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列管式反应器（MTR）是化工装置中的重要设备，广泛应用于强放热催化工艺中。折流杆MTR相对于传统的折流板MTR具有优良的防振性能，同时还有压降低、死区面积小以及抗结垢性能好等优点。本文根据折流杆MTR的结构特点与流动特点，采用周期性单元流道模型以及进口段全截面模型，对折流杆MTR壳程中的流体流动与传热过程进行了CFD的模拟研究。本文采用周期性单元流道模型考察了不同的折流杆形状、折流杆排布方式、折流杆轴向间距对折流杆MTR性能的影响。模拟结果表明，折流杆能对流体流动产生明显的扰动作用。不同结构的压降与平均传热膜系数从大到小的顺序依次为：双向支撑方杆>单向支撑方杆>双向支撑圆杆>单向支撑圆杆。双向支撑方杆模型的压降最大；单向支撑圆杆模型的平均传热膜系数最小；双向支撑圆杆模型压降接近于单向支撑方杆模型，平均传热膜系数却仅接近于单向支撑圆杆模型。综上，只有单向支撑方杆模型在压降、平均传热膜系数、折流杆用量三者之间取得了较好的平衡，为最优结构。另一方面，折流杆轴向间距不宜小于100mm，否则压降会大幅增大，推荐采用100~150mm的折流杆轴向间距。由于轴向流动主导了折流杆MTR的壳程流动，如何实现流体在径向上均匀分布对折流杆MTR而言是个难题。本文建立进口段全截面模型，对进口段的流体流动与传热过程进行模拟研究。结果表明，没有支撑构件的大型MTR内部存在极其严重的径向分布不均匀问题，大部分区域为死区，加装数组折流栅后，死区面积逐渐减小，但流动与传热的径向分布仍很不均匀。去掉入口正前方的部分反应管，在适当位置开设入射通道，能有效引导流体流动到反应器壳程内部，实现流体在反应器内的均布，极大地提高反应器流动与传热均匀性。入射通道中的长条形挡板以及折流圈，尤其是锯齿形折流圈，能有效阻挡流体的短路行为。第一组折流栅、壳程入口到管板的距离均不能设置得离管板过近，否则不利于流动与传热径向均匀性的提高。将第一、第二组折流栅叠合布置也会降低流动与传热的径向均匀性，不宜采用。由于折流杆对流体的扰动程度较低，折流杆MTR的平均传热膜系数不及经过结构优化后的折流板MTR。