در این مقاله، ابتدا یک سیکل ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد لوله‌ای و توربین گاز با بازیاب حرارتی، به عنوان سیکل پایه در نظر گرفته شده است. از آنجائی که بازیافت حرارت از گازهای خروجی توربین گاز جهت تولید بخار و تزریق آن به محفظه احتراق و هم­چنین افزایش سیستم سرمایش تبخیری هوای ورودی کمپرسور و تزریق آب به هوای ورودی، فناوری­های شناخته شده جهت افزایش کارآیی می‌باشند، برای ارتقاء سیکل پایه به کار برده شده‌اند. با مدل‌سازی الکتروشیمیایی پیل سوختی و مشخص نمودن افت ولتاژهای درون آن، ولتاژ پیل سوختی در شرایط کاری متفاوت به دست می‌آید. پس از تحلیل الکتروشیمیایی، به مدل‌سازی ترمودینامیکی اجزاء سیکل پرداخته می‌شود. نتایج حاصل از مدل‌سازی، مزایای سیکل‌ ارتقاء یافته آن با تزریق هم­زمان بخار و آب را نسبت به سیکل پایه نشان می‌دهد، که توان خروجی آن، 95/18 درصد نسبت به سیکل پایه افزایش یافته است. در پایان مقایسه پارامتری عملکرد سیکل نسبت به سه عامل مهم چگالی جریان پیل سوختی، نسبت فشار تراکم و دبی جرمی سوخت صورت گرفته است.