本发明提供一种核电厂废液处理装置的性能验证方法，包括：进行正交试验设计，配制预设硼浓度的料液，并填充到装置内；开启热泵蒸发装置，将蒸发塔流出的蒸馏液返回蒸发塔，待二次蒸汽形成的蒸馏液达到预设排放要求后，将其排出暂存；待浓缩液达到预设排放要求时，将其排出暂存，将排出的蒸馏液和浓缩液混合、循环使用；并定期对蒸馏液和浓缩液取样测定硼浓度；然后进行不同浓度进料液试验，同步进行放射性废液热泵蒸发系统的蒸发分离去污性能、节能效果、最优设计参数及运行稳定性的全面测试。本发明所述的验证方法能降低料液浪费及设备成本，同时缩短首次浓缩时间，同步进行多方面测试，试验效率更高。