení, což vede k významné úspoře nákladů na infrastrukturu a instalaci.

Aplikace

• Pára-kapalina: hlavové kondenzátory, refluxové kondenzátory, vakuové kondenzátory a kondenzátory s dochlazením inertů

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.