一种电厂循环水二次冷却系统，涉及电厂循环水控制技术领域，包括冷却塔系统、发电机组、测量机构、旁路系统、补水及排水系统、控制装置和二次冷却机构；二次冷却机构包括蒸发器、液氮罐、空压机、膨胀阀和储气罐，冷却塔的冷却水出口通过冷却水管连通所述发电机组，所述蒸发器设置在所述冷却水管上，所述冷却水管的一侧设有所述液氮罐、另一侧设有所述储气罐，所述液氮罐通过输氮管连通所述蒸发器的进气口，所述蒸发器的出气口通过输气管连通所述储气罐，所述输氮管上沿氮气流动方向依次设有第一阀门、膨胀阀，所述输气管上沿氮气流动方向依次设有空压机、第二阀门。本申请提供一种电厂循环水二次冷却系统，可进一步降低出冷却塔后冷却水的温度。