U形管换热器是将管子弯成U形，管子两端固定在同一块管板上的换热器。壳体与管子分开，可不考虑热膨胀。因U形管式换热器仅有一块管板，且无浮头，所以结构简单，造价比其他换热器便宜，管束可以从壳体内抽出，管外便于清洗，但管内清洗困难，所以管内的介质必须清洁及不易结垢的物料。由于传热管的结构形式关系，管子的更换除外侧一层外，内部管子大部分不可能更换，管束中心部分存在空隙，所以流体易走短路，影响传热效果。而且管板上排列的管子较少，结构不紧凑。U形管的弯管部分曲率不同，管子长度不一，因而物料分布不如固定管板式换热器均匀。管子因渗漏而堵死后，将造成传热面积损失。
U形管式换热器，一般使用于高温高压的情况。尤其使用在压力较高的情况下，在弯管段的壁厚要加厚，以弥补弯管后管壁的减薄。
壳程需要经常清洗的管束，要求采用正方形排列。一般情况按三角形排列，管程为偶数程。
壳程内按工艺要求装置折流板，纵向隔板等，折流板由拉杆固定，以提高换热设备的传热效果。纵向隔板是一矩形平板，安装在平行于传热管方向（纵向隔板按工艺要求决定）。以增加壳侧介质流速。