技术
这里还须说明的是，对一个设备和系统都已确定的一回路系统，依靠稳定的自然循环所传输的反应堆功率是有限的，这一传输的反应堆最大功率，就是该系统所设计的最大自然循环能力。压水堆核电厂典型设计的最大自然循环能力为10%-15%。
因此，稳态自然循环流量与反应堆功率之间的关系的正确表叙是：在最大自然循环能力的范围内，反应堆功率越高，经过堆芯的冷却剂温升也越大，造成上升段和下降段的密度差也越大，自然循环的驱动压头也越大，从而稳态自然循环流量越大；反之，反应堆功率越低，稳态自然循环的流量也越小。
3）自然循环流量与回路系统的总阻力成反比？
首先，这里“回路系统的总阻力”这个概念是模糊不清的，对任何回路系统而言，有一定的流量才会产生相应的阻力，也就是压降，没有流量，流体不流动了，也就没有阻力也没有压降了，所以“回路系统的总阻力”就不知所指的是什么，其说法是不妥当的。
对任意一个回路系统而言，确定有一个流量和阻力压降的对应关系，即有一定的流量会在回路系统产生一定的阻力压降，改变流量，流体在该回路系统中的阻力压降也就改变了。例如反应堆功率增加，自然循环流量增加，流体在该回路系统中的阻力压降也增加。这就是该回路系统的流量—阻力压降特性曲线。如果换成另一回路系统，或将该系统管道上的阀门开度减小，那就是另一条流量—阻力压降曲线了。在相同的驱动压头下，比较这两条特性曲线，可以说产生相同的阻力压降，前者的流量大，后者（阀门开度减小的系统）的流量小。需要强调指出的是，这是两条特性曲线之间的比较。
对于压水堆一回路系统而言，冷却剂流经的路径，管道的长短走向，包括流经的燃料通道及蒸汽发生器的传热管等等，都是固定了的，中间没有任何阀门，对某一循环流量流过一回路系统后，必定对应产生某一阻力压降，也就是说一回路系统的流量—阻力压降特性曲线只有唯一的一条，这里不考虑流体温度或密度变化给特定曲线造成的微小偏离。这一流量—阻力压降特性曲线涵盖了自然循环和强迫循环，只不过强迫循环占有大流量—大阻力压降部分，而自然循环对应的是小流量—小阻力压降部分。
在进行自然循环时，因为反应堆堆芯发出一定功率，冷却剂从堆芯进口到堆芯出口，从低温变为高温，到蒸汽发生器经传热管放热后又变为低温，这样在上升段和下降段产生密度差，加之在已存在的堆芯和传热管之间的高度差，从而产生自然循环的驱动压头，推动冷却剂的流动。这一流量在回路系统中产生阻力压降，假如这阻力压降比此时的驱动压头小，那么多余的驱动压头推动冷却剂加速流动，使流量增加，在回路系统中产生的阻力压降增加，直到回路中的流量在回路系统中产生的阻力压降等于自然循环的驱动压头为止。究其原理和强迫循环时泵的工作特性曲线与回路的流量—阻力特性曲线交点形成工作点是类似的，只不过回路的流量—阻力特性曲线不能改变而已。
综上分析，笔者不赞同“压水堆稳态自然循环流量与回路系统的总阻力成反比”这样的说法，而应该是：自然循环的驱动压头越大，促使回路中冷却剂流速越快，流量也越大，在回路系统中所产生的阻力压降也越大。在压水堆稳态自然循环时且二次侧冷却能力足够而稳定时，反应堆功率大小是主动因素，由此引起上升段与下降段密度的改变，进而使自然循环驱动压头的改变，导致循环流量的改变，由于流量的改变，才使流体在回路系统中的阻力压降改变，而不可能是反方向的影响。但无论何时，其流量在回路系统中产生的阻力压降总是等于自然循环的驱动压头。无论是稳定的自然循环和不稳定的自然循环都应是符合这一规律的，因为对于不稳定的自然循环每一短暂瞬间可看成是稳定的（准稳态）。其实，这一规律也适用于压水堆一回路的强迫循环，主泵的驱动压头或称扬程是推动力，使泵出口冷却剂的压力增加，推动冷却剂快速流动，形成较大的流量，该流量在回路系统中产生了一定的阻力压降，该阻力压降无论何时都等于主泵的驱动压头（可能在主泵启动或停运的瞬间是例外）。
3、本文所叙的基本观点小结
1）自然循环可分为稳态自然循环和不稳定自然循环两种形式，核电厂是按稳定的自然循环最大能力设计，但所关注的是全厂失电事故下建立和维持自然循环的能力，不断地有效导出反应堆的剩余发热，使反应堆处在安全状态。
2）建立自然循环的必要条件是：热阱和热源之间要有高度差，热段和冷段之间要有密度差。高度差和密度差决定自然循环驱动压头的大小。有了驱动压头，自然循环就建立起来了。再加上其他条件都不太适合，也不太“必要”。
3）立式蒸汽发生器传热管的上升段和下降段并非回路系统中起决定作用的上升段和下降段（热段和冷段），对比卧式蒸汽发生器的传热管，其冷却剂是水平流动的，不存在所谓上升段和下降段。只能说明蒸汽发生器的传热管（不论是立式的还是卧式的）只不过是热阱的组成部分而已。
4）作为一级近似的点源模型，自然循环时有效的上升段（热段）和下降段（冷段）是指的热源点和热阱点之间的高度差。对压水堆回路系统中，指的是与二次侧给水相接触的传热管平均标高与堆芯燃料元件平均标高之间的高度差。对某压水堆回路系统而言，这一高度差是确定不变的。显然，也说明了有效的上升段（热段）和下降段（冷段）两段的高度是相等的。
5）结合第2）点和第4）点，可以认为只要上升段与下降段冷却剂之间存在密度差，就会有自然循环驱动压头，自然循环就在进行。因此回路中的自热循环是否正在进行，冷段和热段是否存在温度差是最基本的判据。温差大，温差小，自然循环能力越弱，当温度差不存在，自然循环也就中断了。
6）上升段的温度差（或密度差）是由反应堆功率决定的。密度差越大，自然循环的驱动压头就越大，自然循环能力就越强，反之亦然。因此，二次侧的冷却能力过强，只会使下降段冷却剂的温度降得更低，使得上升段与下降段之间密度差变得更大，使自然循环能力变得更强，不会得到相反的结论——使自然循环中断。
7）由于二次侧冷却能力过强，使一回路冷却剂平均温度降低，致使一回路压力下降，因为温度和压力都降，故一回路冷却剂总体仍处在过冷状态，不会在压力容器顶盖下形成蒸汽空间，也就不会因此使自然循环中断。
8）在实际处理全厂失电事故时，不是害怕二次侧冷却能力过强，而是特意强化二次侧的冷却能力，如开启大气释放阀，以蒸汽形态带走一次侧的热量，使冷段的温度降得更低，加大自然循环驱动压头。与此同时将辅助（或称应急）给水箱的常温水注入二次侧，同样也是强化二次侧的冷却能力，增大自然循环驱动压头的有效手段。
9）相反地，二次侧冷却能力不足，极端情况下二次侧毫无冷却能力（二次侧烧干），自然循环会很快中断，如果处置不当就会发生像福岛那样高压熔堆的特大事故。
10）全厂失电后进入自然循环时，一回路发生小破口失水（例如轴封水丧失），降压而不降温。当水位降至压力容器顶盖以下时，就会出现“双稳压器”现象，当水位降至出水管上端口时，自然循环会完全中断，仅以回流冷凝形式传出反应堆的部分热量。
11）“稳态自然循环流量与反应堆功率成正比”这一提法是不恰当的，而应是稳态自然循环时，所传输的反应堆功率越大，自然循环的流量越大，但不是成正比的关系。
12）“自然循环的流量与回路系统的总阻力成反比”这一提法更不能赞同。“回路系统的总阻力”不是个独立存在的参数，回路系统中有一定的流量才会在回路系统中产生一定的阻力压降。应该是：自然循环的驱动压头越大，回路系统中的流量就越大，该流量在回路系统中所产生的阻力压降也越大，但无论何时，该流量在回路系统中所产生的阻力压降总是与自然循环的驱动压头相等。因此，自然循环的流量与在回路系统中产生的阻力压降既不是成正比，更不是成反比关系。
4、本文的期望
鉴于自然循环问题对于压水堆核电厂在安全方面的重要性，本人大胆地对以上问题提出自己的粗浅看法，期待是：
1）对自然循环问题展开广泛深入的讨论，对本文提出批评指正，以求得正确的认识。
2）能编写出更多的切合核电厂运行实际的思考题供运行人员探讨、学习，以更好地指导压水堆核电厂的运行实践。
