热壁加氢反应器是加氢工艺生产过程中必不可少的关键设备，它长期在高温、高压以及临氢状态等苟刻条件下工作。操作过程中的温度和压力的波动以及开停工过程中压力和温度的变化等都会引起热/机械载荷循环，从而导致裂纹萌生和已存在缺陷的疲劳扩展，对在役热壁加氢反应器的安全生产造成隐患。所以，工程界对在役热壁加氢反应器堆焊层裂纹一直给予高度重视。　　 本文针对热壁加氢反应器的实际运行工况，模拟了反应器在稳态操作条件下以及开停车瞬态时的简体温度场和热应力场的分布情况，并对热壁加氢反应器堆焊层表面裂纹在热/机械疲劳载荷下扩展规律进行了研究。主要研究内容与结论如下：　　 (1)热壁加氢反应器在稳定操作状态，筒体内外壁温差较小，温差热应力也较小。堆焊层出现负向热应力，并且堆焊层对简体基层应力分布也产生一定影响，使简体基层从内到外，出现了逐渐增大的正向热应力分布。　　 (2)热壁加氢反应器在开停车过程下，简体内外壁温差比较平稳并较大。堆焊层热应力随着温度上升而增加。开车过程中，堆焊层对基层热应力分布影响较小。停车过程中，随着温度下降，堆焊层对基层热应力分布的影响逐渐减小。　　 (3)在热/机疲劳试验机MTS-809上对堆焊层表面裂纹进行了热/机械疲劳载荷下裂纹扩展速率的测试，得到了堆焊层表面裂纹的形貌变化规律和热/机械疲劳裂纹扩展速率。通过与常温纯机械疲劳载荷作用下堆焊层表面裂纹疲劳扩展速率的比较可见，热/机械疲劳环境大大加速了裂纹速率。　　 (4)利用数值模拟分析软件FRANC3D模拟了疲劳裂纹扩展，结果表明，用FRANC3D模拟的结果是偏保守的。