板翅式换热器是浮式液化天然气(FLNG)生产储卸装置的核心设备,具有高效紧凑、传热温差小、设计灵活性强等特点。为提高实际运行中FLNG板翅式换热器的流体分配均匀性和工作效率,本文建立了不同入口条件和工况参数的三维封头数值模型,并基于模拟结果开发了一套能够反映封头分配特性的换热器仿真计算软件,最终提出了改进型封头参数化设计方法,取得了如下研究成果:(1)建立了封头内流体分配的数值模型。本文基于ANSYS平台建立了稳定工况及晃荡工况下的三维封头数值模型,并建立了用于评价封头内流体分配均匀性的参数指标;与文献中封头分配实验数据的对比结果表明,95%以上数据误差在±10%以内;(2)模拟了稳定工况和海上晃荡工况的封头流体分配特性。本文根据实际运行工况,以质流密度、入口干度、横摇和横荡参数为变量进行了数值模拟,计算得到了包括流体分布、质量流量、流速及进出口压降在内的封头出口参数,最后通过最小二乘法拟合了出口通道质量流量的分布特性曲线,开发了不同运行工况的流体分配计算模型;(3)开发了反映封头分配特性的换热器仿真模型及软件。本文基于引入的通道流量、通道入口分配及晃荡工况的修正因子,提出了换热器封头出口通道的流量修正方法,建立了基于层分布的通用板翅式换热器性能计算模型,并开发了反映封头分配特性的FLNG板翅式换热器仿真软件;(4)设计了适用于海上作业的导流封头优化结构。本文针对加导流挡板的改进型封头结构,横向对比分析了不同打孔排数和倾斜角度下改进型封头的出口参数,同时通过开发的FLNG板翅式换热器仿真软件进行了改进前后的性能验证。结果表明,改进型封头换热性能的有效提升区间为11.0%～17.1%,流动压损的有效降低区间为54.6%～72.6%,且对于本文研究的工况范围,各参数指标提升效果最佳的开孔数为12,倾斜角度为40°。