电力行业是国民经济的基础行业。到2010年，全国发电设备安装容量将达到5.2亿KW。其中火力发电机组约为4.16亿KW。随着发电机组单机容量不断增加，其所需求的冷却水量增加，因此，火力发电厂的冷却方式也就经历了三个应用阶段：直流冷却，循环水冷却，空气冷却。大力发展电站空冷技术对减少北煤南运，南水北调，实现西电东送有重要的意义。　　本文论述了国内外最新空冷技术发展情况及电站空冷系统的几种结构形式及特点。通过对国外引进的直接空冷系统的结构分析，阐明了直接空冷系统的基本原理，同时，对直接空冷系统设计中需要注意的几个关键问题，包括大风影响，热风再循环，冬季冰冻影响，数模研究辅助设计及噪音控制等因素进行了阐述。以我国大型电厂（300M/600MW）直接空冷系统为例，采用平均温差和传热单元数法进行空冷凝汽器传热设计计算，换热单元管束进行了设计计算及压力校核，给出了空冷凝汽器最佳布置方案。在ITD值（汽轮机背压对应的温度与环境温度的差值）及轴流风机直径一定的条件下，以影响空冷凝汽器换热面积和噪声的轴流风机迎面风速为变量，实验比较了不同迎面风速的年固定费用。在满足厂界噪声要求和场地布置要求的情况下进行优化，实现了总费用最小。　　通过本文研究，在对技术引进和消化吸收的基础上，结合依托工程，通过对直接空冷机组空冷系统关键技术的攻关，使直接空冷系统的研制逐步达到国际同类产品水平，重点研制300MW、600MW直接空冷机组及空冷设备。应用本文提出的基本原理，基本算法，包括设计及优化公式，能使直接空冷凝汽器系统的设计经济合理。