管殼式換熱器主要由外殼、管板、管束、封頭等部件構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)形式多樣，主要有固定管內(nèi)板、U 形管和浮頭式三種形式。

固定管板式換熱器將管束連接在管板上，管板與殼體相焊。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能承受較高壓力，造價(jià)低，管程清洗方便，管子損壞時(shí)方便堵管或更換，且排管數(shù)比 U 形管換熱器多。但缺點(diǎn)也很明顯，當(dāng)管束與殼體的壁溫或材料的線脹系數(shù)相差較大時(shí)，殼體和管束中將產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，為此應(yīng)需要設(shè)置柔性組件（如膨脹節(jié)）。而且不能抽芯無(wú)法進(jìn)行機(jī)械清洗，不能更換管束，維修成本較高。它適用于殼程側(cè)介質(zhì)清潔、不易結(jié)垢，不能進(jìn)行清洗，管程與殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場(chǎng)合。

浮頭式換熱器兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)殼體自由移動(dòng)，稱為浮頭。由浮頭管板，鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體中抽出。這樣的設(shè)計(jì)可抽式管束，當(dāng)換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時(shí)，管束可抽出進(jìn)行機(jī)械清洗，適用于易結(jié)垢及堵塞的工況。一端可自由浮動(dòng)，無(wú)需考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差場(chǎng)合。不過(guò)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，設(shè)備笨重，材料消耗大。浮頭端結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響排管數(shù)，浮頭密封面在操作時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)漏。適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合。

U 形管式換熱器每根換熱管皆彎成 U 形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。

換熱設(shè)備的類型眾多，對(duì)每種特定的傳熱工況，通過(guò)優(yōu)化選型都會(huì)得到一種更適合的設(shè)備型號(hào)。如果將這個(gè)型號(hào)的設(shè)備使用到其它工況，則傳熱效果可能有很大的改變。因此，針對(duì)具體工況選擇換熱器類型，是一項(xiàng)很重要的工作。對(duì)管殼式換熱器的設(shè)計(jì)，有以下因素值得考慮。

允許壓力降的選擇也很關(guān)鍵。選擇較大的壓力降可以提高流速，從而增強(qiáng)傳熱效果減少換熱面積。但是較大的壓力降也使得泵的操作費(fèi)用增加。合適的壓力降值需要以換熱器年總費(fèi)用為目標(biāo)，反復(fù)調(diào)整設(shè)備尺寸，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算而得出。在大多數(shù)設(shè)備中，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一側(cè)的熱阻明顯的高于另一側(cè)，此側(cè)的熱阻成為控制熱阻?？蓺こ痰臒嶙枋强刂苽?cè)時(shí)，可以用增加折流板塊數(shù)或者縮小殼徑的方法，來(lái)增加殼側(cè)流體流速、減少傳熱熱阻，但是減少折流板間距是有限制的，一般不能小于殼徑的 1/5 或 50mm。當(dāng)管程的熱阻是控制側(cè)時(shí)，則依靠增加管成熟來(lái)增加流體流速。在處理粘稠物料時(shí)，如果流體處于層流流動(dòng)則將此物料走殼程。由于在殼程的流體流動(dòng)易達(dá)到湍流狀態(tài)，這樣可以得到較高的傳熱速率，還可以改進(jìn)對(duì)壓力降的控制。