換熱器是油田化工和其他許多工業部門廣泛應用的一種通用工藝設備，其中管殼式換熱器在石油化工行業中應用尤為廣泛。而管殼式換熱器成本較高，其熱工性能決定著后期運行成本。為此，國內外眾多學者對其流動傳熱進行了大量的研究。大慶油田擁有大量的管殼式換熱器，其性能直接影響的處理過程和油田節能減排的落實程度，而隨著含水率增加，換熱器結據率明顯，易造成其壁面的結塘甚至堵塞，并且由于污拒會對換熱器材料腐蝕，容易導致壁面穿孔造成物料泄漏和損失，甚至產生隱患。為消除換熱器結據和泄漏造成的損失，油田管理部門每年都對換熱器進行清洗、堵漏作業，但目前尚無有效手段快速地評價換熱器的結塘和泄漏情況，導致需要針對每一臺換熱器進行處理，造成管理成本的增加。而管殼式換熱器的流動傳熱特性是評價其結塘、池漏的關鍵，也是進行有效預測的前提條件。

無論出現哪種冷凝器故障，都會降低換熱器的換熱效率，影響系統的正常運行。近年來，粗加工裝置換熱器內漏、結塘堵塞問題越來越突出，尤其換熱器，已嚴重影響裝置的平穩運行。目前，原穩站管殼式換熱器運行效果多人為經驗判斷，不能及時準確地對運行效果、存在問題進行診斷。因此，換熱器在線檢測技術開發與應用是提高粗加工裝置運行安全性的手段之一。本課題通過研究油田用管殼式換熱器內部結塘及泄漏問題，建立換熱器運行傳熱與流動數學模型，分析換熱器管壁結拒及泄漏對換熱器換熱流動特性的影響，并根據現場運行參數，對換熱器的換熱性能指標進行算例分析，從而對換熱器設備檢修與維護提供參考，同時可為油田用管殼式換熱器的改造與設計提供借鑒思想。

換熱器管道的缺陷發生在支撐板附近，已成為鐵磁性換熱管重點監測區域。對換熱管道不同缺陷產生的漏磁信號進行了二維模擬，考慮了靜態時的支撐板處缺陷深度、缺陷寬度、換熱器管道壁厚、檢測儀器低速運動，以及缺陷相對于支撐板處在不同的位置對檢測儀器輸出信號的影響，給出了漏磁場磁感強度隨以上參數變化的曲線。對同軸徑向熱管換熱器殼程進行模擬計算，分析煙，速度、溫度及局部對流換熱系數沿殼程的變化規律，并尋求換熱器結構參數優化值。

得到徑向熱管換熱器結構優化參數：橫向管距為縱向管距為翅片高度不應高于，翅片間距為。對單弓形折流板式換熱器的結構進行合理簡化，利用參數化建模方法建立了管殼式換熱器的參數化模型，將定壁溫假設方法與同時考慮殼程和管程流體的兩流程禍合計算方法的模擬結果進行對比，結果表明：同時考慮殼側和管側流體流動與傳熱，更有助于揭示換熱器局部溫度場變化的實際情況，模擬結果與實際情況吻合較好，能夠為管殼式換熱器結構優化設計提供更好的參考依據。