U型管换热器是指管束由弯管半径不等的U形管组成且管子两端都固定在同一管板上的管壳式换热器。由于每根U形管可伸缩，管束与壳体之间不会产生温差应力。壳程内设置折流板、纵向隔板等。折流板由拉杆固定。纵向隔板是一矩形平板，安装在平行于传热管方向以增加壳程介质流速。其结构比固定管板式换热器复杂，比浮头式换热器简单。
           U型管换热器只有一个管板，管子两端均固定于同一管板上，管子可以伸缩，无热应力，热补偿性能好；管程采用双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好，承压能力强，管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
           U型管换热器的优点是以尾部的浮动解决了温差应力问题，且可以抽芯清洗，它也是可用于高温、高压和高温差的换热器，因而在石油化工中得到较广应用。它的管板与管壳程连接常见的结构是两块设备法兰夹持一块管板，此结构中，螺栓力对管板两侧的法兰作用力是相等的，螺栓的设计应兼顾管板两侧的条件，要求以较大的螺栓载荷进行设计。
           当管板两侧的设计压力不同时，其垫片压紧力不同。在操作状态下，螺栓力等于垫片压紧力加介质压力引起的轴向力。压力较高侧的轴向力大，垫片压紧力小，而压力较低侧正好相反。假设在操作状态下拧紧螺栓，压力较低侧先达到密封要求。在两侧压差较大时，当压力较高侧还没有达到密封要求时，压力较低侧的垫片可能已经被压溃，因此，容易产生泄漏。
           为了解决U型管换热器在压差较大工况下的密封问题，可以在其在管板的增加部分上开螺栓孔，螺栓上带凸台。螺栓、垫片、法兰都可按照两侧的要求分别设计。增加部分的厚度须符合压力较高侧密封的螺栓力要求。在预紧过程中应先密封高压侧再密封低压侧。
           或者是将两片法兰和管板通过全螺纹螺柱连接。管板的增加部分加工内螺纹，厚度为1.5倍的螺柱直径，管板增加部分应靠近压力较高侧。管板增加部分开螺栓孔和螺纹孔，分别实现对压力较高侧和压力较低侧法兰的连接，压力较低侧可采用标准法兰。在工程实践中还应综合考虑工艺要求，温度等因素，斟酌决定。