针对现有船用热法海水淡化装置空间体积大的问题,设计了一种以柴油机缸套冷却水为热源的产水量为22t/d的一体化板式海水淡化装置,搭建了海水淡化实验系统以及汽液分离器性能测试系统,研究了海水淡化装置整体性能以及折板式汽液分离器压降和分离特性;采用数值模拟方法,研究了汽液分离器的压降和分离性能,针对汽液分离器对微小液滴分离效果不佳的问题,设计了一种带凹槽的折板式汽液分离器,并研究不同凹槽尺寸对其压降和分离性能的影响,得出以下主要结论:(1)热水温度和海水流量是影响产水量的重要因素,产水量随着热水温度和海水流量的上升而上升;(2)汽液分离的压降较小,对真空的影响非常有限,汽液分离器的第一级承担主要的分离任务,分离效率可达到99%以上;(3)数值模拟发现,汽液分离器对不同粒径液滴的分离特性受到蒸汽密度和流速的影响,对于所研究的汽液分离器,粒径小于3μm的液滴的分离特性主要受蒸汽密度的影响,粒径大于3μm的液滴的分离特性主要受蒸汽密度的影响,所设计的海水淡化装置蒸发器出口蒸汽携带的绝大部分液滴的直径至少在6μm以上;(4)对于带凹槽的折板式汽液分离器,凹槽位于折板竖直板片中间位置时,汽液分离效率最高,凹槽宽度几乎不影响其性能,凹槽深度对其性能影响最大;对于所设计的带凹槽折板式汽液分离器,当凹槽高度为4.1mm、深度为1.8mm时,3级新型汽液分离器对微小液滴的分离效率可超过5级原型汽液分离器的分离效率,采用新型汽液分离器可减少汽液分离级数,缩小海水淡化装置体积。