射频四极(RFQ)加速器在运行时,真空腔中的微波和束流在腔壁上的热损耗会使腔体温度升高,产生形变和应力,从而改变腔体谐振频率,影响其正常工作。特别地,在CW模式下,RFQ加速器的热损耗更高,谐振频率改变也更大。因此,有必要去设计水冷系统来降低腔体温度,并稳定谐振频率。本论文根据过去人们对RFQ的水冷设计的经验以及自身对CW RFQ水冷设计的探索,总结了利用有限元分析软件对CW RFQ加速器进行水冷设计的方法和流程。包括:估算水冷参数、确定分析模型、制定网格划分方案、初定水冷方案、通过小段模型的热分析修正水冷设计、通过分段模型完成水冷设计、整合结果并给出调谐方案等。在设计过程中,改进了水冷参数的估算方法,制定了操作性强的水冷管道位置设计原则和技巧,完善了CW RFQ水冷调谐的方案并通过模拟计算进行了验证。作为CW RFQ加速器水冷设计的一个实例,论文展示了美国MSU FRIB RFQ加速器的水冷设计结果。在最终的水冷设计下,FRIB RFQ加速器共有118路水冷通道,水管半径为5 mm(底切段的翼管为10 mm),翼管水速1.4 m/s(底切段翼管为1.6 m/s),其他水冷水速1.0 m/s,腔体最高温度约为32℃,主腔体最大应力为20 MPa。腔体的耗水量、温升、应力、谐振频率漂移等均满足了设计要求。以上设计结果已实际应用于FRIB RFQ加速器水路设计中。