本发明提供一种加压直接加热裂解制备轻质烃类的设备及方法，设备包括至少一个反应装置和换热装置。其中，反应装置包括燃烧室和裂解室，燃烧室用于燃料和氧气的燃烧，以产生温度为2500‑3000℃的烟气，裂解室位于燃烧室的下方并与燃烧室流体连通，裂解室沿纵向方向构造为变径结构，裂解室的内径小于燃烧室的内径，以使得裂解原料在裂解室内与来自燃烧室的烟气混合换热并在预定压力下反应预定时间生成裂解产物；换热装置位于反应装置的下方并与裂解室流体连通，换热装置用于冷却裂解产物。根据本发明的设备，提高了反应温度和压力的同时降低反应时间，提高了重质能源轻质化后的收率。