多功能聚变裂变混合实验堆FDS-MFX主要用于验证混合示范堆的建造和运行技术，特别是针对聚变裂变混合乏燃料焚烧示范堆FDS-SFB的概念，发现以及解决将来建造与运行混合示范堆中可能遇到的问题，为未来混合示范堆的建造和运行提供一定的参考，也可以为混合堆等离子体技术和核技术的发展提供一个良好的实验平台。　　 包层是聚变裂变混合堆中最关键的功能部件之一，本论文针对FDS-MFX的定位和功能要求，对FDS-MFX的包层进行了设计研究。裂变燃料区冷却剂采用氦气，氚增殖采用液态铅锂。包层的实验分三个阶段开展：第一阶段采用纯氚增殖包层，第二阶段采用铀燃料氦冷包层，第三阶段采用乏燃料氦冷包层。其中第二阶段前期的外包层全部为天然铀模块，后期将部分天然铀模块更换为高浓缩铀模块，使其在局部达到实验要求的高功率密度水平。　　 在充分调研的基础上，针对第二阶段氦冷高浓缩铀模块包层及辅助包层系统进行了系统性的概念设计。根据包层的设计原则与目标，进行了包层结构的详细设计和相关的氦气辅助系统、铅锂辅助系统和氚系统的概念性设计。针对包层系统的换料和维护需求，给出了多包层模块扇段整体维护方案。对反应堆的安全系统进行了设计研究，使用非能动理念进行了事故余热排出系统的设计。本文提供了一个完整的包层系统设计方案。　　 基于包层的结构和辅助系统的设计，对包层性能展开了系统性地分析和论证。进行了三维中子学、热工水力学和结构力学的计算和分析。结果表明，裂变燃料以及结构壁的温度在设计限值内，铅锂流动可以设计得较为缓慢，不会造成显著的MHD效应，包层的结构应力在允许的范围内。　　 为验证安全系统设计的合理和可行性，针对全场断电、失流和失冷等典型事故，使用反应堆系统分析程序RELAP进行包层、一回路主要系统和事故余热排出系统的建模，并在此基础上进行了瞬态安全分析。结果表明，在所研究的典型事故工况下可以将包层余热导出，不会导致裂变燃料熔化和放射性核素泄漏，安全系统具有非能动特性。