管壳式换热器广泛应用于国内外石油、化工、制冷、核电、食品、动力、电力等诸多行业。本课题研究对象进气电加热器是一种特殊的管壳式换热器,主要应用于我公司乐东15-1气田脱碳装置项目,其作用是完成脱碳工艺预处理系统中加热环节。进气电加热器是换热器与电控设备完美结合的典型代表,电加热是一种符合国家节能减排要求的清洁能源。本文研究对象进气电加热器结构设计很独特,兼有固定管板换热器及U形管式换热器的结构特点,又有其自身的特点。本台进气电加热器设计特点为单侧管箱结构,管板与管、壳程筒体采用焊接连接,壳程内部的换热管末端为自封闭结构,无管程回路,流体介质充满管程后无法流动,管程介质导热油由管箱上电加热元件加热后来完成对壳程流体介质的传热。进气电加热器固定管板的受力情况比较复杂,管束结构设计特殊,无可供选用的常规换热器管板计算模型,针对本台换热器管板常规计算采用了比较近似的标准U形管式换热器管板计算方法,并选取相对苛刻的设计工况对管板的进行有限元分析以验证常规计算的正确性。本文采用Mechanical APDL14.5对管板进行有限元分析,通过分析管板上温度场上的温度值,验证了ASME规范上所述的“表皮效应理论”。本文通过对设计工况下的管板进行有限元分析,得出管板的常规设计偏于保守而且存在很大的减薄余量。由此可见通过对管板进行有限元分析可以很大程度上优化管板结构从而满足换热器轻量化设计的需求。进气电加热器设计结构、选材比较特殊,本台换热器全部选用316L系列材料,本文将对316L系列材料特性及焊接技术进行简要说明。本台进气电加热器结构特殊对产品的制造、检验也增加了不少难度,本文将对本台换热器制造难点进行论述,并对本台换热器在实际生产制造过程中所应用的重要制造工序加以说明。通过对进气电加热器管板进行有限元分析,验证了管板常规设计采用U形管式换热器管板的近似计算方法满足设计要求。最终通过制造过程中的各项检验、试验程序验证了本台换热器强度设计、加工工艺、密封性能等满足用户使用要求,产品研制成功。