本发明涉及轴机封冷却技术领域，具体涉及一种有毒有害介质泵机械密封冷却水循环冷却装置及冷却方法，包括罐体、换热件、机封冷却机组、循环泵、焦化废水管；罐体设有出水口和进水口，罐体出水口连接三通管，三通管分别连接第一管线、第二管线，第一管线连接机封冷却机组，机封冷却机组连接循环泵进水口，循环泵出水口连接罐体进水口；换热件设置于罐体内部，且换热件设有进水管和排水管；第二管线连接焦化废水管。本发明使机封冷却水形成闭路，达到了对有毒有害介质机封冷却水的循环利用，避免了对焦化冷却水系统产生腐蚀，降低了资源浪费，减少焦化废水产生和生产成本，提高了机封冷却水的利用效率，有效降低水质对制冷器及泵的腐蚀。