管道的熱伸長是通過甲管在套筒中移動實現補償的，介質流動不是直接由甲管流入乙管，而是經過旁通管實現的。這樣在一個補償器中 有了一對甲乙封頭，介質壓力產生的水平推力F1、F2在補償器中實現了平衡。這一結構還可以看成是方向補償器的型式，管道伸縮是采用套筒式的結構。套管補償器主要用在安裝彎管補償器空間不夠的場合。

套筒補償器，在芯管外安裝了一個環形活塞，并使活塞的總面積等于芯管的截面積，這是實現自動平衡的技術核心。此結構的受力分析如下；假定在一段管道上安裝了"套筒補償器"，F1，F2為介質壓力產生的軸向推力，其方向相反，大小相等，這兩個力分別作用在套筒的左右連接管道上，若不能平衡， 應分別有。

左右兩段管道上的固定支架承受。現在采用附加活塞體，活塞體內的介質通過連通孔3與管道相連，介質壓力同樣作用在活塞體1上，活塞的面積等于管道的截面積，則F1=F1，F1 通過活塞拉桿與左面套筒相連接，F2、F1是一對作用力和反作用力，大小相等，方向相反，于是F2=F1、F2=F1。這樣兩對作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上質壓力產生的軸向力得到了平衡。