电子束熔炼作为一种优异的真空冶炼技术，其核心部件水冷坩埚的结构设计尤为重要，坩埚的冷却性能将直接影响电子束熔炼的效果及安全。通过理论分析、数值模拟、试验考核，研究了坩埚水道结构、熔池形貌对坩埚冷却能力的影响。通过坩埚选材、熔池利用率分析、能量损耗分析和冷却计算确定了坩埚结构，建立了数值仿真模型，采用模拟计算方式对比了两种熔池形貌的坩埚在不同装料量下的冷却性能，并针对性能优异的坩埚开展了试验考核。结果表明：模拟不同锭厚条件下，坩埚B的冷却水温度和坩埚表面温度较坩埚A均偏低，坩埚B的熔池形状和水道结构匹配更合理，散热效果更好。试验考核过程中坩埚B状态稳定，满足设计要求。