管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢；但传热系数低、占地面积大。但由于管内外流体的温度不同，因此换热器的壳体与管束的温度也不同。两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。所以，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型:

1、固定管板换热器

1.1结构：管束两端管板采用焊接方法与壳体固定连接的管壳式换热器。

1.2优点：结构简单紧凑，能承受较高压力，造价低。不会内漏。管程清洗方便，管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U形管换热器多。传热面积比浮头式换热器大20%~30%。
      1.3缺点：管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大热应力，为此应需要设置柔性组件（如膨胀节）。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束，维修成本较高。易产生温差力，管板与管头之间易产生温差应力而损坏。管子腐蚀后连同壳体报废，设备寿命较低。
1.4使用范围：壳程侧介质清洁、不易结垢，不能进行清洗，管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。

2、浮头换热器

2.1结构：两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮头管板，钩圈和浮头盖组成，是可拆连接，管束可从壳体中抽出。管束与壳体的热形变互不约束，不会产生热应力。
      2.2优点：可抽式管束，当换热管为正方形或转角正方形排列时，管束可抽出进行机械清洗，适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动，介质间温差不受限制，无需考虑温差应力。
      2.3缺点：结构复杂，造价高，设备笨重，材料消耗大。浮头端结构复杂影响排管数。浮头密封面在操作时易产生内漏。
      2.4适用范围：适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多，由于内浮头结构限制了使用压力和温度，一般情况下温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕。还可用于管程易腐蚀场合。

3、U型管换热器

3.1结构：只有一块管板，管束由多根U形管组成，管的两端固定在同一块管板上，换热管可以自由伸缩。
       3.2优点：以U型管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。结构简单，价格便宜，承压能力强。密封面少，运行可靠，造价低。;管束可抽出，管间(壳程)清洗方便。
       3.3缺点：由于受管弯曲半径的限制，布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根U型管相当于坏两根管，报废率较高。管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料。
       3.4适用范围：是换热器中可用于高温、高压、高温差的换热器。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗，又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。

4.1结构：特点和浮头式相似。浮头部分在壳体外，在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。管束一端与管板固定、一端与壳体间采用外置填料函密封的管壳式换热器。
      4.2优点：由于采用填料函密封结构，使得管束在壳体内可以自由伸缩，避免了热应力。结构简单，加工制造方便，节省材料、造价低，由于可抽芯，易于检修、清洗。
      4.3缺点：填料处易产生泄露。壳程不宜走易挥发、易燃、易爆及有毒的介质。
      4.4适用范围：一般适用于4MPa以下的工作条件且不能用于易挥发、易燃易爆、有毒及贵重介质的工况。适用温度受限于填料的物性。目前适用较少。