随着电子信息和半导体产业迅速发展,工业上对高纯的区熔级多晶硅需求量大大增加。然而传统西门子法还原得到的多晶硅大部分只能达到太阳能级,只有少量能够到达电子级多晶硅的纯度要求。而硅烷法作为第二大多晶硅生产工艺,不仅能够有效保证生成硅单质的纯度,其650℃~800℃的反应温度能够大大减少还原炉能耗,随着硅烷制造成本的降低和生产安全技术的改进和提高,硅烷法将会更具发展前景。因此开发一种适合硅烷法生产的新型CVD反应器是十分有意义的本文对新型多晶硅CVD反应器中添加的热管部件进行了设计,选择满足反应器温度要求的汞为工作介质,确定不锈钢316L为管壳材料。在热管理论及设计原则的基础上,确定了适当的热管管径。结合热管与反应器中硅棒的位置关系完成特殊结构设计,利用有限元方法对该新型热管进行了应力线性化分析,完成强度设计计算。对单根重力热管的传热机理与热阻模型进行研究,在经典Nusselt理论基础上,增加对管内蒸汽与液膜相对运动剪切力的考虑,建立新的数值计算模型,结果表明:以水为工作介质时界面剪切力会使液膜厚度高于Nusselt理论值,使凝结换热系数低于Nusselt理论值;以汞为工作介质计算时发现由于汞的密度极大,模型计算所得结果与传统理论值基本一致,凝结传热系数达到105 W/(m2?K)。对新型CVD反应器冷却段进行了三维数值模拟。结果表明:除进出口附近区域,筒体内主体流域速度值较为平均,壁面处流速要稍大于中部区域;对比分析两种热管长度比,得出减小冷凝段长度有利于增强整体湍动,增大壁面传热系数;对比两种不同入口方位,得出进水时应避免直接冲击热管。对比不同进口流速,得出提高流速虽能增大壁面传热系数,但压力损失增加。流速从0.5m/s增至1.5m/s,热管的总热阻仅下降了13.9%,对整体热阻影响不大,因此建议采用较低入口流速。