小堆是堆热功率在1000兆瓦(电功率300兆瓦)的先进模块化多用途反应堆,其一、二回路一体化布置,无联络主管道,堆功率密度低,放射性源项少且存量低。操纵员可不干预的时间长,可达7天以上。具有高安全性、一体化、模块化、多用途等主要特点。世界核能发达国家在发展大型核电机组的同时,也都在积极研发模块式小型堆。经过多年的发展,小堆技术更加成熟,但却受制于小堆经济性不高的缺点工程应用迟迟不能落地,本论文在总结现阶段小堆的主流应用方案的基础上,提出AP-USC联合循环的思路,并拟定了 AP-USC串联方案和AP-USC并联方案的原则性热力系统图,试图为小堆的工程应用提供新的方案,在一定程度上提高小堆工程应用的经济性。本文重点对USC、AP-USC串联方案、AP-USC并联方案等进行了热力学计算,得出系统的循环效率、煤耗率等主要热经济性指标。进一步计算了各方案的污染物排放情况,最后使用平准化发电成本计算方法对小堆、USC、AP-USC串联方案、AP-USC并联方案进行了经济评估。通过计算可知AP-USC串联方案、AP-USC并联方案都可以大幅降低机组的发电煤耗,节能减排效果明显,同时其经济性与USC接近或相当。