Газотурбинная установка в регенеративном цикле работает по принципу, который позволяет использовать теплоту выхлопных газов для подогрева в рекуператоре сжатого осевым компрессором воздуха перед поступлением его в камеру сгорания.
Поскольку энергия рабочего тела ГТУ (газов, выходящих из камер сгорания) пропорциональна давлению газов в камере сгорания и их температуре, то повышение температуры циклового воздуха за счет утилизации тепла выхлопных газов позволяет развивать ту же мощность ГТУ при меньшем количестве топливного газа (повышение кпд ГТУ).
Высокие значения температуры за камерой сгорания и степени сжатия осевого компрессора при общем ресурсе ГТУ более 100 тыс. часов и межремонтном пробеге 30 тыс. часов являются характеристиками конструктивного совершенства установки.
Термодинамический цикл ГТУ можно кратко охарактеризовать следующим образом. Окружающий воздух засасывается через фильтрующие элементы в осевой компрессор, в котором его давление повышается до 6-7,7 кгс/см2 (в зависимости от температуры наружного воздуха и частоты вращения ТВД), а температура возрастает до 270 °С. Затем, сжатый воздух отводится через обечайку по трубопроводу «холодной линии» в рекуператор.
В рекуператоре выхлопные газы от работающей турбины проходят через трубный пучок, и часть своей тепловой энергии передают сжатому воздуху. Из рекуператора сжатый подогретый воздух с высокой тепловой энергией по трубопроводу (горячая линия) поступает в коллекторы камер сгорания, где и сгорает в смеси с топливным газом. Температура продуктов сгорания составляет около 900 °С.
Полученная рабочим телом потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию вращения турбины высокого давления, приводящую во вращение осевой компрессор и силовую турбину, которая, в свою очередь, вращает центробежный нагнетатель.
Система регулирования поддерживает постоянную частоту вращения ротора турбокомпрессора, исключая работу на промежуточных оборотах, разрушающих лопатки компрессора.
Отдав основную часть энергии СТ, отработавшее рабочее тело (выхлопные газы) с давлением 1,01 кгс/см2 и температурой 400-540 °С поступают в рекуператор на теплообмен с цикловым воздухом и (параллельно) на теплообмен с водой в котел-утилизатор. Перед котлом-утилизатором установлена заслонка, при закрытом положении которой, весь поток выхлопных газов проходит через рекуператор.