增殖包层是实现聚变堆燃料自持的关键功能载体。它具有包容等离子体、沉积并转换聚变能量、增殖聚变燃料氚以及辐射屏蔽的作用。中国在提出聚变工程实验堆(CFETR)概念设计的同时也在研发适用于CFETR的增殖包层。氦冷固态陶瓷氚增殖剂包层具有结构稳定、材料相容性好和无液态金属磁流体动力学(MHD)效应的优点而被国际上广泛研究。包层结构中的第一壁(FW)承受来自堆芯等离子体的热辐射和中子轰击,所处环境极其严酷,是包层中的重要安全部件。本文基于一种氦冷固态包层概念设计,对包层中FW部件进行热工结构性能分析,并优化第一壁冷却剂流道结构,研究FW在事故中的安全特性。首先对氦冷固态包层第一壁进行数值建模,开展了单向流固耦合的热-机械性能分析。在确保网格独立性和质量的前提下,计算正常工况下FW的温度分布和应力分布。分析结果显示,正常设计工况下第一壁最高温度略超出材料温度限值；总应力满足ITER结构设计准则SDC准则评价3Sm限值的要求,但热应力超出规定的限值,需要进行结构优化以降低热应力。冷却剂流道结构优化主要考虑了三种因素：冷却剂流道截面几何大小、相邻流道间距和流道倒圆角半径。另外为了解决弯管处应力集中的问题,还对第一壁弯管内径进行了优化。通过数值模拟分析不同方案下的结构最高温度、最大应力和冷却剂压降。综合对比这些结构尺寸的分析结果,得出优化方案：矩形流道截面取9×9mm2：其倒圆角半径为3mm；相邻流道间距仍为5mm不变,U型弯管处内径801mm。优化后第一壁的温度下降49%,总应力减小33%,且均符合设计要求。最后,依据ITER给出的三种参考事故(真空室内冷却剂泄漏事故In-vessel LOCA、包层盒内的冷却剂泄漏事故In-box LOCA,以及包层盒外的冷却剂泄漏事故Ex-vessel LOCA),叠加包层完全丧失冷却剂的极端情况,利用ANSYS对包层在这些事故工况下的瞬态温度演化进行计算,重点分析了第一壁的安全特性。