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

Aufgrund der Alfa Laval SelfClean™-Technologie können SpiralPro-Wärmetauscher selbst mit verunreinigten Flüssigkeiten, Schlämmen, Emulsionen, Schlicken, Fasern oder partikelhaltigen Flüssigkeiten beaufschlagt werden. Jedes Fluid fließt dabei kontinuierlich durch einen einzigen Kanal, so dass Ablagerungen durch die Strömung mitgerissen und aus dem Apparat herausbefördert werden.

Die kompakte Bauweise von SpiralPro erlaubt es oftmals, mehrere große Rohrbündelwärmetauscher durch einen einzigen SpiralPro-Wärmetauscher zu ersetzen – ein großer Vorteil für die Infrastruktur der Anlage. Zudem verringert dies den Wartungs- und Reinigungsaufwand. Zur Reinigung des Apparates per Hochdruckreiniger lassen sich die Deckel einfach entfernen.

Einsatzbereiche

• Flüssigkeiten, die leicht Ablagerungen bilden, wie z. B. Feststoffe, Fasern, Laugen, Schlämme oder Schlicke
• Flüssig-flüssig Anwendungen: Vorwärmen, Erhitzen, Kühlen, Interchanger und Wärmerückgewinnung

Zudem sind SpiralPro-Wärmeaustauscher verfügbar, die für die Erhitzung von Flüssigkeiten mittels Dampf optimiert sind. Wie bei allen SpiralPro-Apparaten ist deren Inneres komplett zugänglich und lässt sich schnell und einfach per Hochdruckreiniger säubern.

Der Betrieb im Gegenstrom gewährleistet eine gute Temperaturannäherung und damit maximale thermische Effizienz.

Einsatzbereiche

• Flüssigkeiten , die leicht Ablagerungen bilden, wie z. B. Feststoffe, Fasern, Laugen, Schlämme oder Schlicke sowie andere schwer zu handhabende Fluide, die mit Dampf erhitzt werden müssen

SpiralCond-Wärmetauscher bieten eine hocheffiziente Lösung für anspruchsvolle Zweiphasen-Aufgaben, wie etwa Kondensation und Verdampfung (Aufkochen). Das kompakte Design von SpiralCond und die vertikale Konfiguration reduzieren den Platzbedarf gegenüber vergleichbaren Rohrbündelwechslern deutlich. Gleichzeitig verringern sich die Stützstrukturen und die Komplexität der Rohrleitungen.

SpiralCond-Einheiten haben anstelle eines Gegenstromflusses einen Querstromfluss. Jede Einheit wird individuell entsprechend der erforderlichen Betriebsdauer angepasst. Dabei wird der Kanalabstand so eingestellt, dass er den geringsten Druckabfall erzielt. SpiralCond eignet sich daher optimal für Vakuum-Kondensationsanwendungen.

Anwendungen

• Gase: reiner Dampf und Gemische mit Inertgasen
• Dampf/Flüssigkeit: Aufsatzkühler, Rückflusskühler, Vakuumkühler, Abluftkühler, Verdampfer mit Ablagerungsflüssigkeiten, Gaskühler 

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Für Kondensations- und Verdampfungsanwendungen, bei denen mehrere Kühlmedien beteiligt sind, bietet Alfa Laval SpiralCond-Wärmetauscher an, die in eine Säule integriert sind. Wie das SpiralCond-Einzelgerät bietet diese Konfiguration Querströmungen und offene Kanäle für einen extrem geringen Druckabfall in Vakuumsituationen.

Durch die hohe Effizienz von SpiralCond kann die Säule niedriger sein und einen geringeren Durchmesser aufweisen als herkömmliche Säulenlösungen. Dadurch ermöglicht sie erhebliche Einsparungen bei den Infrastruktur- und Installationskosten.

Anwendungen

• Dampf/Flüssigkeit: Aufsatzkühler, Rückflusskühler, Vakuumkühler und Abluftkühler

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.