本申请公开了一种临界热流密度增强试验装置，该临界热流密度增强试验装置包括：隔离筒，隔离筒的第一端具有用于安装试验体的安装位和用于敞开试验体的第一端面的下敞口，隔离筒的第二端敞开且具有连接法兰；转接法兰，转接法兰与连接法兰相连；加热体，加热体安装于隔离筒内，且加热体的第一端面用于与试验体的第二端面贴合，加热体具有沿轴向的加热孔；加热器，加热器安装于加热孔；压装法兰，压装法兰压装在加热体的第二端面上，且通过螺纹连接件与隔离筒的第一端可拆卸地相连。本申请的临界热流密度试验装置为分体式结构设计，可实现试验体的方便、快速拆装更换，并且可以重复使用加热体，可以极大地降低试验成本，并提高试验效率。