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能源问题一直困扰着我国经济的发展，而日益严重的环境污染问题也在很大程度上影响着人们的生活质量。核聚变能的开发和利用能有效地解决这两个问题。中国聚变工程实验堆(CFETR)是我国计划自主研发的下一代磁约束核聚变实验堆。它不仅可以填补国际热核聚变实验堆(ITER)与核聚变示范堆(DEMO)之间存在的空缺，而且可以为中国今后建设自己的DEMO积累工程设计和建造经验。偏滤器作为核聚变堆的关键部件之一，不仅要满足等离子体运行的物理要求，而且要实现聚变反应的排热、排灰、排杂质等多方面的功能。开展偏滤器工程研究，对提高偏滤器的可靠性，充分发挥其功能具有重大意义。本文通过结构设计、电磁分析、结构分析、传热分析及结构优化，开展CFETR偏滤器的概念设计及相关的工程研究。论文的主要安排如下: 首先，基于ITER的偏滤器结构和CFETR的总体参数要求，进行了钨铜偏滤器的总体造型设计和热设计，使得偏滤器适应拟运行的等离子体位形的要求。 其次，在结构设计的基础上，结合现有的磁体系统设计参数，运用Maxwell软件进行了详细的电磁分析。求解得到ITER-like单零位形下偏滤器轮廓上极向场和纵场的磁感应强度分布与变化情况，总体场强分布与CFETR的设计基准相符。再运用matlab建立了各线圈的数学模型，求解了截面磁场分布，证明了磁场有限元分析的正确性，这为后续的电磁力求解与结构分析打下了基础。 然后，结合求解出的磁感应强度，运用Ansys-workbench计算了等离子破裂时，偏滤器表面的涡流分布及其电磁力、Halo电流分布及其电磁力，求解结果符合预期。以电磁力为负载条件对偏滤器靶板、连接结构、支撑体进行了结构静力学有限元分析。结果显示，在Halo电流取最大值(75％Ip)时，偏滤器外靶板与cassette body的部分部位应力超过了安全范围。对连接结构进行优化设计后，重新计算得到的所有部件的范梅塞斯等效应力均在200MPa以下。验证了CFETR偏滤器结构设计的合理性。校核时留有足够的安全裕度，保证了偏滤器的可靠性。 最后，使用CFX软件对靶板结构进行流固耦合有限元分析，得到靶板的一个钨串单元在30s热脉冲下各结构材料最高温度的瞬态变化情况;在10MW/m2的峰值热流密度下，钨串可以在一个脉冲周期内建立热平衡。ITER的相关热测试结果显示了这种结构能承受20MW/m2热流超过10s。同时，在钨串升温的过程中，其结构热应力也在安全范围内。