本文研究的设备是某装置中的循环气冷却器，为固定管板式换热器。安装方式特殊，整体倾斜放置。为了确保冷却器设计的合理性和安全性，采用有限元数值求解方法进行分析计算。以分析目的为中心，首先介绍了固定管板式换热器的结构，与管壳式换热器相关的传热理论和强度分析理论以及与换热器相关的设计标准和校核标准，同时还介绍了有限元理论基础。随后对要使用的大型有限元分析软件ANSYS以及前人利用ANSYS所作出的换热器研究成果进行了简述。在此基础上再进行循环气冷却器的应力分析及安全评定。根据循环气冷却器的结构，综合考虑载荷及边界条件的对称性，选取其整体的1/2为研究对象，包括管箱、管板、法兰、换热管、壳体和鞍座，运用ANSYS独有的热分析单元SOLID70和结构分析单元SOLID185单元进行规则网格划分建立了冷却器有限元分析模型，并分析冷却器在两种温度载荷下的温度场和六种工况下的结构应力场，最终对冷却器进行三种工况下的热-结构耦合分析（工况的选取以GB151中的规定和全面具体的分析对比为原则）。提取冷却器各个工况下的应力分析结果，总结各个应力场的分布特点和规律，以最大应力节点和应力集中部位为基准进行路径分析，运用GB151和JB4732提供的校核标准和分析设计准则进行应力分类和安全评定，并加入了安全系数的校核，评定结果证明冷却器各工况下的应力均满足校核条件。基于冷却器的安装方式特殊，本文在最后一章对固定鞍座和滑动鞍座在重力工况和最危险工况下的应力场进行了研究，并对两鞍座的应力分布进行了对比和总结。