U型管換熱器是指管束由彎管半徑不等的U形管組成且管子兩端都固定在同一管板上的管殼式換熱器。由于每根U形管可自由伸縮，管束與殼體之間不會產生溫差應力。殼程內設置折流板、縱向隔板等。折流板由拉桿固定。縱向隔板是一矩形平板，安裝在平行于傳熱管方向以增加殼程介質流速。其結構比固定管板式換熱器復雜，比浮頭式換熱器簡單。 

U型管換熱器僅有一個管板，管子兩端均固定于同一管板上，管子可以自由伸縮，無熱應力，熱補償性能好；管程采用雙管程，流程較長，流速較高，傳熱性能較好，承壓能力強，管束可從殼體內抽出，便于檢修和清洗，且結構簡單，造價便宜。 

U型管換熱器的優點是以尾部的自由浮動解決了溫差應力問題，且可以抽芯清洗，它也是可用于高溫、高壓和高溫差的換熱器，因而在石油化工中得到廣泛應用。它的管板與管殼程連接常見的結構是兩塊設備法蘭夾持一塊管板，此結構中，螺栓力對管板兩側的法蘭作用力是相等的，螺栓的設計應兼顧管板兩側的條件，要求以較大的螺栓載荷進行設計。 

當管板兩側的設計壓力不同時，其墊片壓緊力不同。在操作狀態下，螺栓力等于墊片壓緊力加介質壓力引起的軸向力。壓力較高側的軸向力大，墊片壓緊力小，而壓力較低側正好相反。假設在操作狀態下擰緊螺栓，壓力較低側首先達到密封要求。在兩側壓差較大時，當壓力較高側還沒有達到密封要求時，壓力較低側的墊片可能已經被壓潰，因此，容易產生泄漏。 

為了解決U型管換熱器在壓差較大工況下的密封問題，可以在其在管板的延長部分上開螺栓孔，螺栓上帶凸臺。螺栓、墊片、法蘭都可按照兩側的要求分別設計。延長部分的厚度須滿足壓力較高側密封的螺栓力要求。在預緊過程中應先密封高壓側再密封低壓側。 

或者是將兩片法蘭和管板通過全螺紋螺柱連接。管板的延長部分加工內螺紋，厚度為1.5倍的螺柱直徑，管板延長部分應靠近壓力較高側。管板延長部分開螺栓孔和螺紋孔，分別實現對壓力較高側和壓力較低側法蘭的連接，壓力較低側可采用標準法蘭。在工程實踐中還應綜合考慮工藝要求，溫度等因素，斟酌決定。