多體多區段換熱器結構技術現狀

陳孫藝

（茂名重力石化裝備股份公司，廣東 茂名 525024）

文獻 [1]針對工程實踐中越來越多的一體多區段換熱器典型案例總結其中的各種結構技術，包括換熱功能為主的多區換熱器與多段多聯換熱器結構技術等。調查分析表明，有不少多段換熱器在相鄰兩段之間設置有獨立的管箱，打斷了換熱管的連接，換熱管由貫穿多段的全長直聯變為間斷的段間串聯，但是管程介質的流通得以繼續，這類換熱器結構有別于文獻 [1]所述的一體多區段換熱器結構，這時的殼體屬于多段殼體。

已有為數不少的多體多區段功能式換熱器分散運行在煉油和石油化工及其他化工裝置中，通常屬于專有技術而未能得到及時的交流和充分的發展。為方便業內加深對多體多區段換熱器結構功能及其工業場景的認識，研發應用更多的多體多區段功能設備，這里就其結構特點進行分類綜述，簡述其結構及技術特點，供業內參考。

1 殼體直接相連的多體多段換熱器結構技術

1.1 管箱焊管相連兩段非標冷卻器管束及其管板應力分析

某冷卻器由多臺管束整體立式安裝在同一殼體內，每一臺管束的結構圖如圖1 所示[2]，由上、下兩段管束通過中間φ273 mm×10 mm 的短管連通，成為管程介質通道，兩段管束與各自的管箱一體化組焊成一體，管箱的公稱直徑DN 900 mm。下段管束下部管箱的端部通過支承板與殼體相焊，管束換熱管由連接于殼體的支撐板約束。由于管板受力特殊，文獻 [2]基于TEMA 標準分別按彎曲強度和剪切強度對管板厚度進行設計校核，再按彈性有限元和極限載荷方法對管板進行了應力分析和強度評定。

圖1 兩段非標冷卻器管束Fig.1 Two-stage non-standard cooler tube bundle

1.2 聚丙烯循環氣兩段直聯式冷卻器及其熱膨脹分析

固定管板式循環氣冷卻器是聚乙烯和聚丙烯裝置的核心設備，其兩端管箱軸向的進出口分別與反應器上、下段相連，構成氣相反應所需氣體的循環流道，把反應后升溫的氣體冷卻到合適的溫度送回到反應器。為了工藝的需要，該冷卻器采用單管程，滿足換熱需求的換熱管較長。為了便于攜帶粉體的氣流順暢通過冷卻器管程，前端管箱設計成偏錐形、后端管箱設計成正錐形。

隨著裝置的大型化，傳統的冷卻器在滿足工藝要求方面遇到瓶頸。對此，某高密度聚乙烯裝置循環氣冷卻器采用了圖2 所示殼程分段結構專利技術，通過增設兩塊配對的中間管板把傳統的殼程分開為共用一個管程的兩段殼程，傳統的一臺管束分為設計參數不同的兩段管束，每臺管數的3 000 根換熱管在兩塊配對的中間管板上的管接頭都需要對齊[3]。為了保證兩塊配對的中間管板之間的密封，需要通過數值模擬計算各種工況條件下兩塊管板的變形，進而判斷兩塊管板之間預留的間隙是否足夠。如果間隙過小，兩段管接頭的管端會相互頂碰，使管接頭的受力、管板的受力和管板的密封受力變得復雜化。如果間隙過大，攜帶粉體的氣流經過管接頭管端間隙時會引起復雜的旋流、積聚或堵塞，無法順暢通過冷卻器管程。此外，在耐壓試驗和設備安裝等環節還提出相應的技術要求。從制造工藝技術來說，兩塊管板之間的實際間隙還應考慮到管板鉆孔變形、管接頭焊接變形等制造工序的影響。殼體中間的法蘭連接說明這是一臺兩段分體式結構，但是由于中間兩件法蘭是管板的延伸，管板之間幾乎無間隙，兩段之間相當于無管箱空間，某種程度上又等同于一體式。

圖2 殼程分段冷卻器Fig.2 Shell section cooler

1.3 苯乙烯工藝三聯一體化換熱器的傳統布置及其問題

大型苯乙烯裝置的工藝系統及上下游關聯設備是影響換熱器工藝和結構的關鍵因素，傳熱設備上游為反應系統，下游接分離系統，均為能量消耗的主要來源，以多聯換熱設備為核心的能量匹配性設計是降低裝置能耗的關鍵。大直徑、高溫、小壓降多聯換熱設備，管程串聯，殼程分段，管程總體為負壓環境，介質推動力小，設備尺寸大、壓降小。在苯乙烯裝置中，三聯換熱器安裝在第二脫氫反應器的下游，用于接收來自第二脫氫反應器的高溫反應器物，利用較高的熱量，實現較高的EB 單程轉化率和較高的SM 選擇性。

三聯換熱器實際上由傳統意義的三臺固定管板式換熱器為主體，通過結構功能的創新性設計串聯組合到一起，消除了原來三段換熱器之間介質流程的出口、進口連通結構，既避免了設備大法蘭連接時高溫密封的困難又實現了設備輕量化設計，提高了設備緊湊性；降低了系統壓降消耗，實現了能量的梯級、回收利用最大化，節約了資源；換熱器可實現模塊化設計，設置節省占地；吸收熱膨脹，降低溫差應力，提高設備可靠性；減小設備振動；保護換熱管束；提高換熱效率；提升設備的熱膨脹體系設計，降低設備開停工引起的內部積液局部腐蝕問題。三聯換熱器超出現行國家標準GB/T 151—2014《熱交換器》管轄的特大型節能環保設備。

圖3 所示是苯乙烯工藝三聯換熱器的傳統布置形式，分為全臥式和一立兩臥的L 形兩種布置形式[4]。隨著換熱器的大形化，臥式第一級換熱器中滑動管板與殼體之間的填料密封容易出現泄漏的現象，其中管束自重作用以及殼體高溫下強度不足而發生變形是原因之一，分析表明，第一級換熱器殼體的設計不應直接由運行工藝參數確定，而應由填料函密封的預緊壓力主導；管板填料函的密封設計雖然由預緊壓力主導，但實際上是一項涉及基本因素、關聯因素、目標因素、校核因素和優化因素等強交互影響的綜合性設計[5]。

圖3 苯乙烯裝置三聯換熱器布置Fig.3 Arrangement of triple heat exchanger in styrene plant

國內經驗表明，把第一級換熱器改為立式結構后可改善填料密封效果，但是與另兩段臥式結構之間需要通過90°彈性管件結構連接，以應對高溫熱膨脹變形，其與第二級換熱器之間帶彎頭的壓力平衡型膨脹節會帶來較大的傾覆彎矩。實踐中發現圖3 所示的第二級換熱器和第三級換熱器也因其他因素而需要更新改造，如圖4 所示。

圖4 苯乙烯裝置多聯換熱器Fig.4 Multi-connected heat exchanger of styrene plant

1.4 苯乙烯工藝三聯一體化換熱器的改進及技術對 策

針對國外引進三聯換熱器出現的各種問題，國內已把三聯換熱器進一步改進為圖5（a）所示總體結構，產品如圖5（b）所示，自下往上呈立式排列連接的有第一級換熱器、第二級換熱器和第三級換熱器，第一級換熱器上端為固定管板，下端為滑動管板，管板和殼體之間采用填料密封，避免現有臥式結構存在的技術缺陷，上、下出口管道布置膨脹節可有效地減少設備基礎處的傾覆力矩，避免了管程與殼程之間泄漏的問題。三段換熱器殼程并非完全獨立的，第一級換熱器殼程的出口流程就是第三級換熱器的入口流程，有的第一級換熱器和第三級換熱器的殼體都帶有膨脹節，有的殼體上不設膨脹節，降低了設備制造難度和成本[4，6]。

圖5 苯乙烯裝置三聯換熱器Fig.5 Triple heat exchanger of styrene plant

圖5（b）產品總重約680 t，有關技術對策：（1）為應對高溫動態參數下的密封難題，頂部管箱與管束采用一體化專有技術結構，不但能避免設備大法蘭連接密封的困難而且實現了輕量化設計，管箱筒節為漸縮型結構，縮小直徑后改善了管箱的承壓能力，尤其是減輕了管箱端部開口的密封受力而使密封更可靠[7]。（2）針對圖6 所示立式重疊換熱器的結構特點，按SW6 塔器計算軟件進行強度校核時，對換熱器各部件適當簡化處理，對于軟件不能計算的殼程筒體和換熱管，進行可靠的校核[8]。（3）前一段換熱器的出口管箱與后一段換熱器的進口管箱合二為一，不但避免了設備大法蘭連接時高溫密封的困難而且實現了設備輕量化設計，節約了鋼材資源，回收了能源。（4）換熱管插入管孔和管板焊脹并用，防止腐蝕介質滲入管板與換熱管之間的間隙，達到防止間隙腐蝕的目的。（5）立式換熱器管板上增設排液孔結構，停車過程液體自然會從接管流出，管板不會積液，避免腐蝕管接頭，有利于快速吹掃干凈殼程，進人檢修[9]。（6）設備整體耐壓試驗時，殼體開口組焊的厚壁接管端部采用隔膜密封專有技術，具有減少密封面、密封可靠、彈性變形保護和結構簡單等特點。實際運行中，值得注意的是其高溫進料對彎頭沖刷腐蝕問題[6]。

圖6 立式重疊換熱器[8]Fig.6 Vertical overlapping heat exchanger

1.5 苯乙烯工藝四聯一體化換熱器及其關鍵技術

四聯換熱器是超出現行國家標準GB/T 151—2014《熱交換器》管轄的特大型節能環保設備，圖7（a）所示是文獻[10]介紹的一種4 模塊串聯換熱器，包括高溫位的原料過熱段、中高溫位的中壓蒸汽發生段、中溫位的原料預熱段、低溫位的余熱回收段，分別采用一級過渡連接段、二級過渡連接段和三級過渡連接段連接成一體。從左到右排列的8 塊管板把主體分為4 個功能段，高溫位入口介質自左端口進入換熱器管程，由高溫位至低溫位的順序依次通過各溫位區間，分別與預熱后原料介質、中壓鍋爐飽和水、冷原料介質、中壓鍋爐給水進行熱交換，最后從右端離開換熱器管程。

圖7 苯乙烯裝置四聯換熱器Fig.7 Four-connected heat exchanger of styrene plant

四聯換熱器是超出現行國家標準GB/T 151—2014《熱交換器》管轄的特大型節能環保設備。圖7（b）所示是裕龍石化有限公司50 萬噸/ 年乙苯/苯乙烯裝置四聯換熱器，該裝置采用美國LUMMUS 苯乙烯工藝技術，換熱器最大直徑5.6 m，全長40 m，總重量超過1 000 t，由乙苯/蒸汽過熱器、高壓廢熱換熱器、乙苯/蒸汽加熱器和低壓廢熱換熱器組成，是目前最大的國產化換熱器。其建造除了前面所述三聯換熱器有關技術對策，設計還考慮：（1）防止換熱管在流體沖擊下振動所導致換熱管與管板的管孔連接管頭松弛所引起的間隙腐蝕，在管板的殼程側選擇了較合理的新結構。（2）四聯換熱器通過三個相對于跨中截面嚴重非對稱分布的鞍式支座臥式安裝，形成明顯的靜不定受力結構，應用力學專業技術進行了可靠的受力分析和校核。制造廠則完成了大型厚壁管板焊接變形控制、不銹鋼超大開孔及焊接防變形控制、浮動管板的安裝制造、大填料函密封、司太立6#耐磨合金的堆焊、厚壁段殼體熱處理等6項技術難題的攻關進行國產化研制。該四聯換熱器于2023 年3 月順利安裝。

2 殼體分體連接的多體多段換熱器結構技術

大型裝置中無論是并聯還是串聯起來的一系列換熱器，都是傳統的多區段設備組合，不但具有規模產能的功效，還可以通過開啟副線接續流程而撤出其中的一臺進行檢修而不影響生產，這一點是改進后無管道相聯的多區段功能換熱器尚難以實現的。

2.1 管程并聯的多區式換熱器

某化工裝置5 臺并聯的蒸汽發生器如圖8 所示。

圖8 5 臺并聯浮頭式換熱器Fig.8 Five parallel floating head heat exchangers

2.2 管程串聯的多段式換熱器

某化工裝置9 臺串聯布置的固定管板式冷卻器如圖9 所示。

圖9 9 臺串聯固定管板式換熱器Fig.9 Nine tandem fixed tube-plate heat exchangers

圖10 是某加氫裂化裝置中8 臺管程串聯的U 形管式高壓熱交換器[11]。管程介質是反應流出物，殼程介質各有不同，則分別是熱原料油、循環油、熱循環油、原料油、循環氫和低分油等6種。

圖10 8 臺串聯U 形管式換熱器[11]Fig.10 Eight tandem U-tube heat exchangers

2.3 多盤管模塊并聯換熱器

N-甲基吡咯烷酮，簡稱NMP，其合成工藝國內外通常采用甲胺與γ-丁內酯在240 ℃、7.0 MPa 條件下液相反應而成，通常采用一體多區的臥式換熱器，殼體內多條螺旋盤管并列安裝，盤管密集布置且長而曲折，沒有維修空間，故障難以處理。文獻[12]介紹了一種模塊化盤管換熱器，包括筒體和密布于筒體內的盤管，盤管從外穿插進入筒體內并靠近筒體內壁沿軸向螺旋布管，然后螺旋直徑縮小地反向螺旋布管，依此迂回形成多層螺旋布管后引出筒體外。筒體分為多段筒節，盤管分為多組內管，多組內管分別位于多段筒節中從而形成多個換熱模塊，相鄰兩個換熱模塊的筒節相互密封連通，相鄰兩個換熱模塊之間的內管通過過渡管道連通。在其中局部換熱模塊的內管出現泄漏等故障時，斷開內管與過渡管道之間的連接以及相鄰筒節，即可將存在故障的模塊分離出來進行維護或置換，如圖11 所示。

3 多區段功能一體化組合的臥式換熱設備結構技術

3.1 低溫多效蒸發器

在圖12 的低溫五效蒸發海水淡化裝置流程圖中，從右端引進的海水經預熱后有一股分流到多效蒸發器上，經噴嘴均勻分布到蒸發器內的換熱管上；從左端送給的熱水經閃蒸裝置產生的蒸汽進入蒸發器，為蒸發器內左邊第1 效內的進料海水的蒸發提供熱源；每效蒸發器內的進料海水蒸發產生的二次蒸汽為下一效進料海水的蒸發提供熱源，蒸發、冷凝過程在各效重復，各效之間通過管線相連，蒸汽冷凝從每一效段的右下方排出[13]。

圖12 低溫多效蒸發海水淡化裝置流程圖[13]Fig.12 Flow chart of low-temperature multi-effect evaporation seawater desalination device

文獻 [12]利用Aspen Plus 軟件分別對不同回熱器設置方式下海水淡化裝置的性能參數進行了模擬計算與對比分析，對回熱器的設置位置、設置臺數、抽汽位置等進行了系統分析，研究表明：增設回熱器可顯著提高裝置產水率；回熱器設置在總管時，裝置淡水產率高于設置在支管和小總管；回熱器設置臺數增多可提高產水率。三效蒸發器則常用于污水處理、工廠的酸性廢水或煤化工MVR 蒸發母液的處理等環節[14-16]。

3.2 高溫工藝器廢熱鍋爐

石油化工及化工裝置各種高溫尾氣/煙氣通常由廢熱鍋爐回收，而且常與蒸汽過熱器組合進行一體化建造，圖13 所示是某硫磺回收裝置左段的中壓蒸汽過熱器和右段的焚燒爐蒸發器設置在同一殼體內的結構圖，蒸發段產生的飽和蒸汽被過熱段煙氣加熱后產生過熱蒸汽，經過減溫減壓后，進入中壓蒸汽管 網[17]。

圖13 高溫煙氣加熱爐結構[17]Fig.13 High temperature flue gas heating furnace structure

4 多段空氣預熱器結構技術

4.1 兩段式空氣預熱器在蒸餾裝置上的應用

文獻 [18]介紹了兩段式空氣預熱器的結構特點及在某石化公司12.0 Mt/a 常減壓蒸餾裝置上的應用，充分利用現有預熱器的優勢，高溫段選用傳熱效率高的熱管式預熱器，低溫段選用耐露點腐蝕性能好的鑄鐵板式預熱器。各加熱爐對流段的熱煙氣混合后由下行煙道進入高溫熱管空氣預熱器與空氣換熱后，經熱管預熱器出口熱煙道由煙氣引風機將煙氣引入低溫段鑄鐵預熱器，與空氣換熱后通過冷煙道進入100 m鋼筋混凝土煙囪排放。冷空氣由空氣鼓風機送入鑄鐵式雙向翅片空氣預熱器與熱煙氣換熱，換熱后的熱空氣進入熱管式空氣預熱器，與熱煙氣換熱后由熱風道供3 臺加熱爐爐底燃燒器燃燒使用。應用結果表明：兩段式空氣預熱器具有熱效率高、便于安裝維修、操作靈活和耐腐蝕性強等優點。該裝置使用兩段式空氣預熱器以后，加熱爐排煙溫度一直控制在120 ℃以下，加熱爐平均熱效率達93.49%，煙氣中污染物排放低于環保要求的排放指標。同時針對低溫段鑄鐵板式預熱器末端存在露點腐蝕問題，提出了在空氣側設置前置預熱器的改進措施。鑄鐵板式預熱器如圖14 所示。

圖14 多段空氣預熱器Fig.14 Multi-stage air preheater

4.2 三段式空氣預熱器在重整裝置上的應用

文獻 [19]介紹了組合鑄鐵板式空氣預熱器在固定床半再生式催化重整裝置四合一加熱爐煙氣余熱回收系統中的設計、制造及使用情況。催化重整裝置四合一加熱爐上使用的組合鑄鐵板式空氣預熱器，由擾流子式與鑄鐵板式組合而成，高溫煙氣端采用擾流子式，低溫端采用鑄鐵板式。該裝置自2013 年10月底開工以來，已經連續運行了半年有余，核算熱效率可達91.58%，較之前采用其他類型空氣預熱器的加熱爐熱效率89%有了明顯提高。因此，重整裝置四合一加熱爐余熱回收系統使用組合鑄鐵板式空氣預熱器，可有效提高加熱爐熱效率，降低裝置能耗。

5 多體多區段式換熱器結構技術特點的認識

（1）多體多區段功能換熱器的概念。多臺串聯或兩臺常見的重疊式列管式換熱器雖然通過進口接管和出口接管直接連接，因換熱前后介質物性和工況參數有所變化，也應該把上下串通的管程壓力腔看成兩個壓力腔，把上下串通的殼程壓力腔也看成兩個壓力腔，各個壓力腔按各自的結構、介質及參數判定容器類別。在裝置設備管理中，直連的兩臺設備就算結構、介質及參數相同，也被賦予不同的名稱和位號。

常見的夾套管式換熱結構的內腔和夾套是不串通的，但是刺刀管換熱器的夾套其內腔和夾套是串通的。由此可見，在設備內部介質流動的空間上是否能夠串通，可把這一特點視作多區段承壓設備和多腔壓力容器的主要區別。

一臺U 形管式換熱器可以因為管程的兩個流程物性的明顯變化而被視為兩段式換熱器，一臺常見的硫磺冷卻器可以因為殼體的不同區域所關聯的換熱管束不同而被視為三區段式換熱器。雖然基于已有標準規范可以把設備內部介質流動的空間上是否能夠串通視作多腔壓力容器的結構特點，不能串通的稱為多腔壓力容器。但是多腔換熱器既可具有多功能，也可具有相同的單功能，相同功能的多腔串聯起來也具有規模產能的功效。對多區段的理解如果只限于結構是否串通的判斷就會落入多腔的概念范疇，這對多區段換熱器來說明顯是不夠的，石油化工設備中的多區、多段、多室有別于標準規范所提出的多腔。多區段結構往往會或多或少存在不同的換熱形式、換熱效果或者除了換熱之外的其他功能，例如圖7 和圖11 中某段的蒸發功能，即便是管程完全串通的U 形管式換熱器，也可以是多區段功能換熱器。因此多功能也應排在換熱這一主要功能之后，成為多區段換熱器的輔助標志，文中的案例稱為多體多區段換熱器是較多功能區段換熱器更加恰當的概念，也是較多功能換熱器或多區段換熱器更加完整的概念，通常情況下可簡稱為多區段換熱器。

（2）多體多區段功能換熱器的分類?；趽Q熱器不同殼體多體、殼體內不同區域、不同分段以及各分結構功能的不同對其進行分類，文中的案例歸類如圖15 所示。對于多段換熱器來說，其屬于多體與一體的區別在于個段之間是否設置有獨立的管箱，有則屬于多體，沒有則屬于一體。一般地說，多區域功能主要基于殼程判斷，多段功能主要基于管程判斷。

本課程是典型的操作類課程，本課程重點為展現焊接過程的操作要領和技術難點，因此視頻資源是本課程的主要表現形式，本課程的視頻主要分為三類：

圖15 多體多區段功能換熱器分類圖Fig.15 Classification diagram of multi-body multi-section function heat exchanger

（3）多體多區段功能的基本設計參數?；诙喙δ艿母拍顏砝斫舛鄥^段，其技術參數甚至介質物性是變化的。對于同一壓力殼內完全串通的多區段，由于流程的連續性，也許參數的變化不大，存在統一設計參數的可行性，不象多腔壓力殼那樣具有明顯不同的技術參數和介質物性。

（4）主體結構形式對設計的影響。工程中應用的主體結構以臥式為主，個別是立式的。臥式設計時要特別關注支承平衡不致變形、支承靈活不致阻撓，避免管接頭附加應力；立式設計時要特別校核風載荷附加給管接頭的應力，此外，管束上管板上表面管端不宜存儲介質，管束上管板下表面不要積存氣相形成熱阻，管束下管板上表面管接頭應脹接消除間隙避免縫隙腐蝕。制造時多種零部件材料組焊工藝評定較多，熱處理參數需滿足不同材料要求而操作范圍窄，工期較長。檢修時內部空間有限，施工不便，一般無法更新換熱管。

（5）在工藝技術上，多功能換熱器從換熱擴展到質熱變化及相變等其他方面。

（6）工藝技術與結構的協調。多區段式熱交換器的工藝特點之一是多管程或多殼程聯通，流程之間和區段之間存在交互影響，某一流程前段的參數對后段的參數有不良影響時，難以通過另一流程進行及時的調控。對于大型繞管式換熱器，當管程或殼程工作介質發生相變時，工作介質的物性參數隨溫度的變化而發生顯著變化，如果按照傳統的定物性計算方法會產生較大誤差。文獻[20]基于微分的思想提出了一種基于換熱面積的溫度分段精確計算方法，并闡述了無相變、單側相變、雙側相變三種工況下分段精確計算的方法，確定了各段的溫度節點求解方法。將該方法應用于某煉油廠實際案例，對比結果表明，溫度分段精確工藝計算方法的計算結果與工程實際數據吻合較好，管側工質出口溫度計算值與工程值誤差為0.66%，證明了該方法能夠實現繞管式換熱器的精確計算[20]。

（7）工程建設的技術經濟性。傳統多臺換熱器聯合組成的多區段功能結構，占地面積小，可實現多環節因素的集成控制，提高系統效率，降低設備成本及其運輸吊裝等工程建設成本，降低動力消耗和冷卻水耗，減少系統運行的阻力降，減少污染排放，環保節能效果明顯。

（8）吊裝運輸技術。多區段功能換熱器外形尺寸龐大，結構不均衡，有的自重超過1 000 t，要避免裝車或裝船引起的不平衡，要避免運輸過程的失穩或構件晃動，還要避免膨脹節等柔性結構承受非運行載荷的損傷。重心不明確，從臥式到立式的吊裝過程重心變化。專用吊耳或吊具的設計等。

6 結束語

圖16 相關文獻數量年度分布曲線Fig.16 Annual distribution curve of reference number

其他有待研發的技術如：

（1）設計參數上各區段之間的交互影響缺少公開報道，某一區段工況的變化對其他區段工況的影響程度如何，以及這些影響是否超出原定的設計參數等問題較少研究報道，因此其結構設計中宜包括整體結構的工藝流態分析，從流態分析了解工況參數的變化，引導結構的優化設計。

（2）結構設計上多區段換熱器的功能強化及輕量化技術有待進一步開發。管束中間管板（隔板）的強度設計需要規范化，殼體膨脹節波形采用薄壁結構與采用厚壁結構相比是否存在什么問題。較長的換熱器多鞍座支承時的應力分析，其中確定固定支座位置的因素除了殼體熱膨脹伸長量，沿殼體的重量載荷分布，沿殼體的接管分布等等之外還有哪一些，熱膨脹受阻反過來對分段管板的受力有哪些影響等等，也需要研究。

（3）多區段組合換熱器制造質量技術的提高。大量的焊接和異種鋼的焊接，拘束度較大的情況下焊接接頭更復雜、更高水平的殘余應力及其所需要的焊后熱處理工藝如何調整，多道管板之間的管孔對中及深孔液壓脹管技術應用效果的檢測，換熱管與中間管板的焊接連接及密封技術等等專題，也值得研究。

（4）運行中多區段換熱器結構功能的維護及防腐技術。如何在生產持續進行中撤出其中的一段換熱器進行檢修，是多區段換熱器結構需要開發的新功能。

多區段式換熱器中俗稱列管換熱器式反應器的一小類又是頗具個性的另一類，宜另文進行綜述。