结构与原理
- 结构组成:主要由传热板、定距柱、连接管、头盖及衬垫等部件组成。由两块厚约2-6mm的不锈钢板卷成一对同心圆的螺旋形流道,中心处用隔板将两边流体隔开,流道始于中心,终于边缘。
- 工作原理:冷、热两流体在金属板两边的流道内逆流流动,通过螺旋钢板进行传热,实现热交换。每张板上均布地焊有定距柱,起到支撑钢板抵抗流体压力的作用,同时增加流体湍流,提高换热效率。
类型
- 不可拆式(Ⅰ型):螺旋通道两端均为密封焊,不能进行机械清洗,但具有传热性能好、密封可靠、材料消耗少、加工方便等优点,耐热温度较高。
- 可拆式Ⅱ型:两通道分别为一端敞开,一端为密封焊接,敞开的通道端用平板盖加密封垫片来密封,便于清洗螺旋通道,但加工成本高,密封性能较差,容易泄漏和短路。
- 可拆式Ⅲ型:一个通道的两端焊接密封,另一个通道敞开,一种介质走螺旋通道,另一种介质走轴向直道,进出口阻力较大,适用范围较小,主要用于蒸汽冷凝。
优点
- 传热性能好:流体在螺旋通道中流动,在较低雷诺值下即可达到湍流,可选用较高流速,总传热系数较大,传热效率为列管式换热器的2-3倍。
- 自清洁能力强:流体流速较高,悬浮物不易沉积,沉积物会减小单流道横断面,使速度增大,对堵塞区域起到冲刷作用,不易污塞。
- 结构紧凑:单位体积的传热面积为列管换热器的3倍,占地面积小。
- 温差应力小:螺旋板可自由伸缩,能有效补偿热膨胀,减少温差应力。
缺点
- 操作压强和温度受限:目前***高操作压强为2000kPa,温度约在400℃以下。
- 不易检修:整个换热器为卷制而成,一旦发生泄漏,修理内部很困难。
应用领域
- 化工领域:用于各种化工工艺中的加热、冷却、冷凝等过程,如硫酸、硝酸等腐蚀性介质的冷却。
- 石油领域:在原油加工、石油产品精制等过程中,用于控制温度,实现热交换。
- 医药领域:适用于药品生产中的物料加热、冷却、蒸馏等工艺,满足卫生标准严苛的要求。
- 食品领域:可用于食品加工中的杀菌、冷却、热交换等过程,如饮料的杀菌冷却。