High-pressure frame design for gasketed plate heat exchangers: Enhanced engineering design for manufacturability, distribution, and maintenance

Abstract

Alfa Laval is the market leader within gasketed plate heat exchanger (GPHE) technology. To remain the leader of the GPHE sector, Alfa Laval regularly performs design studies to investigate new solutions and find inspiration for possible functions. Alfa Laval always work to improve their products, regarding many aspects, such as manufacturability, distribution, and maintenance as well as sustainability.

The objective of this thesis was to perform a design study of large high-pressure GPHE frame designs to enhance manufacturability, distribution, and maintenance. The output of the project was intended to give new design perspectives for Alfa Laval’s development projects. The project process included interviewing stakeholders in Alfa Laval’s organization, problem decomposition, concept generation, concept selection and calculation analysis. The method applied in the project was mainly based on the methods outlined by Ulrich and Eppinger in the book Product Design and Development.

The project resulted in four main concepts. The concepts incorporated wire ropes, beams, modular designs, and external supports. The most promising concept incorporated wire ropes substituting large tightening bolts to simplify maintenance processes. The project concluded that the current frame, in many ways, already is optimized, especially regarding a cost-efficient manufacturing process. While the proposed new concepts offer advantages in some areas, they also introduce new challenges. Therefore, future work should first analyze whether any of the concepts contribute to an overall improvement of the product and then refine the most promising concepts on a component level.

Abstract (Swedish)

Alfa Laval är marknadsledande på teknologin packningsförsedda plattvärmeväxlare (GPHE). För att behålla sin position som marknadsledare inom GPHE-sektorn så utför Alfa Laval regelbundet designstudier. Designstudierna utförs för att undersöka nya lösningar och få inspiration till nya möjliga funktioner. Alfa Laval strävar alltid efter att förbättra sina produkter med avseende på många faktorer, exempelvis tillverkningsbarhet, distribution, och underhåll liksom hållbarhet.

Målet med detta examensarbete var att utföra en konceptstudie av stora högtrycks GPHE stativdesigner för att förbättra tillverkning, distribution och underhåll. Projektets resultat var tänkt att ge nya designperspektiv för Alfa Lavals utvecklingsprojekt. Projektprocessen inkluderade att intervjua intressenter inom Alfa Lavals organisation, problemnedbrytning, konceptgenerering, konceptval och beräkningsanalys. Metoden som tillämpades i projektet baseras på metoderna som beskrivs av Ulrich och Eppinger i boken Product Design and Development.

Projeketet resulterade i fyra huvudkoncept. Koncepten inkluderar vajrar, balkar, modulära designer, och externa stöd. I stället för stora dragbultar så använde det mest lovande konceptet vajrar för att förenkla serviceprocesserna. Slutsatsen att den befintliga stativdesignen i många avseenden redan är optimerad, särskilt vad gäller kostnadseffektivitet under tillverkningsprocessen, kunde dras från detta projekt. Medan de resulterande fyra huvudkoncepten erbjuder många fördelar så introducerar de också nya utmaningar. Detta innebär att framtida utvecklingsarbete först bör analysera huruvida något av koncepten kan bidra till en övergripande förbättring av produkten och sedan förfina de mest lovande koncepten på komponentnivå.

• author: Uggla, Filip
• supervisor: Axel Nordin
• organization: Innovation
• course: MMKM05 20241
• year: 2024
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• language: English
• id: 9174373
• date added to LUP: 2024-09-12 11:57:55
• date last changed: 2024-09-12 11:57:55