针对在超临界水环境下进行煤气化过程所使用的管壳式换热器,建立了在管程和壳程内同时存在物料流动和换热的三维管壳式换热器模型,利用CFX软件(计算流体力学分析软件)对管程和壳程中物料的换热和相变过程进行了模拟研究,成功应用IAPWS IF97(国际通用工业用水和水蒸气热力性质计算公式)数据库模拟了超临界水的物性状态,阐述了管程内物料从亚临界相到超临界相的转变过程。利用已有的实验结果对模型进行了验证。模拟结果表明,随着壳程内物料流量增大,壳程压降和传热系数随之增大;壳程出口温度增大的速率渐趋平缓;当换热器板间距从117 mm增大到150 mm时强化传热效果并不明显,同时大大增加了壳程的流动阻力;在压力为23 MPa,温度达400-600℃的操作条件下,换热器中辐射传热影响较大,进行数值模拟时不应忽略这部分的影响。研究指出:换热器结构设计时需要综合考虑传热和煤颗粒沉积的影响。