为了反应堆安全，运行一个核电厂也需要了解系统不太可能发生的预期瞬态问题。为了保证系统不超过热工和压力设计限值，在流动达到某个预设点参数时，尽管还在限值内，系统仍将启动保护系统。因此有必要分析整个冷却剂系统和二回路系统的稳态和瞬态特性来预测可能发生的事故序列，提供足够的时间干预而保障系统在所设计的限值之内。

对冷却剂回路的分析可以有多种层次的复杂度。为了用于反应堆运行和控制的分析，需要快速的计算，因此一般采用简单的模型；而对于安全分析，特别是堆芯，需要采用较为复杂的模型。很多情况下，可以依靠简单的回路或者系统分析获得堆芯或者蒸汽发生器的压力和流动的边界条件，然后采用这些边界条件针对这些部件进行详细的分析。因此系统分析方法可以描述诸如在失流事故、蒸汽管线破裂、汽轮机跳机等事故下的电厂宏观行为。然后可以用部件程序分析堆芯最热燃料组件的局部行为等问题。

回路分析的另外一个重要应用是优化电厂的几何结构，最大提升其自然循环能力排出停堆余热。对电厂设计有一个很有意义的目标，就是采用非能动余热排出方法，而不需要外加泵驱动。然而，一般在停堆后一段时间（几天）都是采用主动余热排出的方法。而在沸水堆中，因为相变导致的密度差较大，冷却剂通过自然循环可以排出很高的功率，甚至可达到几百兆瓦。

目前，国际核工界已经开发了几个用于反应堆回路分析的高级热工水力分析程序（包括如针对轻水堆的系统分析程序RETREN、RELAP5和TRACE等，针对金属堆的如SSC程序等）。然而，瞬态过程中的冷却剂和燃料温度可以通过简单的回路分析得到，这一般基于一维模型来进行分析。(www.daowen.com)

自然循环是指在闭合回路内依靠热段（上行段）和冷段（下行段）中的流体密度差所产生的驱动压头来实现的流动循环。对于反应堆系统来说，如果堆芯结构和管道系统设计得合理，就能够利用这种驱动压头驱动冷却剂在一回路中循环，并带出堆内产生的热量（裂变热或衰变热）。无论是单相流动系统，还是两相流动系统，产生自然循环的原理都是相同的。

在本节我们将针对如图4-29所示简化的压水堆一回路进行分析。尽管该图仅为压水堆的回路，但其处理方法可以扩展到除汽轮机以外的所有反应堆的回路情况。

图4-29　采用U形传热管的简化压水堆回路示意图