管壳式换热器是石油化学工业中最常见的设备。而管板是管壳式换热器中最重要也是最复杂的承压部件。它对整台换热器的安全性和经济性有极重要的影响。 本论文在研究管壳式换热器的兼作法兰管板时突破了前人对管板分析时应用“等效管板理论”的局限，建立了包括壳体、管束在内的管板三维实体有限元模型，法兰垫片用等效的均布比压来代替。在此基础上，分析了管板的温度场分布，并按照应力分析设计标准JB4732-1995分析了管板在包括开工、正常工作和停车等过程中可能出现的七种瞬态和稳态操作工况下的强度状况。 通过温度场分析得到管板上温度的分布规律为：在管板的布管区，管板大部分的厚度上温度接近流经该处换热管的管程流体温度，只在管板靠近壳程流体一侧很薄的一层管板材料内温度才接近该处附近壳程流体温度。 通过强度分析表明，温度载荷对管板造成了较大的热应力，而且在温度载荷及压力载荷共同作用的工况，热应力决定了整个管板系统的应力分布；本题研究的管板的危险工况不是发生在管程载荷、壳程载荷和温度载荷同时作用的正常操作工况下，而是发生在可能出现的壳程压力先停(管程载荷和温度载荷同时作用)的瞬态工况下。 通过分析得知，管板的原始设计在后四种工况下(伴有温度载荷作用的工况)强度校核均不合格。论文对其设计方案进行了改进，最终强度校核合格。