自1942年意大利裔科學家恩利克·費米在美國芝加哥體育場的地下室建設了世界上第一座可控制核裂變反應的核反應堆以來，核反應堆的發(fā)展已經走過了3代，目前穩(wěn)定地供應了全世界11%的發(fā)電量；中國大陸民用核能的發(fā)展，從1991年秦山一期反應堆投運至今，已經走過了近30個年頭，2019年核能發(fā)電量達到3500億kW·h，占比達到4.88%，二氧化碳減排達到2.8億t。與水電一起，成為最重要的非化石能源的來源之一。
　　核能系統(tǒng)在能源供應問題中，還涉及諸如核動力艦船、空間推進動力和電源等尖端科技問題，這些是國家安全的基石。而人類的終極能源系統(tǒng)中，最為誘人的就是核聚變能源。這些問題關乎我們人類的可持續(xù)發(fā)展。而在未來的深空探索和星際航行中，核能是唯一可能的能量來源。
　　在這些核能系統(tǒng)構成中，如何管理系統(tǒng)的熱量是一個核心問題。原則上只要能及時排出所產生的熱量，核反應堆就可以釋放出無限的功率。而在任何工況下如何安全有效地排出熱量，以及其經濟性問題，就是核反應堆熱工水力學基礎的研究內容，具體涉及核能系統(tǒng)的釋熱特點、計算模型和具體計算方法，涉及從核燃料元件通過熱傳導將熱量傳遞到燃料元件的表面及其影響因素；從燃料元件表面通過對流傳熱將熱量傳遞給一次側冷卻劑并輸送到蒸汽發(fā)生器，這個過程中所涉及的壓降等問題；沸水堆在正常工況下，以及壓水堆在一些特殊工況下可能涉及的兩相流動問題，以及處于兩相流條件下的傳熱、噴放時的臨界流動、流動不穩(wěn)定性及其控制等問題。還要討論在核反應堆設計中所遵循的程序、方法和相關的熱工設計限值。最后還要討論核反應堆在經歷工況變化和事故條件下的瞬態(tài)問題，在瞬態(tài)中可能會發(fā)生的現(xiàn)象，以及一些典型的事故工況發(fā)生時的事故序列和進程及影響因素。
　　本書是編者在參考國際相關主流文獻和教材的基礎上，對個人過去近15年教學工作的總結；也是編者在承擔研究生課程及在項目研究過程中，對如何從基礎理論角度提高學生對堆芯傳熱和流動等的工程問題認識的經驗反饋。因為多種原因，目前市面上的相關教材很少，不能滿足核工程類專業(yè)教學的需要，希望本書的出版能夠填補這個空缺。編者在學堂在線開設該課程，歡迎各位通過掃描封底二維碼進入學習和交流。
　　由于編者水平有限，書中疏漏之處在所難免，希望讀者和使用本書的廣大師生批評指正。