管狀 (也稱為管殼式和管式) 熱交換器是最典型的間壁熱交換器. 它們在工業上有著悠久的應用歷史，並且在所有熱交換器中仍然佔據主導地位. 列管式熱交換器主要由殼體組成, 管束, 管板和封頭. 貝殼大多呈圓形, 內部有平行管束, 管束兩端固定在管板上.
有兩種流體在管式熱交換器中進行熱交換. 一股在管內流動, 其行程稱為管程; 另一部分流到管外, 它的行程稱為殼程. 管束壁面為熱傳導面. 為了提高管外流體的傳熱係數, 殼體內通常會安裝一定數量的橫向擋板. 擋板不僅可以防止流體短路，還可以提高流體速度, 也可迫使流體依規定路徑多次錯流通過管束, 大大增加湍流程度. 常用的擋板有兩種: 圓形和盤形, 前者的應用更為廣泛. 流體在管內每次通過管束的次數稱為一次管程, 流體每次通過殼程稱為一次殼程. 為了增加管路內流體的速度, 兩端封頭可加裝適當的隔板，將所有管道均勻分成幾組. 這樣, 流體一次只能通過部分管子並多次返回管束, 這稱為多管通道. 相似地, 以增加管外流速, 殼體內可安裝縱向擋板，使流體多次通過殼體空間, 這稱為多殼通道. 在管式熱交換器中, 由於管內外流體溫度不同, 殼體和管束的溫度也不同.
固定管板式熱交換器兩端管板直接焊接在殼體上. 主要由外殼組成, 管板, 管束, 頭部及其他主要部件. 殼體內有一管束, 管束兩端焊接固定在管板上, 膨脹縫或膨脹焊接的組合, 管板外周與封頭法蘭用螺栓緊固. 固定管板式熱交換器結構簡單, 低成本, 易於製造, 方便的管側清潔和維護. 然而, 管束製造後殼程清理困難且有溫差應力. 當熱交換管與殼體溫差較大時, 外殼還應設有伸縮縫.
浮頭式熱交換器一端的管板固定在殼體與管箱之間, 另一端的管板可在殼體內自由移動, 這意味著殼體和管束可以自由膨脹. 所以, 管束與殼體之間無溫差應力. 一般來說, 浮頭可拆卸, 管束可自由抽出裝載. 這種結構的浮頭式熱交換器可用來管束與殼體溫差較大的工況. 管束和殼體的清潔和維護比較方便, 但其結構較複雜，對密封的要求也比較高.
U型管熱交換器是將熱交換管焊接成U型, 兩端固定在同一管板上. 由於殼體和熱交換管是分開的, 熱交換管束可自由伸縮，不會因介質溫差而產生溫差應力. U型管式熱交換器只有一塊管板, 無浮頭, 而且其結構也比較簡單. 管束可自由拉出安裝，方便清洗, 並具有浮頭式熱交換器的優點. 然而, 由於熱交換管被製成不同半徑的U型彎管, 最外層熱交換管損壞後可更換, 並且可以更換其他管子. 損壞只能堵塞管道. 同時, 與固定管板式熱交換器相比, 因為熱交換管受彎曲半徑的限制, 管束中心有間隙, 且流體很容易短路, 影響傳熱效果.
