淡水资源短缺已成为全球性问题。采用海水淡化技术开辟新的淡水资源，增加淡水总供应量，已逐渐成为世界各国解决“水危机”的一种重要途径。在所有的海水淡化技术中，反渗透海水淡化技术是目前绝大多数计划建设的海水淡化设施中推荐采用的技术，为降低反渗透海水淡化成本，高压浓盐水所含的能量需通过能量回收装置回收，实现系统能耗的降低。因此，在我国水资源短缺问题日益加剧的形势下，进行反渗透海水淡化的技术攻关，研制出高效率、低脉动、集成式的反渗透海水淡化一体式能量回收装置就显得尤为迫切和重要。　　本文以反渗透海水淡化用柱塞式增压泵-压力交换器一体式能量回收装置(Piston Booster Pump-Pressure Exchanger，PPX)为研究对象，开展了PPX样机的设计;分别分析了压力交换器和一体式能量回收装置掺混特性、配流特性和压力交换过程;搭建了考虑倾斜效应下的PPX配流副的压力场数学模型，分析了不同状态下配流盘压力分布和泄漏量方程;完成了对PPX配流副的优化设计。本文的具体研究工作如下:　　(1)分析概述了目前国内外海水淡化技术的研究进展，比较了反渗透海水淡化系统中几种能量回收装置与旋转式压力交换器的性能特点和发展状况，提出了本文的研究对象PPX，针对PPX装置在机理研究、设计和制造方面存在的技术瓶颈阐明了本文主要研究内容和关键技术问题。　　(2)以产水量为目标，设计了简易的反渗透海水系统，确定了系统中各元件的工作参数，研究了PPX中的压力交换器的配流动态过程，对压力交换器和柱塞式增压泵进行了详细的结构设计。　　(3)在考虑配流副间隙泄漏润滑特性以及海水可压缩性的前提下，建立了数值仿真CFD的湍流模型和压力交换器孔道内的压力控制模型。运用PumpLinx分别对不同间隙下的压力交换器和一体式能量回收装置进行了内部流场和压力交换过程进行了仿真分析，确定了压力交换器不同参数的最佳匹配关系，对压力交换器瞬态流场、流量倒灌以及压力超调进行分析，开展了在高背压吸入条件下，增压泵压力及流量脉动特性研究。　　(4)在考虑配流盘与缸体之间倾斜的间隙下，得出了考虑卸荷槽影响下的配流副高压区内外密封带的压力场的解析解与泄漏量方程。开展了不同间隙下的配流副压力场分布和泄漏量的研究。　　(5)以降低配流副pv值、泄漏及粘性摩擦功率损失为目标，利用遗传算法对配流副密封带多目标优化问题进行计算。优化后的结果降低配流副的功率损失，提升了PPX的容积效率。　　最后，对本文的研究工作进行了总结，并指出了进一步的研究方向。