螺旋纏繞管式換熱器用作氮氣液化主低溫?fù)Q熱器是其自身的特點決定的:

1、管內(nèi)介質(zhì)以螺旋方式流動,殼程介質(zhì)逆流橫向交叉通過繞管,換熱器層與層之間換熱管反向纏繞,管、殼程介質(zhì)以純逆流方式進行傳熱,即使在較低的雷諾數(shù)下其流動形態(tài)也為湍流,換熱系數(shù)較高;

2、多種介質(zhì)共存于一臺螺旋纏繞管式換熱器進行傳熱時,由于其傳熱元件為圓管,螺旋纏繞管式換熱器對不同介質(zhì)之間的壓差和溫  差限制要求較小,降低了生產(chǎn)裝置的操作難度,提高了設(shè)備的安全性;

3、結(jié)構(gòu)相對緊湊、耐高壓且密封可靠、熱膨脹可自行補償;

4、易實現(xiàn)大型LNG液化作業(yè)。

螺旋纏繞管式換熱器的關(guān)鍵技術(shù)主要有:

（1）結(jié)構(gòu):螺旋纏繞管式換熱器的結(jié)構(gòu)和工藝條件緊密聯(lián)系在一起,合理分配液化段和過冷段的熱負(fù)荷,使液化段和過冷段相對協(xié)調(diào);結(jié)合特大型換熱器的載荷分配以及換熱管相對較軟的特性,采用足夠剛度的中心筒,從設(shè)計上保證纏繞的均勻性。組合設(shè)計技術(shù)的充分應(yīng)用使“冷塔”結(jié)構(gòu)合理;管殼程及物料進出口位置的合理選擇,使流體的分布更均勻;多管板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。

（2）材料:由于大型氮氣液化工廠的熱負(fù)荷都是數(shù)十乃至數(shù)百兆瓦級的,再加上低溫要求,目前適用的材料只有兩種:換熱面積2×104  以下的螺旋纏繞管式換熱器換熱管還可以考慮采用薄壁不銹鋼材料,2 ×104  以上的螺旋纏繞管式換熱器換熱管基本采用鋁合金材料。

螺旋纏繞管式換熱器制造起來相對簡單,若換熱管采用鋁鎂合金管則面臨著幾個問題:

①    長型鋁鎂合金換熱管的國產(chǎn)化;

②    換熱器其他受壓元件的選材及其與換熱管的適應(yīng)性;

③    管板的復(fù)合技術(shù)研究,在常溫下成形后復(fù)合管板的低溫機械性能研究以及管板過渡層材料厚度的研究; ④精密沖壓內(nèi)件的成型技術(shù)研究,保證對換熱管的零損傷。