随着工农生产及生活用水需求的不断增加,全球淡水资源消耗形势已经日益严峻。目前海水淡化技术已经成为了诸多沿海国家扩充水资源的途径之一,反渗透海水淡化技术凭借其建造周期短、装置投资少等特点成为了目前中小型海水淡化工程中首选方案。同时为解决舰船、海岛等小型海水淡化设施建设对占用面积、成本的要求,本文结合柱塞式泵/马达理论基础,针对反渗透海水淡化工况,设计了一种双排式泵-马达增压能量回收集成装置。装置通过外圈泵工况柱塞对反渗透膜膜前海水增压、内圈马达工况柱塞对反渗透膜后高压浓盐水能量进行回收,实现反渗透海水淡化中海水增压与高压盐水能量回收功能集成,以降低反渗透膜法产水电能消耗。本文以泵-马达增压能量回收集成装置为研究对象,参考现有柱塞式泵、马达设计资料,结合反渗透海水淡化工况,对装置结构、主要零部件进行了设计计算,并主要对双排式配流副进行了受力分析,完成了对装置的三维模型的绘制与装配。建立各柱塞运动及力学模型、装置输入转矩特性数学模型,通过AMESim液压仿真软件搭建了泵-马达集成装置的液压仿真模型,分析了泵-马达装置进出口的流量压力特性,分析了装置的转矩特性、主要摩擦副泄漏。分析了泵-马达集成装置配流副泄漏的途径,并建立双排式配流副的水膜泄漏数学模型,对配流副泄漏量进行了计算分析,并通过计算流体力学仿真软件pumplinx对装置进行了流场仿真,对内外排水膜压力分布、泄漏流量进行了分析,对配流副水膜间隙泄漏影响下泵及马达侧的流量脉动特性进行了分析,对双排配流副摩擦特性进行了分析,分析了工作参数及配流盘参数对摩擦转矩的影响。以双排式配流副的力学平衡、润滑特性参数、泄漏流量为优化目标,在满足主要的约束条件下,通过粒子群算法对双排窗口配流副密封带多目标优化问题进行了优化计算。通过ANSYS软件对双排式配流盘进行了静态结构仿真,在不锈钢基体上熔覆一层CFRPEEK的配流盘方案下,可以满足双排式配流盘的强度及变形要求。通过配流盘优化前后对比与改变密封带宽度研究了其结构参数对应力、变形的影响,结果表明,增加密封带宽度和减小熔覆层厚度可以适当减小变形和应力。