Für ein System, das die Wärmerückgewinnung durch einen thermischen Kreislauf nutzt, ist die Lösung des Problems der gegenseitigen Abhängigkeit zwischen dem Wirkungsgrad des thermischen Kreislaufs und der Nutzungsrate der Wärmequelle der Schlüssel zum Aufbau eines effizienten Wärmeabsorptionssystems. Anhand des überkritischen Kohlendioxidzyklus mit dem Ziel, den Bereich der Wärmerückgewinnung zu erweitern und somit die Effizienz der Wärmerückgewinnung zu erhöhen, wurde ein neuer Zyklus aufgebaut, nämlich der teilweise Expansionszyklus, der mit der Wärmerückgewinnung aus den Abgasen der Gasturbine gekoppelt ist, liegt der Wirkungsgrad der Stromerzeugung bei 28,62%, der Wirkungsgrad des thermischen Kreislaufs bei 34,03% und die Nutzungsrate der Wärmequelle bei 84,11%. Zur Demonstration der Vorteile des teilweisen Expansionszyklus wurde ein Wärmerückgewinnungssystem, das jeweils auf einem Brayton-Zyklus mit einmaliger Erwärmung und einem Brayton-Zyklus mit Rekompression basiert, aufgebaut, und es wurde ein Vergleich zwischen den 3 Zyklen anhand einer thermodynamischen Analyse mit der Anwendung des ersten und zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass der Wirkungsgrad der Stromerzeugung des teilweisen Expansionszyklus höher ist als der der beiden anderen klassischen Zyklen; bei der Analyse des Zyklenprozesses wurden die Gründe für die erhöhte Effizienz des teilweisen Expansionszyklus offengelegt, nämlich dass die teilweise Expansionsstruktur den Bereich der Wärmeaufnahme erweitert, was die Nutzungsrate der Wärmequelle erheblich erhöht und somit den Wirkungsgrad der Stromerzeugung erhöht.

Wärmerückgewinnung; überkritischer Kohlendioxidzyklus; teilweise Expansion; Nutzungsrate der Wärmequelle