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

Grâce à la conception SelfClean™ Alfa Laval, les échangeurs de chaleur SpiralPro figurent comme le meilleur choix pour travailler avec des liquides encrassés, des boues, des émulsions, des purins, des fibres ou des liquides chargés de particules. Comme les liquides circulent en continu dans un seul canal, la force du fluide agit contre les dépôts, les « poussant » à travers le canal vers l'autre extrémité.

La nature compacte du modèle SpiralPro permet souvent de remplacer plusieurs grands échangeurs de chaleur tubulaires par un seul échangeur SpiralPro. Il en résulte des avantages considérables au niveau de l'infrastructure, en plus de diminuer les besoins d'entretien et de nettoyage. Si l'unité doit être nettoyée, les protections peuvent être facilement ôtées pour un lavage à haute pression.

Applications

• Liquides encrassés contenant des solides, des fibres, des liqueurs, des purins et des boues
• Préchauffage liquide à liquide, chauffage, refroidissement, échange et récupération thermique

Les échangeurs de chaleur SpiralPro optimisés pour le chauffage à la vapeur de liquides très encrassés sont également disponibles. Comme toutes les unités SpiralPro, ces échangeurs sont entièrement accessibles pour un nettoyage rapide et facile à haute pression.

Le flux à contre-courant maintient également une température très proche pour une efficacité thermique maximale.

Applications

• Liquides encrassés contenant des solides ou des fibres, des liqueurs, des purins et des boues ainsi que d'autres liquides qui nécessitent un chauffage à la vapeur

Les échangeurs de chaleur SpiralCond proposent une solution très efficace pour les tâches complexes à deux phases, y compris la condensation et l'évaporation (rebouillage).

La conception compacte de SpiralCond et sa configuration verticale permettent d'obtenir un encombrement très réduit par rapport aux échangeurs tubulaires équivalents, tout en réduisant les structures de support et la complexité des tuyauteries.

Les unités SpiralCond présentent un flux transversal plutôt qu'un flux à contre-courant. Chaque unité est entièrement personnalisée en fonction de l'application requise, l'espacement des canaux étant ajusté pour assurer la perte de charge la plus faible possible. SpiralCond est par conséquent parfaitement adapté aux applications de condensation sous vide.

Applications

• Gaz : vapeur pure et mélanges avec des gaz inertes
• Vapeur/liquide : condenseurs supérieurs, condenseurs à reflux, condenseurs sous vide, condenseurs à évent, rebouilleurs avec liquides encrassés et refroidisseurs à gaz 

Pour les applications de condensation et d'évaporation impliquant plusieurs fluides de refroidissement, Alfa Laval peut fournir des échangeurs de chaleur SpiralCond intégrés dans une colonne. Au même titre que le SpiralCond simple autonome, cette configuration dispose de canaux ouverts et flux croisés pour une perte de charge extrêmement faible dans les milieux sous vide.

Le rendement élevé de SpiralCond permet à la colonne d'être à la fois plus courte en hauteur et plus petite en diamètre que les solutions de colonnes traditionnelles, garantissant ainsi des économies importantes en coûts d'infrastructure et d'installation.

Applications

• Vapeur-liquide : condenseurs supérieurs, condenseurs à reflux, condenseurs sous vide et condenseurs à évent

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.