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

Alfa Laval의 SelfClean™ 구조로 제작된 SpiralPro 모델 열교환기는 더러운 유체, 슬러지, 유제, 슬러리, 섬유 또는 입자가 많은 액체를 취급해야 할 때 현명한 선택입니다. 유체가 단 하나의 채널을 통해 계속 흘러가므로 모든 침전물을 유동력으로 긁어내고, 채널에서 반대쪽 끝으로 "밀어냅니다."

SpiralPro 모델은 컴팩트하기 때문에 대형 Shell and tube 열교환기 여러 대를 SpiralPro 교환기 한 대로 교체하는 경우도 흔합니다. 이로써 유지보수 및 세척 요구가 줄어드는 한편 인프라 측면에서도 상당한 장점이 됩니다. 장치를 세척할 때는 손쉽게 덮개를 벗기고 하이드로 제트로 세척하면 됩니다.

응용 분야

• 고형분, 섬유, 용액, 슬러리, 슬러지가 함유된 더러운 액체
• 액체-액체의 예열, 가열, 냉각, 교환, 열 회수

SpiralPro 모델 열교환기는 오염이 심한 액체의 증기 가열 단계가 있는 작업에 알맞게 최적화되어 있습니다. 모든 SpiralPro 장치가 그렇듯이 이 제품도 간편하게 접근하여 하이드로 제트로 빠르고 쉽게 세척할 수 있습니다.
또한 역류를 통해 대단히 작은 온도 차이를 만들어 열 효율을 극대화합니다.

응용 분야

• 고형분이나 섬유, 용액, 슬러리, 슬러지가 함유된 더러운 액체 및 기타 증기 가열이 필요한 까다로운 유체

SpiralCond 모델 열교환기는 응축과 증발(재가열)이 모두 일어나는 까다로운 2상 작업을 위한 고효율 솔루션입니다. 컴팩트한 설계의 SpiralCond는 수직 구조로 되어 있어 유사한 Shell and tube 열교환기에 비해 설치 면적이 매우 작고, 그와 동시에 지지 구조물과 배관의 복잡성도 적습니다.

SpiralCond 장치는 역류가 아니라 횡류를 사용합니다. 각 장치는 필요한 작업에 맞게 완전히 맞춤 제작되며, 채널 간격도 최적의 압력 강하를 위해 조정됩니다. 따라서 SpiralCond는 진공 응축 용도에 이상적입니다.

응용 분야

• 가스: 순수한 증기 및 불활성 가스 혼합물
• 증기/액체: 탑 콘덴서, 환류식 응축기, 진공식 응축기, 환기식 응축기, 오염 유체와 재가열기, 가스 냉각기 

여러 가지 냉각 매질을 사용하는 응축 및 증발 용도의 경우, Alfa Laval SpiralCond 모델 열교환기를 증류탑 하나에 통합하여 제공할 수 있습니다. 독립형 SpiralCond 장치 한 대와 마찬가지로 이 구성에서도 횡류를 사용하며 진공 상황에서 발생하는 극도로 낮은 압력 강하를 위한 개방 채널을 갖추고 있습니다.

SpiralCond는 효율이 매우 높기 때문에 기존의 증류탑 솔루션에 비해 탑의 길이가 짧고 직경은 더 작으며, 따라서 인프라 및 설치 비용이 대폭 절감됩니다.

응용 분야

• 증기-액체: 탑 콘덴서, 환류식 응축기, 진공식 응축기, 환기식 응축기

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.