预热型超临界二氧化碳布雷顿循环在燃气轮机余热回收应用领域中具有较高的发展潜力，对其开展性能分析与优化研究具有重要意义。应用有限时间热力学理论，首先建立了变温热源条件下存在有限温差传热、不可逆压缩、不可逆膨胀等不可逆因素的预热型超临界二氧化碳布雷顿循环模型，并对其进行数值模拟，然后分析了工质质量流率、压缩机和透平效率、压比、换热器热导率以及分流系数对循环?效率的影响，接着在总热导率一定的约束下，以?效率最大为目标对预热器、加热器、回热器和冷却器的热导率分配比进行了优化。结果表明：随着工质质量流率的增大，可通过降低加热器和回热器热导率、提高冷却器和预热器热导率的方式提升循环?效率，且在考虑四个换热器热导率分配比的情况下，?效率最大所对应的工质质量流率范围在92～95kg·s-1，功率可达到11.8～12.05MW；经由优化后，循环?效率相比于初始设计点可提高17%以上，其所对应的循环热效率可达到34%以上，循环净功率可达到10.98MW以上。本文模型具有一定的普适性，研究结果可为实际工程装置的设计与运行提供理论指导。