يحتوي المبادل الحراري للأنبوب النحاسي ذو الغلاف والأنبوب، كنوع من المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب، على هيكل أساسي لتركيب العديد من الأنابيب النحاسية الصغيرة للتبادل الحراري في غلاف دائري. يسمح هذا التصميم للسائل الساخن والسائل البارد بالتدفق في حزمة الأنبوب وقشرته على التوالي، بالاعتماد على جدار الأنبوب لإكمال عملية التبادل والنقل الحراري.
عادة، يتدفق السائل الساخن داخل الأنبوب، بينما يتدفق السائل البارد داخل الغلاف خارج الأنبوب، ولكن يجب تحديد اتجاه التدفق المحدد وفقًا للتصميم وتأثير التبادل الحراري المطلوب. تنتقل الحرارة من السائل الساخن إلى السائل البارد من خلال جدار الأنبوب، مما يشكل تدرجًا في درجة الحرارة. من أجل تحسين كفاءة التبادل الحراري، عادة ما يتم تركيب الحواجز داخل الغلاف، والتي يمكن أن تجبر السائل البارد على تغيير اتجاه التدفق عدة مرات داخل الغلاف، مما يزيد من الاضطراب، وبالتالي تحسين كفاءة نقل الحرارة.
بسبب التمدد الحراري، قد يكون لحزمة الأنبوب والقشرة درجات تمدد مختلفة. لذلك، عادة ما يتم تصميم هذا النوع من المبادلات الحرارية بمفاصل تمدد أو رؤوس عائمة للسماح لحزمة الأنابيب بالتحرك بحرية أثناء التمدد الحراري وتقليل تأثير الضغط الحراري على المعدات.