核心原理 核电厂依靠堆芯内可控核裂变链式反应释放原子核结合能，实现能量逐级转换：核能→热能→旋转机械能→工频电能。当前全球商用核电机组以压水堆（PWR）为绝对主流技术路线，采用双回路间接循环结构，实现放射性包容、热效率与运行经济性的综合最优。   一、核裂变机理与能量释放本质 铀-235原子核在热中子轰击下发生核裂变，分裂为两个中等质量数的裂变碎片，并释放瞬发中子、瞬发γ射线及大量裂变产物。 堆芯发热的根本来源是质量亏损效应：裂变后体系总静质量略小于反应前总质量，亏损质量依据质能方程 E=mc^2 全部转化为裂变碎片动能；碎片在燃料基体中高速碰撞并迅速热化，形成密集且稳定的堆芯热源。 为维持反应可控，堆芯设置三大功能体系： 1. 控制棒 采用碳化硼、铪、镉等强中子吸收材料，通过改变插入深度精确调控反应性，实现机组启动、功率升降、稳态运行及事故工况下紧急停堆（SCRAM）。 ​ 2. 慢化剂 以轻水作为慢化剂，将裂变产生的快中子减速至热中子能区，显著提高铀-235裂变截面，保证链式反应持续稳定。 ​ 3. 冷却剂 高压轻水同时承担冷却功能，在过冷高压状态下避免整体沸腾，持续高效导出燃料元件热量，保障堆芯热工水力安全。   二、热量传递与蒸汽发生系统 压水堆采用一、二回路完全物理隔离设计，从系统架构上杜绝放射性流体进入汽轮发电机侧。 一回路冷却剂在约15.5MPa高压下保持单相液态，将堆芯裂变热输送至蒸汽发生器，通过传热管加热二回路给水，产生高温高压饱和蒸汽。冷却剂经降温后由主泵送回堆芯，形成封闭的一回路循环。   三、汽轮发电与冷凝回热循环 高温高压蒸汽进入多级汽轮机膨胀做功，将热能转化为转子旋转机械能；汽轮机同轴驱动同步发电机，产生工频交流电并入电网。 做功后的乏汽进入凝汽器，在负压条件下被循环水冷凝为凝结水，经回热系统升温升压后重新送入蒸汽发生器，完成二回路闭式热力循环。   四、纵深防御与四道实体安全屏障 为防止放射性裂变产物向环境无控释放，压水堆设置四道递进式、独立冗余的实体屏障，构成纵深防御安全体系： 1. 燃料芯块 陶瓷二氧化铀芯块通过晶格固持作用，滞留绝大部分固态裂变产物。 ​ 2. 燃料包壳 锆合金包壳形成密封承压边界，完整包容燃料及气态裂变产物。 ​ 3. 一回路压力边界 由反应堆压力容器、主管道、蒸汽发生器传热管、主泵等设备组成，构成放射性冷却剂的第三道密封屏障。 ​ 4. 安全壳构筑物 预应力混凝土气密承压结构，可耐受设计基准事故压力与温度，作为最后一道屏障，彻底阻断放射性向大气环境释放。