能量回收装置是反渗透海水淡化技术系统节能降耗需求的关键设备,我国海水淡化工程对国外能量回收装置产品依赖程度极高,亟需开发新型国产化能量回收装置以摆脱外国产品和专利技术的约束。本文开发了一种新型斜盘柱塞式能量回收装置,完成了该装置的结构方案设计,并基于AMESim软件对装置进行优化及运行特性研究。斜盘柱塞式能量回收装置通过斜盘的旋转带动柱塞在缸体内往复运动,柱塞的往复运动使得柱塞窗口与高低压腔室交替贯通,实现装置的增泄压过程高频次连续切换。根据斜盘柱塞式能量回收装置的工作过程完成装置结构参数设计,理论分析了装置内柱塞的动力学规律,并基于ADAMS软件对柱塞动力学进行验证,柱塞运动仿真结果与理论误差在0.04-0.3%之间,说明装置符合理论计算并且能够连续稳定运行。通过对装置液压结构分析,基于AMESim建立了斜盘柱塞式能量回收装置的完整液压模型,包括机械模块、容积模块和切换模块,并结合反渗透海水淡化工艺流程,建立了与之配套的反渗透海水淡化系统液压模型。构建了四柱塞斜盘式能量回收装置的液压仿真模型,运行AMESim模拟分析了四柱塞斜盘式能量回收装置在海水淡化系统中的运行性能,在处理量18m~3·h-1、高压进流压力为6.0 MPa条件下,四柱塞斜盘式能量回收装置增压海水和泄压盐水流量存在着周期性向上波动的规律,波动幅度约为处理量的13.04%,流体高低压阻力损失为0.15 bar。基于四柱塞斜盘式能量回收装置,建立了六柱塞斜盘式能量回收装置,相同处理量和操作压力下装置增压海水和泄压盐水的流量也存在周期性向上波动的规律,但流量波动幅度只有处理量的1.93%,流体高低压阻力损失为0.12 bar。对比于四柱塞斜盘式能量回收装置,随着柱塞数的增加,六柱塞斜盘式能量回收装置瞬时波动幅度和阻力损失要小于四柱塞斜盘能量回收装置,是由于柱塞数的增加会使流体流动重叠增加,脉动更小。基于四、六柱塞斜盘式能量回收装置的运行规律,构建分析了八柱塞斜盘式能量回收装置的液压仿真模型,结果表明:在装置处理量18 m~3·h-1,高压进流压力为6.0 MPa及斜盘转速735 r·min-1条件下,装置中增、泄压流体均表现出较好的流动稳定性,增压海水和泄压盐水的流量波动幅度最大为处理量的1.48%,流体高低压阻力损失为0.10 bar。在10 m~3·h-1～25 m~3·h-1范围内,随处理量增加,装置的流量及压力仍保持较低的脉动幅度,说明装置具有良好的容量灵活性,且在考虑装置外置驱动电机功率的情况下,装置综合能量回收效率高达97%以上,斜盘柱塞式能量回收装置良好的流量操作弹性和较高的能量回收效率。