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

Vanwege de SelfClean™-constructie van Alfa Laval zijn warmtewisselaars van het SpiralPro-model een slimme keuze voor het werken met vuile vloeistoffen, slib, emulsies, suspensies, vezels of  vloeistoffen met deeltjes. Omdat de vloeistoffen continu in één kanaal stromen, werkt de vloeistofkracht tegen afzettingen, die door het kanaal  worden 'geduwd'  en via het andere uiteinde de warmtewisselaar verlaten.

Doordat het SpiralPro-model zo compact is, kunnen vaak meerdere grote buizenwarmtewisselaars worden vervangen door één enkele SpiralPro-wisselaar. Dit biedt aanzienlijke voordelen voor de infrastructuur in de fabriek en vermindert de onderhouds- en schoonmaakvereisten. Als de unit moet worden schoongemaakt, kunnen de deksels gemakkelijk worden verwijderd om ze met een hydrojet te reinigen.

Toepassingen

• Vervuilende vloeistoffen die vaste stoffen, vezels, liquors, suspensies en slib bevatten
• Voorverwarmen, verwarmen, koelen, warmtewisseling en warmteterugwinning bij vloeistof-vloeistof toepassingen

Er zijn ook SpiralPro warmtewisselaars verkrijgbaar die zijn geoptimaliseerd voor toepassingen met stoomverwarming van zeer vervuilende vloeistoffen. Zoals alle SpiralPro-units zijn deze volledig toegankelijk voor snelle en eenvoudige reiniging met hydrojets.
Het tegenstroomprincipe zorgt ook voor een zeer nauwe temperatuurbenadering voor maximale thermische efficiëntie.

Toepassingen

• Vervuilende vloeistoffen die vaste stoffen, vezels, liquors, suspensies of slib bevatten, of andere lastige vloeistoffen die moeten worden verwarmd met stoom

SpiralCond warmtewisselaars bieden een zeer efficiënte oplossing voor uitdagende tweefasige taken, zoals condensatie als verdamping (reboilen). Het compacte ontwerp van SpiralCond en de verticale configuratie ervan resulteren in een zeer kleine voetafdruk vergeleken met equivalente buizenwarmtewisselaars, terwijl er minder draagconstructies en minder complex leidingwerk nodig zijn.

SpiralCond-units gebuiken het kruisstroom- in plaats van het tegenstroomprincipe. Elke unit is volledig op maat gemaakt voor de specifieke toepassing, met aangepaste kanaalafstand voor een zo laag mogelijk drukverlies. SpiralCond is daarom bij uitstek geschikt als vacuümcondensor.

Toepassingen

• Gassen: pure damp en mengsels met inerte gassen
• Damp/vloeistof: topcondensors, refluxcondensors, vacuümcondensors, ontluchtingscondensors, reboiler met vervuilende vloeistoffen, gaskoelers 

Voor condensatie- en verdampingstoepassingen met meerdere koelmedia kan Alfa Laval SpiralCond warmtewisselaars leveren die in een kolom zijn geïntegreerd. Net als de enkele stand-alone SpiralCond werkt deze configuratie met het kruisstroomprincipe en open kanalen voor extreem lage drukval in vacuümsituaties.

Door het hoge rendement van SpiralCond heeft de kolom zowel een kleinere hoogte als een kleinere diameter dan traditionele kolomoplossingen, wat een grote besparing op draagconstructie- en installatiekosten oplevert.

Toepassingen

• Damp-vloeistof: topcondensors, refluxcondensors, vacuümcondensors en ontluchtingscondensors

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.