小型可移动式核反应堆电源作为单独的微电网可向军事基地和受灾地区等提供电力供应，主要部件的小型化对于降低核电源系统的重量、实现系统的可移动性十分重要。使用直接冷却的气冷堆结合闭式布雷顿循环，具有电厂布局简单、结构紧凑的优势。本文建立了空气冷却的氦氙闭式布雷顿循环模型，并将换热器的初步设计整合进循环计算流程，回热器使用印刷电路板式热交换器（PCHE），预冷器使用空气冷却的横流式换热器，分别使用一维及二维方法开展换热器设计计算。验证结果显示模型计算的最大相对误差为2.0%，使用该模型建立了20 MWt小型气冷堆的闭式布雷顿循环，分析换热器设计参数和氦氙摩尔质量对于循环效率和换热器尺寸的影响，结果表明系统的换热器尺寸主要被预冷器所占据，在仅考虑换热器设计的情况下，增大氙气摩尔份额，对于系统净效率和预冷器占地面积都是不利的。