我们已经知道，工质在蒸汽锅炉管内的一般流程是：给水流经加热受热面（省煤器）进入蒸汽受热面（水冷壁或蒸汽锅炉管束）产生蒸汽，在过热受热面（过热器）中达到额定蒸汽参数。其中，省煤器及过热器内的工质流动均属于强迫流动，且是一次性流过这些部件，它们的流动和传热特性都是相同的，有所不同的是蒸发受热面及超临界压力时的中间一部分受热面。根据工质流经蒸发受热面的流动动力和循环方式，蒸汽锅炉的水循环可以分为自然循环、多次强制循环、一次性通过（直流）以及复合循环等四种。除自然循环外，其余三种型式的锅炉蒸发管内工质的流动均属于强迫流动。自然循环和多次强制循环方式适用于低于超临界压力的蒸汽锅炉。
1.自然循环蒸汽锅炉：
    自然循环蒸汽锅炉蒸发受热面中工质流动的驱动力来自不受热的下降管与受热的上升管中之间的密度差。由锅筒、下降管、下集箱及上升管组成的封闭回路中，不受热的下降管内是温度较低而密度较大的水，上升管内的工质时温度较高而密度较小的汽水混合物或热说（如热水锅炉）。这两者之间的密度差形成重位压差，从而引起回路中的工质能在没有外界动力的作用下自然流动。上升管中向上流动的汽水混合物进入锅筒后进行汽水分离，分离出的饱和蒸汽进入过热器继续加热或直接使用，分离出的水则再次流经下降管，继续循环受热。
    蒸汽锅炉锅筒是自然循环锅炉的一个特征，它是蒸发受热面和过热器的固定分界点。自然循环蒸汽锅炉流动方式简单、水动力特性稳定、运行可靠，在亚临界压力以下的锅炉中得到广泛应用。由于蒸发受热面中的流动阻力不需要蒸汽锅炉给水泵的压头来客服，可以减小锅炉运行的能量消耗。蒸汽锅炉锅筒具有较大的蓄热和蓄水能力，使得自然循环蒸汽锅炉易于进行自动调节，并可通过排污降低对水处理的要求。但压力较高的蒸汽锅炉，金属耗量大，成本较高，制造、运输、安装都寻在一定的难度，较厚的筒壁形成较大的筒壁热应力差限制了蒸汽锅炉的启停速度。此外，随着压力升高，汽水间的密度差减小，使得自然循环流动的动力明显下降，可能出现停滞、自由水位及倒流等影响自然水循环可靠性的现象。
    全部由受热管束组成的回路也可形成自然循环。受热相对较强或阻力小的管子容易成为上升管，反之，则为下降管。
2.多次强制循环蒸汽锅炉：
    这种蒸汽锅炉蒸发受热面中工质的流动动力除了依靠汽水混合物与水的密度差之外，主要依靠蒸汽锅炉循环回路中下降管上加装的循环泵的压头。随着锅炉压力参数的提高，汽水混合物的密度增大，汽水混合物与水的密度差减小。为了保证自然循环锅炉水循环的可靠性，从而发展了多次强制循环锅炉，这种蒸汽锅炉主要用于亚临界压力蒸汽锅炉，也称为辅助循环或控制循环。下降管上的循环泵是多次强制循环与自然循环的主要区别。它不仅使循环回路的水冷壁布置比较自由，减小管子和固体的直径，减少金属消耗量，加快锅炉的启停和升降负荷的速度，扩大负荷调节的范围，还增加了管内工质的流速，提高了蒸发受热面水循环的稳定性。但循环泵的投运不但增加了锅炉自用电耗，而且由于长期在高温高压的条件下运行，需要使用特殊材料，其工作的可靠性直接影响整台锅炉运行的安全性和经济性。
3.直流蒸汽锅炉：
    直流蒸汽锅炉中工质流动的全部动力来自给水泵。蒸汽锅炉给水在给水泵的作用下，依次流经加热受热面、蒸发受热面和过热受热面，最终成为所需参数的过热蒸汽。直流蒸汽锅炉没有锅筒，蒸发受热面中的工质为一次性通过的强迫流动，这是与自然循环锅炉的主要区别。直流锅炉的水冷壁可以自由布置，金属耗量少，制造方便，启动和停炉速度都比较快，能适应电网负荷的频繁变化，使用的压力范围很广，尤其是超临界参数的蒸汽锅炉。但由于两相流体的流动阻力较大，增加了给水泵的电耗，同时也提高了对自动调节和给水处理的要求。
    由于直流蒸汽锅炉采用强迫流动，蒸发受热面可以布置成不同的结构类型。历史上，水平围绕管圈、垂直上升管屏和回转管屏这三种基本型式曾各自独立发展了相当长的一段时期。
    水平围绕管圈直流蒸汽锅炉是前苏联最早采用的炉型，也称拉姆辛型。垂直上升管屏又可分为一次垂直上升和多次垂直上升两种。多次垂直上升管屏直流蒸汽锅炉又称本生型。一次垂直上升管屏直流锅炉是拔柏葛公司在本生炉基础上加以改进一种炉型，又称UP（通用压力）型，适用于各种压力参数，多用于亚临界以上的大容量蒸汽锅炉。回转管屏直流锅炉源于瑞士，又称苏尔寿型，其蒸发受热面由多行程回转管屏组成，根据回转管屏不同的迂回方式又可分为垂直回转和水平回转两种。
    随着蒸汽锅炉技术的发展，现代直流蒸汽锅炉的水冷壁结构演变成为两种主要型式：垂直上升管屏和上部一次垂直上升管屏与下部螺旋管圈的组合。
    为了解决垂直上升管屏混合集箱流量分配不均和不适应变压运行的问题，拔柏葛公司、德国斯坦因缪勒公司等在大容量锅炉炉膛的下部辐射区相继采用螺旋型上升管圈，而在炉膛折焰角以上的辐射区则采用一次垂直上升管屏。这种结构容易保证水冷壁中的工质质量流速，保证炉膛高热负荷区水冷壁管工质的可靠，有利于锅炉变压运行，也有利于管子的悬吊结构布置。这种型式的直流蒸汽锅炉仍称为本生型。垂直上升管屏直流蒸汽锅炉的布置也有改进，如炉膛下部多次垂直上升管屏，蒸汽锅炉炉膛上部做成一次垂直上升管屏，这种型式的水冷壁可以做成组合件，金属耗量少，最易于采用整焊膜式壁，便于全悬吊结构。
    为了使得垂直管屏蒸汽锅炉也能适应变压运行，降低超临界机组直流蒸汽锅炉水冷壁的流动阻力，节省给水泵压头，降低运行损耗，20世纪90年代，西门子公司对内螺纹管传热和压降进行了深入实验研究，结果表面，超临界蒸汽锅炉采用内螺纹管垂直管屏水冷壁可以实现变压运行。质量流速低于1000~2000kg/（㎡/s）时，强制流动的平行工作的垂直管屏组间具有自然循环的正流量补偿特性（即吸热量大的管子流量也大），可以部分补偿强制流动的负流量特性，利用这一特性，可以提高水冷壁的可靠性。采用内螺纹管垂直管屏水冷壁实现变压运行，在低负荷压力范围内，也具有抵抗类膜态沸腾的作用...《查看全文请点击：蒸汽锅炉水循环方式》