由中科院电工所自行开发并具有我国自主知识产权的水轮发电机定子自循环蒸发冷却系统，不仅具有内冷系统的优点，而且安全性优于水内冷，已在10MW－400MW多台立式水轮发电机中得到成功的应用，并行将应用于三峡电站的700MW机组，实际运行证明了它是一种高效率，易维护，且安全性好的新型冷却方式。为使这一先进技术在巨型机组和其他领域进一步得到推广应用，有必要对它在大型发电机中应用的效果和蒸发冷却技术的机理进行深入的分析研究。 论文首先综述了蒸发冷却技术的发展和应用前景，介绍了水轮发电机自循环蒸发冷却的原理，分析了冷却介质被加热过程中不同的流动状态及传热过程，建立研究的物理和数学模型，导出了蒸发点、单相阻力和循环动力的计算式。鉴于两相流阻计算的复杂性和目前仍采用以实验为基础的经验公式的现状，本文分析比较了不同的计算模型，根据实际情况和精度要求，选择了在工程上比较有应用价值且使用较多的Martinelli-Nelson公式（简称M-N公式)，在此基础上提出了一套较为合理的仿真算法，并应用Visual C编写了仿真计算程序。为了验证模型的正确和仿真程序的可靠性，以李家峡400MW蒸发冷却机组作为实例进行了仿真计算，将计算结果与中科院电工所的实验进行了比较，并对误差进行了分析。