本实用新型公开了一种节能冷却循环装置，包括内循环装置和外循环装置，内循环装置包括高位水槽、缓冲罐、增压泵和换热器组，换热器组是位于高处的同位素分离设备工艺末端，用于热交换的多个换热器，换热器的冷却介质的出口汇集到高位水槽，外循环装置包括凉水塔、露天循环水池、清水泵，凉水塔设置在露天循环水池上，用于冷却板式换热器出口的介质，清水泵抽取露天循环水池中的介质进入板式换热器，由于内外循环分开，内循环可以保持清洁，无需停车清理高处的换热器，只需使用两台板式换热器，定时清理其中一台，使用另外一台，可以实现换热系统的全年不间断正常运行，保障稳定性同位素分离的长时间平稳运行。