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预冷换热器是LNG船BOG再液化工艺中重要的设备，论文以某BOG再液化流程模拟优化所得到的BOG预冷换热器的运行参数最优值为依据，运用ANSYS对该多股流预冷换热器进行温度-应力场分析。温度场分析表明，管箱和壳体的温度分布比较均匀，分别与各区域流体温度相近；管板大部分区域温度接近换热管内流体温度，而靠近管板壳程侧产生了“表皮热效应”，在靠近壳程侧和管程侧15mm内平均温度分别变化了88%和3.7%。布管区管板温度沿管板径向呈波浪形分布。通过热应力、管程应力和壳程压力不同组合的七种状态应力分析，热应力影响着整个结构的应力等。在有热应力时，最大应力都出现在中间布管近壳体的管板与换热管连接附近的相同地方，同时管板应力分布也与温度场温度分布相似，在靠近管板壳程侧出现独立的椭圆低应力区域。在没有热应力、有管程压力时，最大应力和变形都出现在管程端面；在只有壳程压力时，最大应力和变形发生在壳体端面。通过七种工况的对比，有热应力时，管板和整体最大应力值都有较大增加，对于管板最大应力增加了近200MPa，而整体最大应力值增加了100MPa以上，但是热应力对管板的最大应力值影响更大；管板和整体最大应力值都分别出现在管板壳程侧中间布管区靠近壳体的开孔处和管板壳程侧中间布管区靠近壳体的换热管内壁，因此热应力是造成管板与管子连接区容易出现破坏的主要原因。