本发明属于核电机组技术领域，具体公开了一种一体化小型反应堆核电机组的系统与堆机运行方法，包括一体化反应堆、汽轮发电机组、主要控制系统以及堆机运行方法；一体化反应堆包括压力容器、汽水分离器以及正常余热排出系统；压力容器内设有反应堆控制棒驱动机构和直流式蒸汽发生器，直流式蒸汽发生器的出口与汽水分离器的入口连接；正常余热排出系统的进出口与堆芯一回路管道相连接；汽轮发电机组包括汽轮机入口蒸汽调节阀、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、除氧器、给水泵、给水调节阀、旁路蒸汽排放阀、分离器疏水排放阀以及发电机；本发明能够满足机组功率运行阶段、启动及停运过程中的内外部需求，并具备机组输出功率快速调节的能力。