管殼式空分換熱器是較有代表性的間壁式熱交換器。它具有悠久的應用歷史,并且仍然在所有換熱器中占據主導地位。

管殼式換熱器主要由殼體，管束，管板和頭部組成。殼體大部分是圓形的，內部有平行的管束，管束的兩端都固定在管板上。殼管式熱交換器中有兩種流體進行熱交換，一種流體在管中流動，其行程稱為管程。另一個在管外流動，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為了提高管外流體的給熱系數，通常在殼體中安裝一定數量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可以防止流體短路并提高流體速度，而且可以根據預定路徑迫使流體多次流過管束，從而大大增加了湍動程度。常用的折流檔板是圓形和圓盤形的，前者的用途更廣泛。流體在管內每通過管束一次稱為一個管程，每通過殼體一次稱為一個殼程。為了提高管中流體的速度，可以在頭的兩端設置適當的隔板，將全部管子平均分隔成若干組。這樣，流體一次只能通過一部分管子往返管束多次，稱為多管程。類似地，為了增加管外部的流速，可以在殼體中安裝縱向折流檔板，以使流體多次通過殼體空間，稱多殼程。在管殼式換熱器中，由于管內部和外部的流體溫度不同，殼和管束的溫度也不同。如果兩者之間的溫差較大，則在熱交換器內部將存在較大的熱應力，這可能導致管彎曲，折斷或從管板上松動。因此，當管束與殼體之間的溫差超過50°C時，應采取適當的溫差補償措施以消除或減小熱應力。