本发明涉及一种真空感应电极铸造液冷模具、设计方法及其应用，配合模具的底部设有底座，顶部设有冒口；配合模具内壁布设水管路，配合水管路的开口的模具上分别设有进水通路和出水通路；定义目标铸件，建立铸件充型过程的热模型并简化，计算模具吸收的总热量及冷却水对流换热的总热量，设置损失热量修正系数和比例系数，根据铸件模数、铸件热节处体积，配置冷却水体积、模具模数获得最优解；向模具内注入钢水，封闭冒口，自进水通路向模具以预设速度导入液体，当铸件表层凝固时，自气隙以预设速率充入氦气，破坏铸件与模具间的真空环境。本发明有效减少铸锭缩松和缩孔，提高传热效率、凝固速度；简单有效地生产铸造质量优良的大型钢锭，便于脱模。