摘要
中国聚变工程实验堆(CFETR)是由中国研发的“ITER-like”型聚变实验堆项目。包层是聚变堆的核心部件之一,其主要功能是:生产和输运聚变反应所需的氚;将包层核热通过冷却流道载出;同时具有屏蔽中子的功能。 本研究基于CFETR实验堆的设计要求,提出了一个BIT(breeder inside tube)氦冷固态包层概念,作为CFETR包层的备选方案之一。在包层物理设计方面,通过一维中子学径向方案设计,对氦冷固态包层的尺寸参数、材料及其份额进行了合理选择。在此基础上,基于BIT包层概念,对该包层进行了详细的结构设计。本文建立了具有BIT氦冷固态包层结构的聚变堆三维中子学计算模型,分析了包层的氚增殖率(达到1.21)和核热分布等中子学性能;对BIT氦冷固态包层进行了热工水力学分析和结构力学初步分析,分析结果显示,包层设计均满足其设计要求。