Описание спирального теплообменника

Теплообменник спиральный - это теплообменник, в котором поверхность нагрева образуется двумя тонкими металлическими листами, приваренными к разделительной перегородке (керну) и свёрнутыми в виде спиралей. Спиральные теплообменники – аппараты, состоящие из 2-х каналов прямоугольного сечения, образованных свернутыми в спирали двух листов

Изготавливают их вертикальными или горизонтальными с шириной спирали 0,2-1,5 м, поверхностью нагрева 3,2-100 м² и расстоянием между листами 8-12 мм.

Предельное давление 1 МПа.

Достоинства:

· Компактность;

· Пониженное по сравнению с кожухотрубчатыми многоходовыми теплообменниками гидравлическое сопротивление;

· Значительная интенсивность теплообмена при повышенных скоростях теплоносителей.

Недостатки:

· Сложность изготовления и ремонта;

· Невозможность их применения при давлении рабочих сред свыше 10 кгс/см²;

· Относительная сложность обеспечения герметичности.

3.1Устройство и принцип работы.

Два или четыре длинных металлических листа укладываются спиралью вокруг центральной трубы, образуя два или четыре однопроточных канала. Для того, чтобы обеспечить постоянную величину зазоров к одной стороне листов привариваются разделительные шипы.

Центральная труба при помощи специальной перегородки разделена на две камеры, которые образуют входной и выходной коллектора. Скрученные спирали помещаются в цилиндрический кожух.

Внешние концы спиральных листов привариваются вдоль образующей обечайки. Для выхода каналов наружу в местах фиксации краев каналов в кожухе просверливаются отверстия, которые герметично закрываются входным и выходным коллекторами с присоединительными патрубками.

Движение потоков в спиральных теплообменниках происходит по криволинейным каналам близким по форме к концентрическим окружностям. Направление векторов скоростей движения потоков постоянно претерпевают изменение.

Геометрия каналов и разделительные шипы создают значительную турбулентность уже при низких скоростях потоков, при этом улучшается теплопередача и уменьшается загрязнение.

Все это обуславливает компактность конструкции спиральных теплообменников, которые могут быть интегрированы с любой технологической линией, что значительно сокращает затраты на установку.

Идея оказалась очень удобной, так как позволяет изменять расстояние между листами стали взависимости от степени вязкости или загрязненности теплоносителей, участвующих в теплообмене в спиральном теплообменнике. Подобная идея позволила проводить чистку спиральных теплообменников простым способом, открывая крышки с обоих сторон теплообменной поверхности и промывая на просвет всю теплообменную поверхность.

Таким образом, спиральные теплообменники получили широкое распространение в различных отраслях промышленности, где требуется теплообмен между средами с высокой степенью вязкости и загрязнения, включая среды содержащие в объеме твердые волокна или частицы разного условного диаметра.

Вся конструкция помещается в цилиндрический корпус. Наружные концы листов привариваются вдоль коллекторов, образуя оставшиеся два входной и выходной патрубки с боковой стороны корпуса.