本发明公开了一种基于超临界水气化制氢系统的换热装置，换热器壳体内设置有换热器管程换热管束，换热器管程换热管束的一端与换热器壳体一端的超临界混合气体产物入口连接，换热器管程换热管束的另一端与换热器壳体另一端的超临界混合气体产物出口连接，换热器管程换热管束内设置有钯基膜管分离组件，钯基膜管分离组件的两端分别伸出至换热器壳体的外部，换热器壳体内沿钯基膜管分离组件设置有蛇形结构的换热器壳程区域。有效减少传统钯基膜管分离过程升温导致的能源浪费，提高钯基膜管的稳定性。