本实用新型涉及一种自然通风直接空冷系统，包括通风塔、凝结水收集装置和多层凝汽器组，多层凝汽器组沿通风塔塔体的高度方向自下而上并联设置且设置在通风塔塔体的下部，每层凝汽器组包括冷却三角和百叶窗，多个冷却三角并联设置，每个冷却三角包括管束组、凝结水联箱、抽气联箱、冷却三角进气联箱、支撑框架、冷却三角排水口、冷却三角抽气口和冷却三角进汽口，排汽支管与冷却三角进汽口连接，每层凝汽器组单独配置抽真空设备，冷却三角抽气口通过抽真空管与对应的抽真空设备连接，冷却三角排水口通过冷凝水管与凝结水收集装置连接。本实用新型节能环保，降低了厂用电，提高机组的有效发电量；各层凝汽器抽真空系统互不干扰，减小安全隐患。