水冷壁作為蒸發受熱面，傳熱效率高，可節省大量鋼材，而被現代鍋爐廣泛采用。對于同一種燃料，容積熱強度相同時，爐膛的體積與鍋爐的容量成正比。但布置水冷壁的爐墻表面積只與爐膛體積的次方成正比。也就是說，隨著鍋爐容量的增加，爐墻表面積相對減少，布置不下所需要的水冷壁。雖然可以采用沸騰式省煤器代替一部分水冷壁，但是省煤器處的煙氣溫度較低，作為蒸發受熱面，鋼材利用率不高。而且當鍋爐容量進一步增加后，采用沸騰式省煤器仍然不能滿足要求。在爐膛中增設一排水冷壁，將爐膛分為兩個燃燒室。該水冷壁兩面受熱，故稱雙面水冷壁。

容量更大的鍋爐，由于采用更高的壓力，給水需要吸收更多的熱量才能達到沸騰溫度，省煤器吸收的熱量，不足以將給水加熱至沸騰，給水進入汽包時是欠熱的。這樣，水冷壁的一部分吸收爐膛的輻射熱，用來進一步提高水溫至沸騰溫度，故稱之為水冷壁管的省煤段或輻射式省煤器。增加一排雙面水冷壁，蒸發受熱面仍感不足時，可采用兩個雙面水冷壁，將爐膛分為四個燃燒室。