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

La costruzione SelfClean™ di Alfa Laval rende gli scambiatori di calore modello SpiralPro la scelta ideale quando si lavora con fluidi sporchi, fanghi, emulsioni, miscele, fibre o liquidi carichi di particelle. Poiché i fluidi scorrono in modo continuo in un singolo canale, la forza del fluido agisce contro eventuali depositi, “spingendoli” attraverso il canale fino all'estremità opposta.

Grazie alla struttura compatta, il modello SpiralPro diventa spesso il sostituto ideale degli scambiatori di calore a fascio tubiero di grandi dimensioni. Questo comporta considerevoli vantaggi infrastrutturali oltre a un minor numero di requisiti di pulizia e manutenzione. Se l'unità deve essere pulita, è possibile rimuovere con facilità i coperchi e procedere al lavaggio con un getto d'acqua.

Applicazioni

• Liquidi incrostanti contenenti solidi, fibre, liquami, miscele e fanghi
• Preriscaldamento, riscaldamento, raffreddamento, interscambio e recupero del calore liquido-liquido

Sono inoltre disponibili scambiatori di calore modello SpiralPro ottimizzati per impieghi di riscaldamento a vapore di liquidi altamente incrostanti. Come tutte le unità SpiralPro, sono totalmente accessibili per una pulizia semplice e rapida con getti d'acqua.
Il flusso controcorrente assicura inoltre una temperatura di approccio molto vicina per la massima efficienza termica.

Applicazioni

• Liquidi incrostanti contenenti solidi o fibre, liquami, miscele e fanghi e altri fluidi complessi che richiedono il riscaldamento a vapore

Gli scambiatori di calore modello SpiralCond offrono una soluzione altamente efficiente per impieghi complessi a due fasi, incluse condensa ed evaporazione (ribollitura). Il design compatto di SpiralCond e la configurazione verticale assicurano un ingombro ridotto, rispetto agli scambiatori a fascio tubiero equivalenti, riducendo al contempo le strutture di supporto e la complessità delle tubazioni.

Le unità SpiralCond hanno un flusso trasversale anziché un flusso controcorrente. Ogni unità è personalizzabile in base all'impiego a cui è destinata, con la spaziatura tra i canali regolabile per assicurare il più basso calo di pressione. SpiralCond è pertanto ideale per gli impieghi di condensazione sotto vuoto.

Applicazioni

• Gas: vapore puro e miscele con gas inerti
• Vapore/liquido: condensatori superiori, condensatori a reflusso, condensatori sotto vuoto, condensatori a sfiato, ribollitori con fluidi incrostanti, raffreddatori di gas 

Per applicazioni di condensazione ed evaporazione che prevedono l'uso di più supporti di raffreddamento, Alfa Laval può fornire gli scambiatori di calore modello SpiralCond integrati in una colonna. Come il modello SpiralCond singolo e autonomo, questa configurazione ha un flusso trasversale e canali aperti per un calo di pressione estremamente basso in situazioni di sotto vuoto.

L'elevata efficienza del modello SpiralCond consente l'impiego di una colonna più corta e più stretta di diametro rispetto alle soluzioni a colonna tradizionali, assicurando importanti risparmi sui costi di infrastruttura e installazione.

Applicazioni

• Vapore-liquido: condensatori superiori, condensatori a reflusso, condensatori sotto vuoto e condensatori a sfiato

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.