自然循环条件

这些条件是：

（1）存在温差（有热源与热阱）；

（2）热源处在比热阱要低的位置；

（3）热源与热阱之间的流体是连续的。

首先要存在温差，才可能会有两部分流体，其中一部分的温度是高的，另一部分的温度是低的。温差是必要的，因为有了温差才能引起密度差，而密度差是驱动力。

温差要能够持续维持，否则自然循环将会停止。因此热源需要不断地向流体添加热量，而热阱需要不断地从流体排出热量。否则，冷热流体的温度会很快趋于一致，循环也就停止了。

其次，热源要位于较低的位置，而热阱位于较高的位置，这样才能让热流体可以浮升，而冷流体可以沉降。

当然，热区和冷区之间还必须被流体填满，这样流体才能够流动起来。

应用

游泳池式反应堆就是一个很好地利用自然循环冷却燃料棒的堆型。核电厂的乏燃料池也是利用自然循环冷却乏燃料的衰变余热的，此时热源是燃料棒，热阱是周围的水池。

燃料棒底部的水吸收了来自燃料棒释放的热量后，温度升高，密度降低。重力驱动下把周围的冷水推进燃料棒区域，而把热流体挤出去，形成自然循环。而热流体在流到燃料棒顶部后，和周围的冷水混合，降低了温度。这样水池的温度就会不断上升，为了能够把自然循环维持下去，必须用其他的换热器对水池里的水进行降温（热阱）。

一般来说，冷源和热源之间的温差越大，热驱动头就会越大，因此自然循环的流量也会越大。但是需要注意的是，要避免热流体沸腾，因为沸腾会引起相变使得循环有可能被中断。两相流的自然循环也是可能发生的，但是由于气液之间存在分离的可能性，因此比较难以维持。

在核电厂中，有些参数可以用来作为是否存在自然循环的判别依据。例如对于压水堆核电厂，以下参数可用于判断自然循环是否存在：

（1）冷却剂系统冷热腿的温差，应该是满功率温差的25%~80%，温差应该基本稳定或略有下降。这意味着堆芯的衰变热正在被不断地移出，堆芯的温度得到维持或降低。

（2）冷热腿的温差需要被维持或者略有下降。

（3）蒸汽发生器二次侧的压力应该跟随一回路的温度，这意味着蒸汽发生器可以从一回路移出热量。

为了确保一回路有足够的自然循环，需要把稳压器的水位维持在50%以上，并保持一回路有足够的欠热度（例如某核电厂要求欠热度大于8℃），蒸发器的水位保持在比正常水位高的状态，这样能够有足够的热阱，确保一回路的热量能够被移出，避免一回路发生沸腾。因为一旦发生沸腾，很容易让自然循环发生中断（美国三哩岛事故的教训）。2100433B

1、自然循环是指在闭合系统中仅仅依靠冷热流体间的密度差形成的浮升力驱动流体循环流动的一种能量传输方式.

2、分离后的液体靠位差经两个极室下部入口形成循环勿需泵加压称为自然循环.自然循环单元槽内部结构与强制循环主要差别是各极室内增加套筒式循环管以保证液体均匀流过膜的表面使膜不受损坏

3、种循环主要是由于溶液密度差引起的故称为自然循环.为了使溶液有良好的循环中央循环管的截面积一般为其余加热管总截面积的40～100%。

自然:万物父母,自然循环:万物生存的基础.在相对封闭的地球系统结构内部的总体循环,由多个分枝结构组成的系统循环,其中包括:水循环,大气循环,热循环(热平衡或能量分布循环),生物结构体系的平衡性循环,各种生命体的内循环等等.

自然循环的重要性在于,没有任何生命体能够超出其所存在的自然循环中的总循环过程,忽视这种总体循环的平衡性或合理性后,等同于自杀.其中包括进入太空的飞船或其他搭载生命体的结构,其本身也必须为其搭载的生命结构构建基本的自然组件,但目前为止,那些基本构件还无法做到自然循环的水平,仅仅局限于部分组件的内循环过程,甚至于连基本的循环结构都无法组成.

自然循环锅炉的优点是可以利用连续排污和定期排污来调整和保证炉水品质，因而对给水品质要求不太高。自然循环锅炉的水容积和蓄热能力较大，对自动化控制水平要求较低。由于蒸发受热面的流动阻力不需要给水泵来克服，因而给水泵的耗电量较少。与强制循环锅炉相比，不需要在高温条件下工作的循环水泵，因而工作较可靠。自然循环锅炉的流动压头很小，给水冷壁管的布置带来一定的困难。为了降低循环回路的阻力，水冷壁管和下降管的直径较大，管壁较厚，并需要汽包，使得钢材的使用量较大。自然循环锅炉因为有壁很厚的汽包，所以锅炉的启动时间很长，中压锅炉 需3〜4h,高压锅炉需4〜5h，超高压锅炉需6~7h。