套管式換熱器結(jié)構(gòu)為兩個不同直徑的圓管同心相套，也稱為徑向熱管，因為其傳熱方向為徑向。當外管外側(cè)為高溫側(cè)，內(nèi)管內(nèi)側(cè)為低溫側(cè)時，真空套管間隙內(nèi)的熱側(cè)工質(zhì)受熱汽化膨脹，與冷側(cè)工質(zhì)形成高速對流，在冷側(cè)凝結(jié)，即當熱量傳遞到熱管外管時，工作介質(zhì)吸熱蒸發(fā)，流向冷側(cè)，在那里介質(zhì)蒸汽被冷卻，釋放汽化潛熱，冷凝成液體，然后返回熱側(cè)。

除常規(guī)重力熱管換熱器外，套管式熱管換熱器還具有以下特點。

（1）熱傳遞方向可雙向進行，可由外向內(nèi)或由內(nèi)向外傳遞；傳統(tǒng)的重力熱管只能從蒸發(fā)段傳遞到冷凝段，不能反向傳遞。
（2）相對重力場方向可隨意放置，從垂直到平行；傳統(tǒng)的重力熱管不能垂直于重力場方向。
（3）由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)傳熱距離大大縮短，傳熱系數(shù)增加，兩側(cè)熱阻小，溫差小。
（4）由于套管式熱管換熱器冷熱兩側(cè)傳熱的橫截面積大大增加，兩側(cè)單位面積的熱負荷可以很大；沒有傳統(tǒng)重力熱管的音速極限，攜帶極限，沒有毛細極限和沸騰極限。