管壳式多股流换热器是小型LNG船BOG再液化系统冷箱的核心设备，其管程通道排列与分配方式目前还没有成熟的理论和方法。鉴于此，本文通过研究管壳式多股流换热器管程通道排列与分配方式对换热器传热性能和管板应力分布的影响，为管壳式多股流换热器的设计提供参考。本文主要工作和研究成果包括：(1)运用FLUENT软件，建立多股流换热器三维有限元模型，选取标准k-ε湍流模型，对不同管程通道排列与分配方式下的多股流换热器进行传热数值模拟。首先，保持管程通道分配比例不变，对六种管程通道排列方式下的多股流换热器进行数值模拟，模拟结果表明在相同的管程通道分配比例下管程通道排列方式的改变对多股流换热器的传热性能没有太大影响。接着，基于两进口两出口的管程通道排列方式，对七种管程通道分配比例下的多股流换热器进行数值模拟，分析管程通道分配比例对换热器传热特性的影响，发现多股流换热器存在全局最优管程通道分配比例。最后，选择不同的管程制冷剂和不同的管程流体流量比例，分析不同管程制冷剂和不同管程流量比例对全局最优管程通道分配比例的影响。该部分结论对提高多股流换热器的传热性能、降低BOG再液化系统的整体功耗具有现实意义。(2)运用ANSYS软件，建立多股流换热器管板三维有限元模型，对六种管程通道排列方式下多股流换热器管板结构进行热-应力耦合数值模拟，分析管程通道排列方式对管板温度场和应力场的影响。首先，对六种管程通道排列方式下的管板温度场进行分析，发现管板最大温度值随着管程通道数目的增加而下降，管板温度分布趋于均匀。接着，对三种操作工况下的管板应力场进行分析，发现管板最大应力值随着管程通道数目的增加而下降，但是下降幅度随着管程通道数目的增加而减小。该部分结论对降低多股流换热器的管板应力、保证BOG再液化系统的安全运行具有现实意义。