三效升膜蒸发结晶器的加热室由单根或多根垂直管组成，加热管长径之比为100～150，管径在25～50mm之间。原料液经预热达到沸点或接近沸点后，由加热室底部引入管内，为高速上升的二次蒸汽带动，沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发，在加热室顶部可达到所需的浓度，完成液由分离器底部排出。二次蒸汽在加热管内的速度不应小于 10m/s，一般为20～50m/s，减压下可高可达100～160m/s或越高。

若将常温下的液体直接引入加热室，则在加热室底部定有一部分受热面用来加热溶液使其达到沸点后才能汽化，溶液在这部分壁面上不能呈膜状流动，而在各个流动状态中，又以膜状流动成效越好，故溶液应预热到沸点或接近沸点后再引入蒸发器。