螺旋纏繞管式換熱器用作氮氣液化主低溫換熱器是其自身的特點決定的:

      1、管內介質以螺旋方式流動,殼程介質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、殼程介質以純逆流方式進行傳熱,即使在較低的雷諾數下其流動形態(tài)也為湍流,換熱系數較高;

      2、多種介質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之間的壓差和溫差限制要求較小,降低了生產裝置的操作難度,提高了設備的安全性;

      3、結構相對緊湊、耐高壓且密封可靠、熱膨脹可自行補償;

      4、易實現大型LNG液化作業(yè)。

      螺旋纏繞管式換熱器的關鍵技術主要有:

      （1）結構:螺旋纏繞管式換熱器的結構和工藝條件緊密聯(lián)系在一起,合理分配液化段和過冷段的熱負荷,使液化段和過冷段相對協(xié)調;結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,從設計上保證纏繞的均勻性。組合設計技術的充分應用使“冷塔”結構合理;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;多管板結構的應用使結構進一步優(yōu)化。

      （2）材料:由于大型氮氣液化工廠的熱負荷都是數十乃至數百兆瓦級的,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超長型鋁鎂合金換熱管的國產化;

      ②換熱器其他受壓元件的選材及其與換熱管的適應性;

      ③管板的復合技術研究,在常溫下成形后復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精密沖壓內件的成型技術研究,保證對換熱管的零損傷。