直接空冷系统是凝汽器通过换热管直接与周围空气进行热交换来达到冷凝排气的目的，因此，对空冷单元内部空气流场的分析研究具有重要意义。以600MW直接空冷机组为例，在分析了凝汽器运行特性基础上，通过CFD数值软件建立了空冷单元的物理数学模型，采用Simple算法和k-ε湍流模型，利用FLUENT软件对其进行了数值模拟，获得了冷却空气流场和温度场，分析了在主导风向下空冷单元流场分布及其凝汽器换热特性的变化规律；针对空冷单元内部典型衔接结构，提出了对其结构优化建议的三种方案，模拟并对比分析了结构优化前后流场分布及凝结管束换热温度场的变化情况，得出最佳结构优化方案；根据空冷单元内部流场分布情况，提出在空冷单元内部加装一种导流装置的模型，加强对空气的导流。结果表明：对空冷单元内部结构的优化建议能够有效削弱空冷单元内局部绕流及涡流对换热的不利影响，改善空冷单元的换热状况；导流装置的应用能够提高冷却空冷流场的均匀性，凝汽器换热“死角”区域缩小，凝汽器换热更加充分。