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聚变能被认为是最有潜力成为一种清洁、安全、可持续的能源。然而，聚变堆高昂的造价，使得未来实验堆以及商用堆的经济性问题备受关注。聚变电站的经济性受到其设计本身和外部社会环境因素的影响，使得聚变堆的设计也需要进行不断优化，由此会带来很大的工作量。因此，通过快速估算聚变堆的堆芯物理参数、反应堆结构与工程参数、评估其成本与经济性，开展参数分析和优化以寻找最优的聚变堆设计参数区间，具有很重要的意义。 本文充分研究了国内外聚变堆设计与分析、系统分析程序发展的现状和特点，总结了聚变堆系统分析工作的实际需要，在此基础上，(1)研究设计了聚变堆设计参数优化与经济性评估计算的分析体系，其内容涵盖堆芯等离子体物理参数计算、聚变堆结构建模和聚变电站成本与经济性评估，体现聚变堆系统关键参数之间的耦合关系，并采用遗传优化算法和灵敏性分析方法辅助参数设计与分析优化，丰富了系统分析体系;(2)基于FDS团队前期聚变系统程序SYSCODE1.0和2.0研发的工作基础，研发了具有更高适用性和灵活性的聚变系统程序SYSCODE3.0:a)在计算模型方面，提高了程序计算的自洽性、准确性和聚变堆建模分析的适用性;d）采用模块化设计，不同计算模块可以独立运行，提高了程序的可维护性;e）将所有变量作为输入参数，使用户可以建立特定的聚变堆模型开展优化分析，提高了程序的灵活性;(3)以ITER的基准设计和美国ARIES System Code(ASC)程序的算例作为测试例题开展模块测试，以及和国际同类聚变系统程序开展了基准校验，分析和验证了SYSCODE3.0的正确性和可靠性。 为了验证SYSCODE3.0在聚变堆经济性评估和系统分析方面的适用性和应用价值，本文开展了两方面典型的应用工作:(1)中国聚变工程实验堆两种候选设计方案的成本评估与分析研究，考虑开展聚变堆材料测试研究和中子辐照效应研究的情况，根据根据聚变材料测试对中子辐照的需求，计算了实现材料每个原子平均离位(dpa)所需要的成本。结果显示相对于超导托卡马克，相同聚变功率的铜导体托卡马克方案在实现较小的材料辐照损伤的情况下成本小而且运行时间短;(2)本文提出一种感应驱动和自持加热的长脉冲聚变堆运行方案，开展了相关参数设计优化和经济性研究工作，并且分析了等离子功率平衡的稳定性。