结构型式

为了防止冷热流体在螺旋板式换热器中互相混流，必须对流体的通道进行很好的密封。根据通道密封形式，可以将较常用的螺旋板换热器分为以下三种结构型式。

(1)Ⅰ型结构。

两个螺旋流道的两侧完全焊接密封，如下图所示，所以也称为不可拆结构。两流体在通道中均按螺旋形流动，通常冷流体从外周流向中心，热流体从中心流向外周，完全是逆流。由于流体是在单流道中流动，流体分布状况良好，但是流道的两侧均焊死，通道的清洗较困难。这种换热器的中心轴可以垂直安装，也可水平安装。这种型式主要用于较清洁的液体与液体之间的换热，也可用于流量不大时的气体换热或蒸汽冷凝。

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(2)Ⅱ型结构。

两个通道的两侧交错焊接密封，敞开处由垫片密封，如下图所示，流体在两个流道中仍按螺旋形流动。若垫片损坏则只能一种流体渗漏，而不会导致两种流体互漏。由于两流体均有敞开处，只要打开盖顶就能进行清洗，所以也称为可拆结构。但由于流道较窄，加上有定距柱，机械清洗仍不易进行。这种型式主要用于液-液换热，也可用于流量不大时的气体换热或蒸汽冷凝。

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(3)Ⅲ型结构

一个通道的两侧焊死，另一通道的两侧敞开，如下图所示。流体在焊接通道中是螺旋流动，在敞开通道中是轴向流动。这种类型结构用于两流体流量相差很大的情况，通常用于冷凝器及气体冷却器等。

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特点

主要优点是：

(1)传热系数高。当流体在螺旋板间流动时，由于离心力作用及定距柱所引起的干扰作用，故可在较低Re数(Re=1400~1800)下产生湍流，并允许选用较高的流速（对液体可达3m/s，对气体可达30m/s），故传热系数比较高。如水对水的传热，传热系数可达2000~3000W/m-2·K。

(2)不易堵塞和结垢。由于流速较高，又是在螺旋通道中流过，能自行起到冲刷作用，故流体中的悬浮物不易沉积下来。即使产生污垢，由于是单一流道，用化学处理除垢也很容易。同时，由于流道高速（螺旋板宽）最大为2m，用高压水或蒸汽清洗也很容易。

(3)两流体都为螺旋流动时，由于流道长，而且可以认为是完全逆流流动，因而传热效率高，且便于控制温度和利用低温热源。

(4)螺旋板式换热器中，由于热膨胀系数不同而产生的热应力被螺旋板消除，所以没有热应力破坏。

(5)结构紧凑，制作简便。单位体积的传热面积约为列管式的3倍。

主要缺点：

(1)操作压力和温度不能太高。特别是能承受的压力较低，一般在2MPa（表压）以下，操作温度在400℃以下。

(2)不易检修。因为整个换热器已卷制焊接为一整体，一旦发生中间泄漏或其它故障，就很难检修。当然，螺旋板厚度一般大于列管式换热器传热管的厚度，因此，螺旋板泄漏的可能性很小。

(3)流体阻力较大。因流道长，其间又受定距柱和螺旋流动的影响，流体阻力比较大，在同样物料和流速条件下，比直管要大2~3倍。

(4)在污垢沉积严重的场合不能使用。

原作者：压力容器设计与研究
来 源：微信公众号
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