通過研究水冷壁汽水兩相流的流型與傳熱可知，水冷壁水循環(huán)故障將導(dǎo)致水冷壁爆管。水冷壁爆管的根本原因在于水循環(huán)惡化，水冷壁得不到正常的冷卻所致。致使水冷壁水循環(huán)惡化的因素是多方面的。在鍋爐正常運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)的問題主要有停滯、倒流與汽水分層。

循環(huán)停滯

循環(huán)停滯發(fā)生在受熱最弱的某根上升管中。循環(huán)停滯時(shí)，由于上升管的水流速度很慢，因此熱量的傳遞主要靠傳導(dǎo)。由于熱量不能及時(shí)被帶走，管壁會(huì)超溫，極易造成過熱而燒壞，同時(shí)由于水面的波動(dòng)，水面附近的管壁受到汽、水交替接觸，所產(chǎn)生交變熱應(yīng)力會(huì)使管子疲勞而造成破壞。

循環(huán)倒流

循環(huán)倒流的現(xiàn)象發(fā)生在當(dāng)上升管引入汽包的水空間，且當(dāng)該管受熱很弱以致其重位壓差大于回路的共同壓差時(shí)。因此，只有當(dāng)上升管的流動(dòng)阻力為負(fù)值時(shí)才能達(dá)到平衡，也就是汽水的流向顛倒，該上升管就變成一根受熱的下降管。倒流發(fā)生，管內(nèi)的蒸汽泡不能被帶走，這些汽包聚集長(zhǎng)大形成汽塞，而形成汽塞的這部分管壁的溫度升高或壁溫交變，最后導(dǎo)致管壁超溫或疲勞損壞。

汽水分層

當(dāng)汽水混合物在水平或傾斜的管子中流動(dòng)時(shí)，由于汽水密度的不同，水傾向于在下面流，汽傾向于在上面流，嚴(yán)重時(shí)，汽水會(huì)分開出現(xiàn)一個(gè)清晰的分界面。出現(xiàn)汽水分層時(shí)，管壁上部的溫度高于下部，產(chǎn)生管壁上、下之間的壁溫差，形成溫差熱應(yīng)力，同時(shí)由于管中水的起伏波動(dòng)，在汽和水交界面處會(huì)產(chǎn)生溫度交變應(yīng)力，在該應(yīng)力作用下，水冷壁受到破壞。