为了综合优化船舶余热回收（WHR）系统性能，建立了超临界二氧化碳动力循环数学模型和经济模型；分析不同设计参数对系统性能的影响，并通过非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对设计参数进行优化,寻找系统最佳设计参数。结果表明，通过NSGA-Ⅱ优化，系统净输出功从308.2kW增加至320.84kW，增加了4.1%；系统平准化能源成本从2.8$/GJ降低至2.58$/GJ，降低了7.9%，系统的热力学性能与经济学性能有了显著提高。