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

A construção SelfClean™ da Alfa Laval torna os trocadores de calor modelo SpiralPro uma escolha inteligente quando se trabalha com fluidos sujos, sedimentos, emulsões, suspensões, fibras ou líquidos carregados de partículas. Como os fluidos fluem continuamente em um único canal, a força do fluido age contra os depósitos, "empurrando-os" pelo canal e saindo pela outra extremidade.

A natureza compacta do modelo SpiralPro geralmente permite que vários grandes trocadores de calor de casco e tubo sejam substituídos por um único trocador SpiralPro. Isso cria consideráveis benefícios de infraestrutura, além de reduzir os requisitos de manutenção e limpeza. Se a unidade precisar de limpeza, as tampas podem ser facilmente removidas para lavagem com jato hidrelétrico.

Aplicações

• Líquidos contaminantes contendo sólidos, fibras, licores, lamas e lamas
• Pré-aquecimento líquido a líquido, aquecimento, resfriamento, intercâmbio e recuperação de calor

Os trocadores de calor modelo SpiralPro otimizados para tarefas que envolvem o aquecimento a vapor de líquidos altamente sujos também estão disponíveis. Como todas as unidades SpiralPro, eles são totalmente acessíveis para limpeza rápida e fácil com jatos de água.
O fluxo de contracorrente também garante uma aproximação de temperatura muito próxima para máxima eficiência térmica.

Aplicações

• Líquidos contaminantes contendo sólidos ou fibras, licores, lamas e outros fluidos difíceis que requerem aquecimento a vapor

Os trocadores de calor modelo SpiralCond oferecem uma solução altamente eficiente para tarefas desafiadoras de duas fases, incluindo condensação e evaporação (nova fervura). O design compacto do SpiralCond e o fato de que ele é configurado verticalmente resulta em um espaço muito pequeno, em comparação com os trocadores equivalentes de casco e tubo, além de reduzir as estruturas de suporte e a complexidade da tubulação.

As unidades SpiralCond têm fluxo cruzado em vez de fluxo de contracorrente. Cada unidade é totalmente personalizada de acordo com a necessidade exigida, com o espaçamento do canal ajustado para fornecer a menor queda de pressão. O SpiralCond é, portanto, ideal para aplicações de condensação a vácuo.

Aplicações

• Gases: vapor puro e misturas com gases inertes
• Vapor/líquido: condensadores de topo, condensadores de refluxo, condensadores de vácuo, condensadores de ventilação, refervedores com fluidos sujos, refrigeradores de gás 

Para aplicações de condensação e evaporação onde diversos meios de resfriamento estão envolvidos, a Alfa Laval pode fornecer trocadores de calor modelo SpiralCond integrados em uma coluna. Como o SpiralCond autônomo único, essa configuração tem canais abertos e de fluxo cruzado para uma queda de pressão extremamente baixa em situações de vácuo.

A alta eficiência do SpiralCond permite que a coluna seja menor em altura e menor em diâmetro do que as soluções tradicionais de coluna, oferecendo assim grandes economias em custos de infraestrutura e instalação.

Aplicações

• Vapor-líquido: condensadores de topo, condensadores de refluxo, condensadores de vácuo e condensadores de ventilação

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.