多晶硅还原炉（CVD reactor）是西门子法生产多晶硅的主要设备。本文主要研究多晶硅还原炉内的温度场、流场以及能耗问题。硅在多晶硅还原炉（CVD reactor）内的生长是一个复杂的过程，涉及动量，热量，质量传递以及化学反应，炉内流体流动分布是影响还原能耗的关键因素。在这项研究中主要考虑如何提高还原炉中流场和温度场的均匀性。本课题组提出了一种新的还原炉设计方案，与传统的多晶硅还原炉相比，在改进的还原炉内加入了内罩，从而使气体在多晶硅还原炉中的流动路径改变。在改进的还原炉内，气体进口和气体出口被划分到不同的区域，气体从气体进口进入多晶硅还原炉后向上流动同时参与气相沉积反应，反应后通过内罩的顶部，最后从气体出口流出。本文的研究重点是内罩结构的设计，以期可以提高还原炉内部流场及温度的均匀性。通过计算流体力学研究，在改进的多晶硅还原炉内没有出现局部温度过高的现象，壁面温度都低于575℃，那么三氯氢硅就不会在壁面上沉积硅，有效地保证了內罩壁面的反射效果。通过在改进的多晶硅还原炉中改变壁面反射率，来观察壁面反射率对还原炉温度场的影响中发现，壁面反射率的变化对多晶硅还原炉中温度分布的均匀度来说基本没有影响。在改进的多晶硅还原炉中硅棒附近的区域气体都是自下而上均匀的流动，有利于硅棒表面硅的沉积，同时也可以保证硅棒的均匀生长。传统的多晶硅还原炉与改进的多晶硅还原炉相比，在壁面辐射能耗上要多一些，改进的多晶硅还原炉较传统的多晶硅还原炉生产单位质量的硅的能量损失减少2Kwh/kg，能量损失降低了14.6%。从模拟结果可以看出随着壁面反射率的增大，生产单位质量多晶硅的能耗大幅下降，这样可以大大地减少了多晶硅生产的能耗，同时也能很大程度地降低多晶硅的生产成本。