Естественная циркуляция: Природна або штучна циркуляція рідкого теплоносія в опалювальній системі

alexxlab
13.05.2023
Комментарии: 0

Содержание

Природна або штучна циркуляція рідкого теплоносія в опалювальній системі

Якщо Ви прийняли рішення установки опалювальної системи, яка використовує рідкий теплоносій, варто звернути увагу на те, як сам теплоносій буде циркулювати в системі.

Є два варіанти – природна циркуляція і штучна.

Раглянем варіант системи з природною циркуляцією. Рідина переміщається в системі в результаті гідростатичного напору. Такий натиск з’являється в системі через різні температур теплоносія в міру пересування його по системі. Якщо заглиблюватися в принцип самого процесу, то тут вирішальним фактором є навіть не різні температури, а різна щільність рідини. Тобто, чим теплоносій тепліше, тим нижче у нього щільність, відповідно тим він і легше. Аналогічно, як і тепле повітря, гаряча вода піднімається вгору, холодна ж опускається вниз по системі. Також важливим фактором в опалювальній системі з природною циркуляцією, є різна висота різних частин системи.

Опалення з природною циркуляцією рідкого теплоносія.

Природна циркуляція в опалювальній системі працює наступним чином:
рідина спочатку нагрівається в опалювальному котлі а потім по головному стояку піднімається вгору. Підніматися її змушує різницю температур, крім цього її підштовхує остившая рідина, яка повертається в котел. Вгорі стояка розташований розширювальний бак, від якого розходяться подають гілки трубопроводу, по яким гаряча вода подається в радіаторні батареї, а від батарей повертається знову в котел. Подають труби і труби зворотної лінії встановлюються під нахилом, що також сприяє руху теплоносія. У міру руху, теплоносій віддає тепло приміщенню і остигає, а завдяки цьому ще швидше рухається в низ по системі.

У такій системі опалення швидкість теплоносія залежить від різниці температур і різниці висот. Найбільш гаряча вода завжди знаходиться біля головного стояка, відповідно і теплова потужність там буде найвища. Приміщення, які знаходяться далі по руху теплоносія, будуть прогріватися гірше. Тому природна циркуляція в системі опалення не підходить для великих будинків. Але, для будинку, загальною площею до 100 м / 2 підійде відмінно. Головним плюсом такої системи є енергонезалежність.

Опалення з штучної циркуляцією рідкого теплоносія.

Опалювальні системи використовують штучну циркуляцію, позбавлені всіх мінусів, які присутні в системі із застосуванням природної циркуляції. Вода в такій системі циркулює примусово, за допомогою циркуляційного насоса. Насос встановлюється там, де температура теплоносія найнижча, як правило, на зворотну особову. Установка такого насоса позбавляє від необхідності прокладання труб під ухилом, а також дозволяє використовувати більш тонкі труби. Така можливість здешевлює саму конструкцію трубопроводу і його проектування.

Оптимальним рішенням є використання насоса з автоматичним регулюванням потужності, в залежності від умов. Вони найбільш економічні, адже не працюють на повну потужність постійно, відповідно витрачають менше енергії.

Опалювальні системи з штучної циркуляцією рідкого теплоносія здатні швидко переміщати ще не остиглий теплоносій по трубопроводу, доставляючи його в віддалені ділянки. Таку систему доречно використовувати в больших будинках. Також ще один плюс – можливість використання незвичайної конструкції, наприклад теплої підлоги.

Система отопления с естественной циркуляцией: принцип работы

Система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (гравитационная система отопления) не имеет в своей конструкции циркуляционных насосов, а циркуляция теплоносителя осуществляется путем использования природных физических законов. Ее большим плюсом есть то, что она является весьма долговечной и не требует для своего функционирования наличия дополнительных источников энергии и дорогостоящего оборудования. При правильном проектировании и качественно выполненном монтаже гравитационная система отопления может работать без капитального ремонта не менее 35-40 лет. Она характеризуется небольшой протяженностью трубопроводов (ограничен радиус действия по горизонтали до 30 м), низкие гидравлические напоры и потери давления.

Система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя (гравитационная система отопления) была изобретена и запатентована в 1832 г. русским инженером-металлургом, членом-корреспондентом Российской академии наук П. Г. Соболевским.

Принципиальная схема гравитационной системы отопления состоит из теплогенератора (отопительного котла), подающего и обратного магистральных трубопроводов, расширительного бака, и отопительных приборов (радиаторов).

Нагретый в теплогенераторе теплоноситель поступает по подающему и горизонтальным трубопроводам в нагревательные приборы (радиаторы), где происходит отдача им части своего тепла, в свою очередь элементы радиатора передают тепло в помещение. Затем по обратке (обратному трубопроводу) теплоноситель возвращается в теплогенератор, где снова подогревается до требуемой температуры, и далее цикл повторяется.

Естественная циркуляция теплоносителя (воды) по замкнутой системе трубопроводов обусловлена изменением веса и плотности жидкости, при повышении и понижении температуры. При нагреве теплоносителя в теплогенераторе снижается его масса и плотность в подающем трубопроводе. В тоже время в обратном трубопроводе находится уже отдавший свое тепло более холодный теплоноситель, имеющий большую массу и плотность. В системе возникает давление под действием сил гравитации – горячий теплоноситель поднимается вверх по подающей магистрали и растекается по горизонтальным трубопроводам самотеком, замещая холодный теплоноситель, который также самотеком поступает обратно в теплогенератор (котел). Расширительный бак принимает в себя теплоноситель, объём которого увеличивается с повышением температуры, создаёт и поддерживает постоянное давление.

Гравитационное давление вызывает движение теплоносителя, однако оно также расходуется на преодоление сопротивлений в трубах. Сопротивления вызываются в основном трением теплоносителя о стенки труб, а всевозможные разветвления, угловые повороты, присутствующие в системе являются дополнительными источниками сопротивлений. При проектировании отопления одной из главных задач является свести к минимуму сопротивления в трубопроводе. Для снижения сопротивления применяются трубы с большим сечением, также немалое значение имеет материал из которого изготовлены трубы.

Важным условием, обеспечивающим естественную циркуляцию теплоносителя, является наличие уклона в горизонтальных магистралях трубопроводов в сторону движения воды – уклон от подающего стояка к радиаторам, и уклон обратной магистрали от радиаторов к отопительному котлу. Если уклон будет выполнен в другую сторону, от система работать не будет.

Уклон трубопровода должен составлять как минимум 0,005 м на 1 метр погонный трубы.

Помимо обеспечения циркуляции теплоносителя уклон в трубах позволяет эффективно бороться с «завоздушиванием» системы. Пузырьки воздуха, образующиеся в процессе нагрева теплоносителя в системе, устремляется вверх по трубам и поступают в расширительный бак, а затем, соответственно, удаляются в атмосферу.

Проектируя систему отопления, необходимое гравитационное давление (циркуляционный напор) следует обязательно просчитывать по специальной формуле. Оно зависит от разности высот расположения котла и самого нижнего радиатора – чем больше эта разница (h), тем больше давление. Увеличению циркуляционного напора способствует также увеличение угла наклона подающей магистрали трубопровода, направленной в сторону радиаторов, и уклон обратной магистрали, направленной к теплогенератору (котлу).
Уклон трубопровода должен составлять, как минимум 0,005 м на 1 метр погонный трубы.

Такая схема позволяет теплоносителю легче преодолеть местные сопротивления в трубах. Возникающий циркуляционный напор также напрямую зависит от высоты установки радиаторов. Выполняя проектирование и последующий монтаж системы отопления с естественной циркуляцией, котёл размещают в самой нижней точке так, чтобы все теплообменники (радиаторы) находились выше него.

Трубопроводы систем отопления по виду монтажа подразделяются на одно- и двухтрубные. (Не следует путать понятия «двухпоточная», «однотрубная», «двухтрубная»: первое характеризует направление потоков теплоносителя, «цикличность» их в системе, а два последних – только способы соединения трубопроводов с отопительными приборами при соблюдении цикличности).

Естественная циркуляция | Определение и условия

Естественная циркуляция – это циркуляция жидкости в трубопроводных системах или открытых бассейнах вследствие изменений плотности , вызванных разницей температур. Естественная циркуляция не требует никаких механических устройств для поддержания потока.

Это явление имеет сходную природу с естественной конвекцией , но коэффициент теплопередачи не является объектом исследования. В этом случае масса поток через контур является объектом исследования. Это явление скорее относится к гидравлической задаче , чем к задаче теплообмена. Однако в результате естественная циркуляция отводит тепло от источника и переносит его к теплоотводу, что имеет первостепенное значение для безопасности реактора. Естественная циркуляция в замкнутом контуре

также известный как свободная конвекция, представляет собой механизм или тип переноса массы и тепла, в котором движение жидкости создается только различия в плотности в жидкости, возникающие из-за температурных градиентов, а не из-за какого-либо внешнего источника (например, насоса, вентилятора, всасывающего устройства и т. д.).

При естественной конвекции жидкость, окружающая источник тепла, получает тепло, становится менее плотной и поднимается на тепловое расширение . Тепловое расширение жидкости играет решающую роль. Другими словами, более тяжелые (более плотные) компоненты будут падать, а более легкие (менее плотные) компоненты будут подниматься, что приведет к движению объемной жидкости. Природная конвекция может происходить только в гравитационном поле или в присутствии еще правильного ускорения , например:

Ускорение
Центрифугарная сила
Coriolis Force 646
9000 2
9 9000 2
9 9000 2
9 9000 2
. не работает на орбите Земли. Например, на орбитальной Международной космической станции требуются другие механизмы теплопередачи для предотвращения перегрева электронных компонентов.
Условия, необходимые для естественной циркуляции
Аналогично, как и для естественная конвекция , естественная циркуляция по существу не действует на орбите Земли, а естественная циркуляция возникает по замкнутому контуру только при определенных условиях. Даже после того, как естественная циркуляция началась, устранение любого из этих условий приведет к прекращению естественной циркуляции . Условия естественной циркуляции следующие:
Наличие собственного ускорения. Естественная циркуляция может происходить только в гравитационном поле или при наличии другого собственного ускорения, например ускорения центробежной силы.
Наличие источника тепла и радиатора . Источник тепла и поглотитель тепла необходимы, поскольку естественная циркуляция создается за счет разности плотностей жидкости, возникающей из-за разницы температур. Жидкость, попадая в источник тепла, получает тепло, становится менее плотной и поднимается за счет теплового расширения. Тепловое расширение жидкости играет решающую роль. Процесс в тепловом узле противоположный, тепловому узлу передается тепло, а жидкость уплотняется. Разница в плотности является движущей силой естественного циркуляционного потока. Для продолжения естественной циркуляции необходимо поддерживать разницу температур. Добавление тепла от источника тепла должно иметь место в высокотемпературной области. В низкотемпературной области должен существовать непрерывный отвод тепла радиатором. В противном случае температуры со временем выровнялись бы, и дальнейшей циркуляции не произошло бы.
Правильная геометрия . Наличие и величина естественной циркуляции также зависят от геометрии задачи. Наличие градиента плотности жидкости в гравитационном поле не обеспечивает существования естественных конвекционных течений. Естественная циркуляция в замкнутом контуре, заполненном жидкостью, создается путем размещения радиатора в контуре на высоте выше источника тепла. Циркулирующая жидкость отбирает тепло от источника и переносит его к стоку. Поток может быть однофазным или двухфазным, при котором пар течет вместе с жидкостью. Для продолжения естественной циркуляции необходимо поддерживать разницу температур. Добавление тепла от источника тепла должно иметь место в высокотемпературной области. В низкотемпературной области должен существовать непрерывный отвод тепла радиатором. В противном случае температуры со временем выровнялись бы, и дальнейшей циркуляции не произошло бы. В двухфазном потоке возможна естественная циркуляция, но поддерживать поток обычно сложнее.
Контактирующие жидкости . Две области должны быть в контакте, чтобы сделать возможным поток между областями. Если путь потока затруднен или заблокирован, естественная циркуляция невозможна.
Естественная циркуляция – Расход
Расход естественной циркуляции в контуре в установившихся условиях определяется из баланса между движущей и силами сопротивления . Движущая сила возникает из-за разницы в плотности между горячим и холодным ответвлениями контура. Напор, необходимый для компенсации потерь напора, создается градиентами плотности и изменениями высоты.
Тепловая приводная головка
Тепловая приводная головка представляет собой силу, вызывающую естественную циркуляцию . Это вызвано разницей в плотности между двумя телами или областями жидкости. Рассмотрим два равных объема жидкости одного и того же типа. Если два объема имеют разную температуру, то объем с более высокой температурой также будет иметь меньшую плотность и, следовательно, меньшую массу. Известно, что плотность газов и жидкостей зависит от температуры, в общем случае уменьшаясь (из-за расширения жидкости) с повышением температуры. Поскольку объем при более высокой температуре будет иметь меньшую массу, на него также будет действовать меньшая сила тяжести. Эта разница в силе тяжести, действующей на жидкость, приводит к тому, что более горячая жидкость поднимается, а более холодная опускается. Термальный приводной напор можно просто рассчитать, используя разницу гидростатических давлений:
Как видно, чем больше разница температур между горячей и холодной областями жидкости, тем больше тепловой приводной напор и результирующий расход ставка.
Плотность воды как функция температуры
Плотность воды как функция температуры
Сила гидравлического сопротивления
Как было написано, Расход естественной циркуляции , V, в петле, в установившемся режиме определяется из баланса между движущей силой напора и силами сопротивления. Подобно трению в трубе, общие потери давления пропорциональны квадрату скорости потока, , и поэтому их можно легко интегрировать в уравнение Дарси-Вейсбаха . Инженеры часто используют коэффициент потери давления , PLC . Отмечается K или ξ (произносится «xi»). Этот коэффициент характеризует потерю давления конкретной гидросистемы или части гидросистемы. Его можно легко измерить в гидравлических контурах. Коэффициент потери давления может быть определен или измерен как для прямых труб, так и для локальные (незначительные) потери . Поскольку коэффициент трения Дарси является функцией скорости (в числе Рейнольдса), то расчет коэффициента потери давления представляет собой итеративный процесс.
Естественная циркуляция в реакторостроении
Естественная циркуляция в замкнутом контуре
В реакторостроении естественная циркуляция является очень желательным явлением, поскольку она может обеспечить охлаждение активной зоны реактора после потери ГЦН (например, после потеря внешнего питания – LOOP). В PWR конструкция установки обеспечивает перепад высот , h , приблизительно 12 метров между осевой линией парогенератора и осевой линией активной зоны реактора. Компоновка системы должна обеспечивать возможность естественной циркуляции после потери потока, чтобы обеспечить охлаждение без перегрева активной зоны. Кроме того, соединительный трубопровод от корпуса реактора до парогенераторов должен быть неповрежденным, свободным от препятствий, таких как неконденсирующиеся газы (например, паровые карманы). Таким образом, естественная циркуляция гарантирует, что жидкость будет продолжать течь до тех пор, пока температура реактора выше температуры радиатора, даже если питание насосов не подается.
RCP обычно не являются «системами безопасности», как они определяются. После потери ГЦН (например, после отключения внешнего электроснабжения – LOOP) реактор должен быть немедленно остановлен, так как ГЦН медленно останавливаются до нулевого расхода. Тогда достаточный и безопасный отвод остаточного тепла обеспечивается естественной циркуляцией потока через реактор. При отсутствии принудительного течения теплоноситель в активной зоне начинает нагреваться. Повышение температуры теплоносителя вызывает уменьшение плотности теплоносителя, что приводит к перемещению теплоносителя в парогенератор. Следует отметить, что естественной циркуляции недостаточно для отвода тепла, выделяющегося при работе реактора на мощности.
Современные конструкции реакторов используют естественную циркуляцию, что является очень важной функцией безопасности . Многие пассивные системы безопасности в современных конструкциях реакторов работают без использования каких-либо насосов, что обеспечивает повышенную безопасность, целостность и надежность конструкции при одновременном снижении общей стоимости реактора.
Индикаторы естественной циркуляции
В PWR можно использовать различные параметры для индикации или проверки наличия естественной циркуляции. Это зависит от типа установки и систем установки. Например, для PWR можно использовать следующие выбранные параметры:
В идеале расход можно измерить в каждом из контуров.
ΔT ( T _{Горячий} – T _{Холодный} ). Разница температур между горячими и холодными ветвями должна составлять 25-80% от значения полной мощности и либо быть постоянной, либо медленно снижаться. Это указывает на то, что остаточное тепло отводится из системы с достаточной скоростью для поддержания или снижения температуры ядра.
Температура горячих и холодных ног должна быть постоянной или медленно снижаться. Опять же, это указывает на то, что тепло отводится, и нагрузка остаточного тепла снижается, как и ожидалось.
Давление пара парогенератора (давление на вторичной стороне) должно соответствовать температуре системы теплоносителя реактора, и это подтверждает, что парогенератор отводит тепло от теплоносителя СТР.
Специальный номер: Естественная циркуляция в атомных электростанциях с водяным охлаждением, IAEA-TECDOC-1474. МАГАТЭ, 2005 г. ISBN 92–0–110605–X.

Ссылки:
Теплопередача:
Основы тепломассообмена, 7-е издание. Теодор Л. Бергман, Эдриенн С. Лавин, Фрэнк П. Инкропера. John Wiley & Sons, Incorporated, 2011. ISBN: 9781118137253.
Тепломассообмен. Юнус А. Ценгель. McGraw-Hill Education, 2011. ISBN: 9780071077866.
Министерство энергетики США, термодинамики, теплопередачи и потока жидкости. Справочник по основам Министерства энергетики США, том 2 из 3, май 2016 г.
Ядерная и реакторная физика:
Дж. Р. Ламарш, Введение в теорию ядерных реакторов, 2-е изд., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
WM Стейси, Физика ядерных реакторов, John Wiley & Sons, 2001, ISBN: 0-471-39127-1.
Гласстоун, Сезонске. Разработка ядерных реакторов: разработка реакторных систем, Springer; 4-е издание, 1994 г., ISBN: 978-0412985317
WSC. Уильямс. Ядерная физика и физика элементарных частиц. Кларендон Пресс; 1 издание, 1991 г., ISBN: 978-0198520467
Г.Р.Кипин. Физика ядерной кинетики. Паб Эддисон-Уэсли. Ко; 1-е издание, 1965 г.
Роберт Рид Берн, Введение в работу ядерного реактора, стр. 1988.
Министерство энергетики, ядерной физики и теории реакторов США. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Пол Ройсс, Нейтронная физика. EDP Sciences, 2008. ISBN: 978-2759800414.
Advanced Reactor Physics:
К. О. Отт, В. А. Безелла, Введение в статистику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, исправленное издание (1989 г.), 1989 г., ISBN: 0-894-48033-2.
К. О. Отт, Р. Дж. Нойхольд, Введение в динамику ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1985, ISBN: 0-894-48029-4.
Д. Л. Хетрик, Динамика ядерных реакторов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48453-2.
Э. Э. Льюис, В. Ф. Миллер, Вычислительные методы переноса нейтронов, Американское ядерное общество, 1993, ISBN: 0-894-48452-4.
См. выше:
Естественная циркуляция
Естественная циркуляция | Инженерная библиотека
На этой странице представлена глава о естественной циркуляции из «Справочника по основам DOE: термодинамика, теплопередача и поток жидкости», DOE-HDBK-1012/3-9.2, Министерство энергетики США, июнь 1992 г.
Другие связанные главы из «Справочника по основам Министерства энергетики: термодинамика, теплопередача и поток жидкости» можно увидеть справа.
Естественная циркуляция — это циркуляция жидкости в трубопроводных системах или открытых бассейнах, возникающая из-за изменений плотности, вызванных разницей температур. Естественная циркуляция не требует каких-либо механических устройств для поддержания потока.
Принудительная и естественная циркуляция
В предыдущих главах, посвященных потоку жидкости, объяснялось, что всякий раз, когда жидкость течет, возникает некоторое трение, связанное с движением, которое вызывает потерю напора. Было указано, что эта потеря напора обычно компенсируется в трубопроводных системах насосами, которые работают с жидкостью, компенсируя потерю напора из-за трения. Циркуляция жидкости в системах с помощью насосов называется
принудительная циркуляция .
Некоторые жидкостные системы можно спроектировать таким образом, чтобы не требовалось наличие насосов для обеспечения циркуляции. Напор, необходимый для компенсации потерь напора, создается градиентами плотности и изменениями высоты. Поток, возникающий в этих условиях, называется естественной циркуляцией .
Термоголовка
Тепловая приводная головка – это сила, вызывающая естественную циркуляцию. Это вызвано разницей в плотности между двумя телами или областями жидкости.
Рассмотрим два равных объема жидкости одного и того же типа. Если два объема имеют разную температуру, то объем с более высокой температурой также будет иметь меньшую плотность и, следовательно, меньшую массу. Поскольку объем при более высокой температуре будет иметь меньшую массу, на него также будет действовать меньшая сила тяжести. Эта разница в силе тяжести, действующей на жидкость, приводит к тому, что более горячая жидкость поднимается, а более холодная опускается.

Этот эффект наблюдается во многих местах. Одним из примеров этого является воздушный шар. Сила, заставляющая воздушный шар подниматься, является результатом разницы в плотности между горячим воздухом внутри воздушного шара и более холодным воздухом, окружающим его.
Тепло, добавленное к воздуху в воздушном шаре, добавляет энергию молекулам воздуха. Движение молекул воздуха увеличивается, и молекулы воздуха занимают больше места. Молекулы воздуха внутри воздушного шара занимают больше места, чем такое же количество молекул воздуха снаружи воздушного шара. Это означает, что горячий воздух менее плотный и легче, чем окружающий воздух. Поскольку воздух в воздушном шаре менее плотный, гравитация оказывает на него меньшее влияние. В результате воздушный шар весит меньше окружающего воздуха. Гравитация втягивает более холодный воздух вниз в пространство, занимаемое воздушным шаром. Нисходящее движение более холодного воздуха выталкивает воздушный шар из ранее занятого пространства, и воздушный шар поднимается.

Условия, необходимые для естественной циркуляции
Естественная циркуляция будет происходить только при наличии правильных условий. Даже после того, как естественная циркуляция началась, устранение любого из этих условий приведет к остановке естественной циркуляции. Условия естественной циркуляции следующие.
Существует разница температур (существуют источник тепла и радиатор).
Источник тепла находится на более низкой высоте, чем радиатор.

Жидкости должны соприкасаться друг с другом.
Должно быть два тела жидкости с разными температурами. Это также может быть одно тело жидкости с участками разной температуры. Разница в температуре необходима, чтобы вызвать разницу в плотности жидкости. Разница в плотности является движущей силой естественного циркуляционного потока.
Для продолжения естественной циркуляции необходимо поддерживать разницу температур. Добавление тепла от источника тепла должно иметь место в области высоких температур. В области низких температур должен существовать непрерывный отвод тепла радиатором. В противном случае температуры со временем выровнялись бы, и дальнейшей циркуляции не произошло бы.
Источник тепла должен находиться на более низкой высоте, чем радиатор. Как показано на примере воздушного шара, более теплая жидкость менее плотная и будет стремиться вверх, а более холодная жидкость более плотная и будет стремиться опуститься.
Чтобы воспользоваться преимуществами естественного движения теплых и холодных жидкостей, источник тепла и радиатор должны находиться на соответствующей высоте.
Две области должны находиться в контакте, чтобы поток между областями был возможен. Если путь потока затруднен или заблокирован, то естественная циркуляция невозможна.
Пример охлаждения с естественной циркуляцией
Естественная циркуляция часто является основным средством охлаждения реакторов бассейнового типа и облученных тепловыделяющих сборок, хранящихся в бассейнах с водой после извлечения из реактора. Источником тепла является ТВС. Радиатор – это основная часть воды в бассейне.
Вода в нижней части топливной сборки поглощает энергию, вырабатываемую сборкой. Температура воды увеличивается, а плотность уменьшается. Гравитация втягивает более холодную (более плотную) воду в нижнюю часть сборки, вытесняя более теплую воду. Более теплая (более легкая) вода вынуждена уступить свое место более холодной (более тяжелой) воде.
Более теплая (более легкая) вода поднимается выше в узле. По мере того, как вода проходит по всей длине сборки, она поглощает больше энергии. Вода становится все легче и легче, постоянно вытесняемая вверх более плотной водой, движущейся под ней. В свою очередь, более холодная вода поглощает энергию сборки и также вынуждена подниматься по мере продолжения естественного циркуляционного потока. Вода, выходящая из верхней части топливной сборки, отдает свою энергию, смешиваясь с основной массой воды в бассейне. Основная часть воды в бассейне обычно охлаждается за счет циркуляции через теплообменники в отдельном процессе.
Расход и разница температур
Тепловой напор, который вызывает естественную циркуляцию, возникает из-за изменения плотности, вызванного разницей температур. Как правило, чем больше разница температур между горячей и холодной областями жидкости, тем больше тепловой напор и результирующая скорость потока. Однако рекомендуется держать горячую жидкость переохлажденной, чтобы предотвратить изменение фазы.

В двухфазном потоке возможна естественная циркуляция, но поддерживать поток обычно сложнее.
Для индикации или проверки наличия естественной циркуляции можно использовать различные параметры. Это зависит от типа растения. Например, для реактора с водой под давлением (PWR) выбранные параметры системы теплоносителя реактора (RCS), которые будут использоваться, следующие.
RCS ΔT (T _{Горячий} − T _{Холодный} ) должен составлять 25-80% от значения полной мощности и либо быть постоянным, либо медленно уменьшаться. Это указывает на то, что остаточное тепло отводится из системы с достаточной скоростью для поддержания или снижения температуры ядра.

Температуры горячих и холодных участков RCS должны быть постоянными или медленно снижаться. Опять же, это указывает на то, что тепло отводится, а нагрузка остаточного тепла снижается, как и ожидалось.
Давление пара в парогенераторе (давление на вторичной стороне) должно соответствовать температуре RCS.