การ circulation ของน้ำในหม้อน้ำ แบบท่อน้ำ

มีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบ คือ แบบ natural circulation และ forced circulation เมื่อน้ำภายในท่อได้รับความร้อนจากก๊าซร้อน ดังแสดงในรูป (a) การหมุนเวียนของน้ำในหม้อน้ำแบบ natural circulation ถ้าพิจรณาในช่วง B ถึง C น้ำภายในท่อช่วง B ถึง C จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นและมีบางส่วนจะระเหยกลายเป็นไอน้ำ น้ำภายในช่วงนี้จะมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่อยู่ภายในท่อช่วง A ถึง B ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า และมีความหนาแน่นของน้ำมากกว่า ทำให้น้ำภายในท่อช่วง A ถึง ฺB ไหลลงข้างล่าง ในขณะเดียวกันน้ำภายในท่อช่วง B ถึง C ที่มีอุณหภูมิที่สูงกว่า มีความหนาแน่นน้อยกว่า และมีไอน้ำปนอยู่ ก็จะไหลขึ้นไปบน drum โดยอัตราการไหลของน้ำ หรือการหมุนเวียนของน้ำในหม้อน้ำ จะขึ้นอยู่กับผลต่าง ของความหนาหนาเฉลี่ย ระหว่างท่อน้ำด้านร้อนกับท่อน้ำด้านที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า อัตราการหมุนเวียน ของน้ำในหม้อน้ำ แบบ natural circulation จะขึ้นอยุ่กับ 4 ปัจจัย ดังนี้ 1) ความสูงของ boiler 2) operating pressure 3) ปริมาณ heat input ในด้านอุณหภูมิสูง 4) พื้นที่หน้าตัดของการไหล; กล่าวคือ ยิ่งความสูงของ upper drum กับ lower drum มาก ผลต่างของความดัน ระหว่างด้านอุณหภมิสูง กับด้านอุณหภูมิต่ำ ก็จะมากขึ้น ยิ่งเพิ่มอัตราการหมุนเวียนของน้ำภายใน boiler ในอีกทางนึงถ้า operating pressure ในหม้อน้ำยิ่งสูงขึ้น ความหนาแน่นของน้ำในหม้อน้ำทั้งด้านอุณหภูมิต่ำ และในด้านอุณหภูมิสูงเพิ่มขึ้น ทำให้ผลต่างของมวลน้ำ และไอน้ำในทั้งสองด้านลดลง และทำให้อัตราการหมุนเวียนของน้ำภายในหม้อน้ำ มีแนวโน้มลดลงด้วย และถ้าเราเพิ่ม heat input เข้าไปในด้านอุฌหภูมิสูง (ช่วง B ถึง C) ความหนาแน่นของน้ำ และไอน้ำก็จะลดลง ก็จะช่วยเพิ่มอัตราการหมุนเวียนของน้ำภายในหม้อน้ำได้ และในอีกทางนึงถ้าเราเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของการไหลของน้ำ และไอน้ำ ก็จะช่วยเพิ่ม อัตราการหมุนเวียนของน้ำภายในบอยเลอร์ได้ ด้วยเหตุผล นี้เราจึงสังเกตุได้ว่ายิ่ง boiler ที่มีอัตราการผลิตไอน้ำมาก ความดันใช้งานสูง ก็จะออกแบบให้มีความสูงมากขึ้น และจำนวนท่อก็จะมากขึ้นเพื่อเพิ่ม อัตราการหมุนเวียนของ น้ำภายใน boiler  ส่วน forced circulation loop รูป (b) จะใช้ pump ในการควบคุมอัตราการหมุนเวียนของน้ำภายในหม้อน้ำ