下图为利用高温气冷反应堆冶炼钢铁的原理。它由高温还原气体的制备，直接还原海锦铁的冶炼和利用核发电电能炼钢三部分组成。
a) 高温还原气体的制备
将调整循环的氦气通过高温气冷反应堆加热到1000－1200℃，然后经中间热交换器将二次回路中无放射性的氦气加热到950℃左右，在还原气体装置内将碳氢化物（天然气、重油等）分解成高温的氢和一氧化碳，再经过加热器加热到850℃，然后被输送到冶炼炉去进行还原反应。
2）直接还原法冶炼海绵铁
在还原炼铁炉中，铁矿石制成粉状从炉的上部分层加入，构成多段流动层。850℃的还原气体（H2＋CO）从炉的底部送入，通过分层加热还原，将铁矿粉直接还原成海绵状生铁。还原气体的热源依靠高温气冷堆不断供给，这样反应产生的热能就不断使重油等分解加热，送入还原炉产生反应，将铁矿石冶炼成生铁。
3）利用反应堆发出的电能进一步将海锦铁炼成钢
温度高900－950℃的二次氦气通过重油分解装置和加热装置后仍具有很高温度。在蒸汽发生器内氦气的热量转化为蒸汽的热能，送汽轮发电机组发电。从核反应堆得到的电力，一部分用于将海绵铁冶炼成粗钢，另一部分供厂内外用电。
