本实用新型公开了一种高温段夹套冷却式保护空气预热器，其结构包括烟道气入口段，由筒体、列管、高温端下管板和低温端上管板组成的换热段及烟道气出口段，换热段设计有冷空气进口和热空气出口，换热段的高温段设计有内筒体和支撑外筒体，两筒体之间形成的环形空腔为通入冷却介质的冷却夹套。本实用新型揭示的高温段夹套冷却式保护空气预热器，其外筒体可采用价格较低的材质加工制作，由高温耐热合金加工制作的内筒体壁厚可大大减小，整台设备的造价比现有技术同样出口温度的预热器大大降低，且设备整体刚性得到保证。本实用新型可用作出口温度在800℃以上的高温空气预热器。