对于在高能核电站中有良好应用前景的超临界CO2布雷顿循环（SCO2-BC）,回热器对其系统性能有重要影响,而且超临界CO2（SCO2）物性随温度和压力变化剧烈。印刷电路板式换热器（PCHE）由于具有耐高温、耐高压、结构紧凑等优点,被做为SCO2-BC回热器的最佳选择之一。因此,探究变物性条件下,不同结构PCHE的流动和传热性能,并对其结构进行多目标优化,对减小不可逆损耗、改善PCHE的综合性能、提高SCO2-BC的整体性能有重要意义。本文基于理论推导和数值模拟,对比分析了不同截面形状PCHE的综合换热性能和（火积）耗散数,并对半圆形截面之字形（Zigzag）流道进行了多目标优化。主要工作内容和结论如下:（1）针对通用逆流换热器模型,基于理论和变分法,推导出在耗散最小时的冷热流体温度分布,最小（火积）耗散数、（火积）传递效率与总传热单元数的关系式,以及最小（火积）耗散数、最小热阻与效能的关系式。结果表明:当（火积）耗散最小时,冷热流体温差为常数,且随着总传热单元数的增大,温差逐渐减小;总传热单元数的选取要综合考虑换热性能和不可逆损耗;（火积）理论比熵产理论更适用于换热过程的分析和优化。（2）采用数值模拟方法,在相同的当量直径0.92 mm下,研究了三种不同截面形状（半圆形、圆形和正方形）Zigzag流道PCHE的流动和传热性能,并以综合性能因子和（火积）耗散数为综合评价指标对其进行对比。结果表明:在相同的工况参数下,圆形截面流道具有较好的流动性能和传热性能,正方形截面流动性能最差,半圆形截面传热性能最差,但半圆形截面的温度场相对比较均匀;半圆形截面换热量最大,分别比圆形截面、正方形截面大29.12%、3.12%;半圆形截面流道（火积）耗散数最小,分别比圆形截面、正方形截面小9.33%、13.92%;圆形截面流道综合性能因子最大,热流体综合性能因子分别比半圆形截面、正方形截面大12.35%、30.82%,冷流体综合性能因子分别比半圆形截面、正方形截面大7.88%、21.67%。（3）针对半圆形截面Zigzag流道PCHE,以热流道半径、冷流道半径、Zigzag流道角度为设计变量,以综合性能因子和（火积）耗散数为优化目标进行多目标参数优化。结果表明:在保证综合性能和不可逆损耗最优的前提下,侧重于换热量时,热流道半径为0.75 mm、冷流道半径为0.84 mm、Zigzag流道角度为24.24°的结构最优。在该结构下,PCHE冷流体综合性能因子、热流体综合性能因子分别提高10.34%、12.35%,（火积）耗散数增大17.79%,其整体性能得到改善。