换热器是将某种流体的热量以一定的传热方式传递给其他种流体的设备。

在工业生产中，这种设备内至少有两种温度不同的流体参与换热，一种流体温度高，另一种流体温度低[1]。

换热器的作用就是使热量由温度高的流体传递给温度低的流体。

换热器在工业生产中的应用十分普遍，广泛应用于锅炉设备的过热器、省煤器、空气预热器，电厂热系统中的凝汽器、除氧器、给水加热器、冷却塔，除此之外还有冶金工业、制冷工业、制糖和造纸工业中都有换热器的应用实例。

在石油化工中，换热器的投资要占到总投资的10%-20%，在我国一些炼油厂中，该项投资要占总投资的35%-40%[1,2]。

在换热器设备中，应用最为普遍的是管壳式换热器。

这种换热器有许多特点，它结构紧凑，换热效果明显，制造成本低，清洗方便，处理量大，工作可靠[3]。

同时，管壳式换热器还存在高效节能、使用寿命长、应用领域广阔、维修费用低、可以采用纳米技术等优点[4]。

现今，不管其他新型的换热器如何发展，管壳式换热器仍以其独特的优势在化工、石油、动力、核能等工业部门有不可替代的地位，因此，管壳式换热器的设计以及优化得到使用对降低设备造价和操作及使用费用具有十分重要的作用。

管壳式换热器又叫列管式换热器，是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器，其换热管内部流体通道为管程，而换热器外部流体通道是壳程。