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本文利用“三次设计”优化方法对高温热管换热器冷热流体侧翅片间距、翅片厚度、管束横向管间距、冷热流体迎风流速、迎风面宽度、加热段长度进行最优参数组合，找出高温热管换热器投资回收年限最小的最优解，最大限度降低投资成本，减小运行费用；同时，对各温度区域热管换热器进行了可靠性和稳定性设计研究，指出过渡段采用强化管可以大大提高高温热管换热器在变工况下运行的稳定性和可靠性；最后借助神经网络的方法对优化结果进行了模拟仿真，从而确定最佳方案。为完善高温热管换热器结构优化设计提供新的方法。