核电对调整我国能源结构起到了重要作用,但随着可再生能源发电的快速发展和页岩气引领全球天然气供给的强劲增长,核电的发展受到了挑战。核电机组普遍存在循环热效率低及调峰能力差等问题,第四代新型核反应堆可有效提高核电站的发电效率和固有安全性,但目前还不能实现大规模商业运行。在此背景下,开展核-气联合循环发电系统研究,可增加核电机组的出力,降低发电成本,增强核电机组的调峰能力,提高核电机组灵活性。本文以某984 MW核电机组为研究对象,设计了三种核-气联合循环发电机组方案。利用EBSILON软件建立相应仿真模型,结合单耗分析理论,以机组?效率、机组单耗等参数作为热经济性指标,将三种核-气联合循环系统方案的热经济性与原核电机组的热经济性进行了对比分析,提出了省煤器替代高、低压加热器的核-气联合循环系统方案,计算了该方案配套SGT5-4000F型号燃气轮机时余热锅炉过热器、省煤器的受热面积。对各系统进行了设备投资成本估算及技术经济性分析。结果表明:核-气联合循环系统可提高主蒸汽温度,增加汽轮机输出功率;在三种方案中,省煤器替代高低压加热器时,机组?效率最高,附加单耗最低,发电功率最多。环境温度降低或压力升高会提高燃气轮机效率及联合循环功率,燃气轮机降负荷时,通过补燃天然气可维持核蒸汽发生器进口温度不变,汽轮机仍有较高的输出功率,增强了系统的调峰能力。在余热锅炉换热器中,采用小管径螺旋鳍片管可提高传热系数,降低受热面积。核-气联合循环发电系统投资成本相比原核电机组有所增加,发电成本在特定条件下低于原核电机组。