本发明公开了一种适用于高碳燃料重整制氢的反应器及其控温方法，包括外套管和内套管，起到保护和保温的作用的外套管设置在内套管外侧，且外套管和内套管组成同心圆结构；在内套管内部安装一组反应管，在反应管内设有催化剂，反应管顶部和底部均装有石英棉和石英砂；内套管下端安装催化剂挡板、上部设有热电偶套管；在内套管外对应两侧均布置有加热炉。本发明适用于煤油和柴油等高碳燃料的重整反应，通过将催化剂分为低温前端和高温后端，使得各燃料重整温度呈现良好的梯度分布，不仅避免了高碳燃料的直接结焦和积碳，而且延长了催化剂的寿命和活性，解决了传统重整制氢反应器需要额外通入氢气的问题。