Ein Rohrbündel ist eine dicht gepackte Ansammlung von Rohren, die als Strahlungskern in Wärmetauschern verwendet werden. Diese Rohrgruppen sind typischerweise in einem rohrförmigen Mantel oder Außengehäuse untergebracht, durch das ein konstanter Wasserstrom fließt. Wenn heiße Flüssigkeiten oder Gase durch das Rohrbündel zirkuliert werden, ermöglicht die große kombinierte Oberfläche der Rohre eine effiziente Wärmeübertragung in das Mantelwasser und eine Kühlung der Flüssigkeiten in den Rohren. Es gibt zwei verschiedene Arten von Rohrbündeln: gerade und U-Rohr. Die Rohre dieser Bündel bestehen je nach Anwendungsfall in der Regel aus Stahl oder Kupfer.
Die meisten Wärmeübertragungsverfahren werden mit zunehmender kombinierter Strahlungs- und Empfängeroberfläche immer effizienter. Dieses Prinzip bildet die Grundlage für den Betrieb des Röhrenwärmetauschers; die große anzahl an rohren in den bündeln bietet große kontaktflächen, die eine schnelle und effiziente wärmeübertragung ermöglichen. Die Anordnung der Rohre in einem Rohrbündel wird sorgfältig berechnet, und sie verlaufen typischerweise durch mehrere Leitbleche oder Schotte, die das Abstandsverhältnis über die gesamte Länge des Bündels beibehalten. Die Konfiguration des Wassereintritts und des Wasseraustritts des Bündels wird dadurch bestimmt, welcher der beiden üblichen Bündeltypen verwendet wird.
Die erste der gebräuchlichsten Rohrbündelkonfigurationen ist die geradlinige Ausführung. Diese Anordnung besteht aus geraden Rohren, die an beiden Enden des Bündels in Eintritts- und Austrittskammern münden, die die Endkappen des Mantels bilden. Das heiße Material wird dann geradlinig von einem Ende des Mantels zum anderen durch das Bündel gepumpt. Diese Anordnung ist effizient, erfordert jedoch erhebliche Anstrengungen, um die Hülle zu öffnen und das Bündel zu entfernen, falls eine Reinigung oder Reparatur erforderlich ist. Gerade Rohranordnungen zeichnen sich jedoch durch geringere Installationskosten aus.
Die zweite gängige Rohrbündelkonfiguration ist das U-Rohr-Layout. Diese Bündelvariante verfügt über Ein- und Austrittsstellen auf der gleichen Mantelseite an einer in zwei abgedichtete Kammern unterteilten Rohrmantelkappe. Die Rohre verlassen die Eintrittskammer und wandern zum gegenüberliegenden Ende des Mantels, wo sie eine U-Biegung machen und in die entgegengesetzte Richtung zur Austrittskammer zurückkehren. Diese Art von Anordnung ist für Wartungsarbeiten einfacher zu demontieren, da das Bündel normalerweise als modulare Einheit herausgezogen wird. U-Konfigurationen nehmen auch hohe Temperaturunterschiede gut auf und entlasten die meisten thermischen Ausdehnungs- und Kontraktionsspannungen im Bündel.