套管式换热器是一种特殊的换热器设计，其核心部件是同心套管中的内管，用作主要的传热元件。这种换热器由两根不同直径的管子组成，它们紧紧套在一起，每段套管被称为"一程"。在结构上，程的内管，即传热管，通过U形肘管连接，而外管则通过短管形成一系列排，固定在支架上（如图a所示）。热量的传递是通过内管壁进行的，通常情况下，热流体（A流体）从上方进入，冷流体（B流体）则从下方进入。内外管的连接方式多样，可以是焊接或法兰连接，这样既便于清洗传热管，又方便增减管子（见图中的连接方式）。

每程传热管的有效长度一般设定在4至7米之间，这样的设计使得套管式换热器具有较大的传热面积，最高可达18平方米，因此特别适合小规模的换热需求。当内外管壁温差较大时，为了减少温差应力，可以在外管上设置U形膨胀节（如图b所示），或者在外管和内管之间使用填料函实现滑动密封（如图c所示）。管子的材质选择也非常关键，常见的有钢、铸铁、铜、钛、陶瓷和玻璃等，如果选材得当，套管式换热器也能在处理腐蚀性介质时稳定工作。