在核电厂中，一回路冷却剂循环通过堆芯将能量带出，最终通过透平过程转变为电能。根据反应堆的设计不同，透平过程可以直接由一回路冷却剂驱动或者由从一回路获得能量的二回路流体驱动。冷却剂系统回路的数量为一个一回路系统及一个或多个二回路系统的数量总和。对于沸水核反应堆（BWR）和高温气冷堆（HTGR）系统，通过核反应堆堆芯产生的蒸汽或高温氦气，直接用于透平机的做功，则构成单回路系统。而沸水堆的单回路系统一般基于朗肯循环（Rankine Cycle）运行（图1-1）。尽管目前还不具备高温气冷堆所需要的高温透平技术，但其仍然具有采用如图1-2所示布雷顿循环（Brayton Cycle）的潜力。

而压水核反应堆（PWR）和加压重水反应堆（PHWR）则为两回路系统。该类系统需要将冷却剂保持为名义过冷的状态。而透平机则由二回路所产生的蒸汽来驱动。图1-3示出了压水堆蒸汽动力循环的组成。

图1-1　单回路直接冷却朗肯循环

图1-2　单回路直接冷却布雷顿循环

液态金属冷却快中子增殖堆（SFBR）则使用三回路系统：一回路钠冷系统，中间钠冷系统，以及蒸汽/水的透平-冷却剂系统（图1-4）。三回路系统主要用于隔绝带放射性的一回路钠与蒸汽/水的三回路的直接接触，而三回路则为与常规电厂相同的透平机和凝汽器等组成的蒸汽-水循环。(www.daowen.com)

用于反应堆的各种热力循环典型特征总结见表1-2。对于典型朗肯循环和布雷顿循环的分析请参见相关的工程热力学教材。

表1-2　5种动力堆堆型热力循环的典型特征

图1-3　两回路蒸汽动力循环

图1-4　三回路蒸汽循环动力系统