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1999 年李家峡电站400MW 蒸发冷却水轮发电机成功运行至今,证明了蒸发冷却技术的安全、可靠,与国外设计的水内冷发电机相比,其综合性能具有明显优势。近年来,三峡公司计划逐步将国外设计的水内冷机组改为蒸发冷却机组。在这种情况下,深入研究蒸发冷却发电机的核心技术——两相流的流动和传热特性,对优化蒸发冷却电机的设计理论和制造技术具有重要意义。本文主要针对定子蒸发冷却立式电机空心导线内气液两相流动的摩擦阻力和冷却系统回液管液位不同时的循环原理进行了深入地研究。立式电机定子蒸发冷却系统属于全封闭无泵自循环方式,论文从能量的角度,结合实验数据,详细分析了冷却系统的循环原理,结果表明:上升管内流体吸收的热量的99%以上用来改变冷却介质的状态,增加其焓;提出了可以用介质的焓变估算上升管的流动阻力,和对冷凝器的设计高度进行校核;证明了当回液管为非满液位时,循环动力由两部分组成,一部分是回液管内液柱高产生的静压差,另一部分来源于循环介质具有的压头,合理解决了回液管液位较低时,循环动力的计算问题。本文用能量法进行分析计算,对原有的立式蒸发冷却电机循环原理进行了补充。改进和完善了两相流水平强迫循环实验装置及其测试系统,以F113 为冷却介质,系统研究了热负荷、出口蒸汽品质、流量、压力等因素对摩擦阻力的影响,用M-N 方程,计算出了两相流动摩擦压力降的放大倍数,并根据实验数据对摩擦因子系数C 进行了修正。结果表明,在实验流量范围m=1.33g/s4.69g/s（适用于蒸发冷却发电机）内,采用L-M 方程和M-N 方程计算得到的放大倍数适用的最佳流量为1.33g/s3.34g/s,此时,在整个蒸汽品质范围内,误差小于10%;当m=3.34g/s4.69g/s 时,蒸汽品质大于30%后,误差在10%以内,亦可以满足工业应用的需要。并绘制了不同流量下,放大倍数和出口蒸汽品质的关系曲线,便于工业应用。在压力影响研究方面,认为当运行压力<0.2MPa 时,两相流动的放大倍数均可用常压时的物性参数计算得到,超过0.2MPa 后,由于摩擦阻力减小,放大倍数迅速减小,提出以一个大气压时测量得到的放大倍数K0为基准,以（P/Pcr）x为衰减系数,即可得到不同运行压力时的放大倍数KP,即Kp=K0=（P/Pcr）x,依据理论计算结果拟合出了衰减指数的数值, 并在压力为0.2MPa<p<0.3MPa 范围内进行了实验验证,相对误差为-30%14%,可以满足工业应用的需要。