自第四代核能系统发展以来,超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环受到了广泛的关注。本文研究了各种参数变化对S-CO₂布雷顿循环的影响,分析比较了不同布局方式的S-CO₂布雷顿循环、不同布局方式的S-CO₂联合循环的热力学性能,进行系统优化,寻找最佳工况。本文使用Ebsilon软件建立了不同布局方式的S-CO₂布雷顿循环,对不同循环的性能进行了对比分析;以再压缩S-CO₂布雷顿循环系统为研究对象,分析了循环最高温度、主压缩机出口压力、压缩机分流系数、各部件效率等对循环效率的影响;使用Ebsilon软件,将不同布局方式的S-CO₂布雷顿循环作为顶部配置（Top Configuration）,将其与有机朗肯循环（ORC）系统或跨临界二氧化碳（T-CO₂）循环系统相结合,建立了不同布局方式的联合循环,并进行了对比。随后研究了ORC透平入口温度、ORC冷凝出口温度、ORC中不同的有机工质、T-CO₂循环条件等对再压缩S-CO₂/ORC联合循环或再压缩S-CO₂/T-CO₂联合循环性能的影响,从而得到系统的优化方向。最后,以再压缩S-CO₂/ORC联合循环为例,分析各部件（火用）损和（火用）效率随循环参数变化时的情况,从（火用）的角度确定联合循环最佳工况。对循环模型进行对比分析可以得出:利用Ebsilon所构建的模型模拟结果与相关实验值吻合度较好,循环模型符合模拟要求,本文研究具有可靠性。联合循环相对于其独立的S-CO₂布雷顿循环性能有所提升,联合循环的研究具有重要的实际意义,是系统的优化方向之一。在再压缩S-CO₂/ORC联合循环中,当异戌烷为ORC的循环工作流体时,系统的循环性能最优,建议采用异戌烷作为ORC循环工质进行联合循环的优化;在循环参数变化过程中,加热器造成的（火用）损始终最大,加热器的（火用）效率始终最低,这是由于热交换过程的不可逆性引起的。使用（火用）分析能够更好的确定系统中性能较低的部件,更好的开发节能潜力。