中性束注入器(NBI)内的真空环境是影响弧流品质与束传输效率的极为关键的因素之一，寻求经济而高效的真空获得途径以提高NBI内的真空品质是中性束注入器研制过程中必须解决的核心课题。低温冷凝泵以其能提供洁净真空、抽速大等优点成为NBI真空泵的首选。为了提高NBI低温冷凝泵的真空性能与运行经济性，本文对其进行了传热传质分析。主要研究内容如下：　　 ⑴结合NBI低温冷凝泵的结构特点与气载特性，分析并确定了其真空性能与运行经济性的主要影响因素，明确了传热传质分析的优化目标。　　 ⑵从自然循环沸腾换热的角度出发，结合低温冷凝泵对其低温阵列之冷却管内的流型的要求，提出了低温流体循环倍率这一反映泵内流动稳定性与安全性的判据，确定了适合NBI低温冷凝泵的流动组织方式，并基于对低温流体循环回路流动驱动力与阻力的分析结论开发了NBI低温冷凝泵循环特性分析程序，利用该判据与开发的程序分析了入流管内径、回流管内径、冷凝面单位面积热负荷大小等不同因素对NBI低温冷凝泵泵内低温流体循环特性的影响，确定了提高NBI低温冷凝泵泵内传热传质性能的方向与可采取的措施。　　 ⑶分析了NBI低温冷凝泵低温阵列之人字形挡板与低温冷凝板的热负荷来源及大小，并基于热力学平衡理论建立了描述人字形挡板与冷凝板温度分布的微分方程及其边界条件，结合有限元分析软件分析了人字形挡板与低温冷凝板的温度分布特性，确定了热负荷大小、结构参数等不同因素对温度分布的影响，确定了提高人字形挡板与低温冷凝板的温度分布特性的方向与可采取的具体措施。　　 ⑷通过对NBI低温冷凝泵之热量传递特性的分析，提出采用吊挂结构与高真空多层绝热并充分利用回气冷量的绝热设计，可获得优良的绝热性能，给出了优化后的LHe杜瓦内部结构。　　 ⑸以NBI漂移管道为基础搭建了实验平台，对基于以上研究结论而设计的低温冷凝泵的低温真空性能进行了实验验证。结果表明，采用此设计的泵具有优良的真空性能，能满足NBI对真空泵的要求。