本实用新型公开了一种立式管内非饱和蒸发直接冷却设备。它包括上箱体、列管换热器和下箱体，上箱体通过水泵和下箱体相连接，列管换热器分别与上箱体、下箱体相连接，所述列管换热器包括上管板、下管板、换热管、壳体、折流挡板和分气管，上管板保持水平，下管板沿热流体流动方向倾斜，换热管以直列的方式通过上管板、下管板中的孔固定，所述折流挡板设置在换热管管束之间。本实用新型具有有效传热面积大、水膜沉降速度快、非饱和蒸发热湿传递快、液膜波动加剧、湍流增强、液膜层流底层减薄、热阻减小、冷却效果显著的特点，又降低了结垢和腐蚀等现象，且为圆形结构，占地面积小。本实用新型适用于热流体的冷却领域。