یکی از مهم¬ترین منابع اتلاف آب و حرارت در نیروگاه¬های حرارتی موجود در حاشیه¬ی دریاها، سیستم آب خنک¬کن یکبارگذر می¬باشد. در جریان انجام این فرآیند مقدار قابل توجهی حرارت به هدر می¬رود که این مساله علاوه بر هزینه¬زا بودن، به علت بالا بودن نسبی دمای آب خنک¬کن برگشتی از کندانسور باعث پاره¬ای از مشکلات عملیاتی و بهره¬برداری می¬گردد. علاوه بر این وارد شدن آب خنک¬کن برگشتی با دمای بالا به دریا و یا رودخانه که معمولا حامل بعضی از ترکیبات شیمیایی مضر می¬باشد موجب بروز و انتشار آلودگی¬های حرارتی، بیولوژیکی و شیمیایی در محیط زیست می¬شود. لذا بازیابی حرارت از آب خنک¬کن برگشتی به دریا امری ضروری است. در این پژوهش، بازیابی حرارت از آب خنک‏کن برگشتی به دریا جهت تولید آب شیرین در نیروگاه¬های حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور در ابتدا سیستم آب شیرین¬کن¬های حرارتی‏ مدل¬سازی شده و سپس مدل¬های ترمواکونومیکی (بر پایه¬ی تحلیل اگزرژی و اقتصادی) مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه با استفاده از الگوریتم ژنتیک، تابع هزینه¬ی کلی آب شیرین تولیدی بهینه گشته و مقادیر بهینه¬ی متغیرهای تصمیم محاسبه شدند. همچنین اثرات بازیابی حرارت بر میزان مصرف بخار و هزینه¬ی آب شیرین تولیدی در این کار پژوهشی بررسی شده است. نتایج حاصله نشان می¬دهد بازیابی آب و حرارت از سیستم آب خنک¬کن تاثیر به¬سزایی بر کاهش هزینه¬ی آب شیرین تولیدی دارد.