在未来聚变装置中，传统的固态材料将很难承受来自等离子体的巨大热负荷，第一壁材料的选择是未来聚变装置中将要面对的重要问题。锂是一种潜在的面向等离子体材料，可显著改善等离子体性能、提高核聚变装置运行的稳定性。特别是液态锂，它可以通过锂的流动和蒸发效应冷却第一壁表面，形成一个具有自我修复功能的液态锂保护层，承受很高的中子通量和表面热负荷，解决传统固态材料难以解决的高热负荷问题。近年来，作为一种前瞻性研究，具有自我修复能力的流动液态锂壁的概念受到了越来越多的关注，它为未来聚变装置的第一壁材料提供了新的选择，具有十分重要意义。本文深入研究了在HT-7和EAST超导托卡马克中流动液态锂限制器与等离子体的相互作用，取得如下结果:　　首先，在台面实验和静态液态锂限制器实验的基础上，成功在HT-7装置上设计和搭建了两种不同种类的流动液态锂限制器系统，包括极向薄膜流动的液态锂限制器(FLiLi)和热电流驱动的液态锂限制器(LiMIT)，首次在托卡马克装置中获得了可以持续运行的流动液态锂第一壁。为了进一步研究流动液态锂限制器在长脉冲等离子体放电中的行为，一个利用内置式电磁泵驱动的FLiLi限制器系统通过先进材料测试平台(MAPES)实现了与EAST装置的兼容，并成功开展了流动液态锂限制器下物理实验。　　其次，研究了限制器系统中液态锂的流动性、腐蚀与等离子体之间的相互关系。模拟了LiMIT限制器中液态锂流速与热流密度和环向场强度的关系，计算了FLiLi限制器系统中各部分的液态锂压降，获得了EAST装置中液态锂流速与驱动电流的关系。利用等离子体放电典型参数，模拟了流动液态锂限制器表面的热流和温度分布，对不同种类的液态锂限制器的热流移除能力进行了分析。进一步比较了EAST限制器实验中不同加热功率下限制器表面的温升和温度分布，通过无限大平板模型计算了等离子体放电期间限制器表面热流的演变。研究了托卡马克中液态锂的腐蚀机制，发现液态锂的飞溅是液态锂进入等离子体的主要方式，探索了抑制液态锂的飞溅和等离子体破裂的方法。　　最后，深入研究了流动液态锂限制器与等离子体的相互作用。发现流动液态锂限制器对等离子体的杂质和边界再循环有明显的抑制作用，可以降低等离子体中的H/(H+D)比，提升等离子体的性能，增加等离子体的能量约束时间。流动液态锂限制器适应各种辅助加热手段，可以实现重复性的H-模等离子体放电，并可以缓解H-模运行中的ELM。首次观察到流动液态锂限制器运行过程中锂的爆发对偏滤器区域热流产生的辐射屏蔽效应，研究了液态锂在非冠状辐射情况下对偏滤器靶板热流减弱和再分配的机理。　　通过HT-7和EAST装置中的流动液态锂限制器实验，验证了FLiLi限制器和LiMIT限制器概念的可行性，深入研究了流动液态锂限制器与等离子体的相互作用，包括:托卡马克装置中液态锂的浸润性、流动性与腐蚀问题，热负载的输出能力，再循环及杂质作用和对等离子体约束改善的作用，以及锂的辐射屏蔽作用的物理机制。这些研究针对流动液态锂第一壁在聚变装置中的应用，详细分析了流动液态锂第一壁涉及各项问题，将为流动液态锂第一壁的发展提供了工程和物理基础。