本实用新型公开一种末级水移热床层氨合成反应器，包括氨反应器、汽包、锅炉给水加热器和热水泵，氨反应器设置有氨反应器外筒，氨反应器外筒内设置有氨反应器内件，氨反应器内件包括由上至下依次连接设置的一级绝热催化剂床层、一级层间换热器、二级绝热催化剂床层、二级层间换热器、末级催化剂床层，末级催化剂床层内设置有水移热换热器，锅炉给水管与锅炉给水加热器连通且锅炉给水加热器通过汽包补水管与汽包连通；本实用新型末级催化剂床层反应热量通过埋在催化剂床层的水移热管束内部水及时移走，并副产12.0MPa饱和蒸汽，确保催化剂床层反应热不聚集不累积，催化剂床层温度始终控制在～340℃，温度远离平衡曲线，床层出口氨含量41.53％。