Der Druckwasserreaktor hat zwei getrennte Kreisläufe für die Turbine und den Reaktor: den Primär- und den Sekundärkreislauf. Im Primärkreislauf durchfließt das Kühlmittel (Wasser) den Reaktorkern. Dort wird es im Reaktordruckbehälter über die von den Brennelementen erzeugte Energie aus der Kernspaltung von circa 291 °C auf circa 326 °C erhitzt. Da das Kühlmittel unter einem Druck von circa 157 bar steht, siedet es auch bei diesen hohen Temperaturen nicht.

Schema eines Druckwasserreaktors (zum Vergrößern anklicken) (Abbildung: GRS)

Das erhitzte Kühlmittel aus dem Reaktordruckbehälter wird in die Heizrohre des sogenannten Dampferzeugers geleitet. Der Dampferzeuger stellt die Schnittstelle zwischen Primär- und Sekundärkreislauf dar. Die Wärme wird so an das Wasser im Sekundärkreislauf (Speisewasser) abgegeben, das die Heizrohre umgibt. Nach der Wärmeübertragung im Dampferzeuger wird das abgekühlte Kühlmittel im Primärkreislauf zurück in den Reaktordruckbehälter gepumpt. Da der Druck auf der Sekundärseite des Dampferzeugers nur circa 64,5 bar beträgt, verdampft das Speisewasser dort bei circa 280,5 °C. Der entstehende Dampf wird durch Turbinen geleitet. Ein nachgeschalteter Generator wandelt die Bewegungsenergie (beziehungsweise Rotationsenergie) der Turbine in elektrische Energie um. Danach wird der Dampf abgekühlt, in einem Kondensator niedergeschlagen und als Wasser wieder in den Dampferzeuger zurückgeleitet. Die zuvor beispielhaft angegebenen Temperaturen und Drücke können sich je nach Auslegung des DWR etwas unterscheiden.