节能减排是保障我国能源安全、促进我国经济可持续发展、并应对全球气候挑战的必然选择。凝汽器作为汽轮发电机组重要的辅机之一,其运行状态的优劣与否对于机组运行的安全性、热经济性有着非常重要的影响,因而对凝汽器的优化设计显得尤为重要。本文以电站冷却系统凝汽器设备为研究对象,针对其功能特点及运行要求,在结合蒸发式冷凝技术原理与板壳式换热器优势的基础上,认为将新型板壳蒸发式乏汽凝汽器运用于发电机组的汽轮机乏汽的冷凝过程中,具有很高的现实意义与工程价值。鉴于目前相关理论研究和实验数据比较缺乏的情况,本文主要进行以下几个方面的研究工作:1.热质传递模型的研究。在分析板壳蒸发式乏汽凝汽器热质传递过程的基础上,通过合理假设与简化,建立起反映板壳蒸发式乏汽凝汽器传热传质数学模型的封闭微分方程组,运用数值解析法求解出描述凝汽器内乏汽焓值沿流程分布、循环喷淋水的温度分布及冷却空气焓值分布规律的函数解析式,并实验验证了模型的合理性。2.传热性能实验研究。设计并搭建板壳蒸发式乏汽凝汽器凝汽传热特性实验平台,模拟其作为电站凝汽设备的工作特性,通过调整测试变量,分析研究热负荷、风量、喷淋密度、环境湿球温度等对板壳蒸发式乏汽凝汽器传热性能的影响,得到最佳的喷淋冷却水密度为0.20kg·m^-1·s^-1,并采用回归分析法得到了水膜传热系数、气-液界面传质舍伍德数Sh、气-液界面对流传热努塞尔数Nu和空气侧欧拉数Eu的实验计算关联式,为板壳蒸发式乏汽凝汽器相关工程应用提供实验依据。3.设计计算分析。在改进蒸发式冷凝器传统设计方法的基础上,借鉴了数值解析法中的饱和湿空气与空气焓的关系,完整地阐述了板壳蒸发式乏汽凝汽器的设计计算过程,同时对相关附属设备的选型计算进行介绍,其计算方法可为相关工程设计人员提供参考。