本文以管壳式换热器中的U形管式换热器为研究对象，应用GBl51—1999((管壳式换热器》中的U形管式换热器管板设计规范，采用面向对象的程序语言MATLAB进行建模和编程，设计并开发了U形管式换热器管板厚度设计系统。通过改变U形管式换热器管板厚度设计系统中的设计参数，得到不同设计条件下的管板厚度值和一系列的厚度变化曲线图。分析管板厚度变化趋势图，得出了U形管式换热器的管板厚度与压差成比例关系，设计U形管式换热器时应选用小压差和大直径的设计参数的优化结论，此结论与有关标准中的相关结论相吻合，说明本文所建立的管板厚度设计模型是合理的。把论文中的设计结果与现有的传统工程设计方法进行对比，验证了模型的可信度和优点。 本文还对不同公称直径下U形管式换热器的布管数以及换热面积的变化趋势进行了分析研究；对U形管式换热器选材、制造、安装和检验等方面进行了阐述；分析了换热器的发展动向以及我国新开发的空间传输式换热器的技术进展情况，从而预测出换热器将朝着高温、高压和大型化的方向发展。本文的设计与研究对于管壳式换热器尤其是U形管式换热器的工程设计具有一定的参考价值。