結構原理
以同心套管中的内管作為傳熱元件的換熱器。兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程“，程的内管（傳熱管）借U形肘管，而外管用短管依次連接成排，固定于支架上。熱量通過内管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體（A流體）由上部引入，而冷流體（B流體）則由下部引入。套管中外管的兩端與内管用焊接或法蘭連接。内管與U形肘管多用法蘭連接，便于傳熱管的清洗和增減。每程傳熱管的有效長度取4到7米。
這種換熱器傳熱面積最高達18平方米，故适用于小容量換熱。當内外管壁溫差較大時，可在外管設置U形膨脹節或内外管間采用填料函滑動密封，以減小溫差應力。管子可用鋼、鑄鐵、銅、钛、陶瓷、玻璃等制成，若選材得當，它可用于腐蝕性介質的換熱。
優點
這種換熱器具有若幹突出的優點，所以至今仍被廣泛用于石油化工等工業部門。結構簡單，傳熱面積增減自如。因為它由标準構件組合而成，安裝時無需另外加工。傳熱效能高。它是一種純逆流型換熱器，同時還可以選取合适的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側流體的傳熱系數，因此它的傳熱效果好。液-液換熱時，傳熱系數為870～1750W/（m·℃）。這一點特别适合于高壓、小流量、低傳熱系數流體的換熱。套管式換熱器的缺點是占地面積大；單位傳熱面積金屬耗量多，約為管殼式換熱器的5倍；管接頭多，易洩漏；流阻大。
結構簡單，工作适應範圍大，傳熱面積增減方便，兩側流體均可提高流速，使傳熱面的兩側都可以有較高的傳熱系數，是單位傳熱面的金屬消耗量大，為增大傳熱面積、提高傳熱效果，可在内管外壁加設各種形式的翅片，并在内管中加設刮膜擾動裝置，以适應高粘度流體的換熱。可以根據安裝位置任意改變形态，利于安裝。
缺點
檢修、清洗和拆卸都較麻煩，在可拆連接處容易造成洩漏。生産中，有較多材料選擇受限，由于套管式換熱器大多是内管中不允許有焊接，因為焊接會造成受熱膨脹開裂，而套管式換熱器大多數為了節省空間選擇，彎制，盤制成蛇管形态，故有較多特殊的耐腐蝕材料無法正常生産。套管換熱器國内還沒有形成統一的焊接标準，各個企業都是根據其他換熱産品經驗選擇焊接方式，所以，套管式換熱器的焊接處，出現各類問題司空見慣，需要經常注意檢查，保養。
