Спіральні теплообмінники

У спіральних теплообмінниках поверхня теплообміну утворюється двома сталевими стрічками 1 і 2 (рис. 6.8), згорнутими у спіраль так, що утворюються канали а і б прямокутного перерізу. По каналам у протитечії рухаються «гарячий» та «холодний» теплоносії. Через листову сталеву стрічку між ними проходить процес теплопередачі. Перший від центру апарату лист спіралі закріплюється розпірними дисками 4, що фіксуються повздовжньою розпіркою 3. На поверхні спіралі з кроком 70÷100 мм приварені штифти 6 для надання теплообміннику жорсткості. Для забезпечення зазору між стрічками спіралі встановлюють смугові дистанційні вставки 5. Зверху і знизу теплообмінник закривається плоскими кришками 8 на прокладках 7. В залежності від способу ущільнення спіральних каналів з торців розрізняються теплообмінники з тупиковими і наскрізними каналами.

Ущільнення спіральних каналів здійснюється кількома способами. Кожний канал з одного боку заварюється смуговою вставкою до торця спіралі, а з іншого ущільнюється плоскою кришкою з прокладкою (тупиковий канал). Таке ущільнення дозволяє механічно чистити обидва канали від забруднень і виключає змішування теплоносіїв. Якщо один з теплоносіїв не дає відкладень, то його канал можна заварювати з обох

боків, а для іншого теплоносія канал залишити відкритим з обох боків (він закривається знімними кришками на прокладках) – наскрізний канал. Ущільнення обох відкритих каналів знімними кришками з плоскими прокладками може не забезпечити достатньої герметичності. Його можна використовувати тоді, коли можливе змішування теплоносіїв безпечне і не спричиняє їхньому псуванню. Спіральні теплообмінники з тупиковими каналами виготовляються у двох варіантах: з плоскою кришкою для теплообмінників типу «рідина – газ» і з конічною або сферичною кришкою для конденсації пари та нагрівання в’язких рідин. В апаратах з плоскою кришкою протитечійний рух теплоносіїв, а зі сферичною або конічною – перехресний. Спіральні теплообмінники компактні, допускають використання підвищених швидкостей при малих гідравлічних опорах, однак складні у виготовленні і очищенні від забруднень. Використовуються при робочому тиску, що не перевищує 10 ат і при температурах 20¸200°С, для середовищ рідина-рідина, газ-газ, газ-рідина, конденсації пари. Стандартні розміри спіральних вертикальних і горизонтальних теплообмінників такі:

Рис. 6.8. Спіральний теплообмінник:   1, 2 – сталеві стрічки; 3 – розпірка; 4 – розпірні диски; 5 – смугові дистанційні вставки; 6 – штифти; 7 – прокладки; 8 – плоскі кришки; а, б – канали.

- поверхня теплообміну (м²): 8, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63;

- ширина стрічки спіралі (мм): 250, 380, 500, 750, 1000, 1250;

- ширина каналів (мм): 5, 7, 10, 12;

- радіуси кривизни спіралей можуть змінюватися в межах від 100 до 600 мм, товщина листів – від 2 до 6 мм.