换热器是油田化工和其他许多工业部门广泛应用的一种通用工艺设备，其中管壳式换热器在石油化工行业中应用尤为广泛。而管壳式换热器成本较高，其热工性能决定着后期运行成本。为此，国内外众多学者对其流动传热进行了大量的研究。大庆油田拥有大量的管壳式换热器，其性能直接影响的处理过程和油田节能减排的落实程度，而随着含水率增加，换热器结据率明显，易造成其壁面的结塘甚至堵塞，并且由于污拒会对换热器材料腐蚀，容易导致壁面穿孔造成物料泄漏和损失，甚至产生隐患。为消除换热器结据和泄漏造成的损失，油田管理部门每年都对换热器进行清洗、堵漏作业，但目前尚无有效手段快速地评价换热器的结塘和泄漏情况，导致需要针对每一台换热器进行处理，造成管理成本的增加。而管壳式换热器的流动传热特性是评价其结塘、池漏的关键，也是进行有效预测的前提条件。

无论出现哪种冷凝器故障，都会降低换热器的换热效率，影响系统的正常运行。近年来，粗加工装置换热器内漏、结塘堵塞问题越来越突出，尤其换热器，已严重影响装置的平稳运行。目前，原稳站管壳式换热器运行效果多人为经验判断，不能及时准确地对运行效果、存在问题进行诊断。因此，换热器在线检测技术开发与应用是提高粗加工装置运行安全性的手段之一。本课题通过研究油田用管壳式换热器内部结塘及泄漏问题，建立换热器运行传热与流动数学模型，分析换热器管壁结拒及泄漏对换热器换热流动特性的影响，并根据现场运行参数，对换热器的换热性能指标进行算例分析，从而对换热器设备检修与维护提供参考，同时可为油田用管壳式换热器的改造与设计提供借鉴思想。

换热器管道的缺陷发生在支撑板附近，已成为铁磁性换热管重点监测区域。对换热管道不同缺陷产生的漏磁信号进行了二维模拟，考虑了静态时的支撑板处缺陷深度、缺陷宽度、换热器管道壁厚、检测仪器低速运动，以及缺陷相对于支撑板处在不同的位置对检测仪器输出信号的影响，给出了漏磁场磁感强度随以上参数变化的曲线。对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算，分析烟，速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律，并寻求换热器结构参数优化值。

得到径向热管换热器结构优化参数：横向管距为纵向管距为翅片高度不应高于，翅片间距为。对单弓形折流板式换热器的结构进行合理简化，利用参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型，将定壁温假设方法与同时考虑壳程和管程流体的两流程祸合计算方法的模拟结果进行对比，结果表明：同时考虑壳侧和管侧流体流动与传热，更有助于揭示换热器局部温度场变化的实际情况，模拟结果与实际情况吻合较好，能够为管壳式换热器结构优化设计提供更好的参考依据。