根据传热学原理，在热水锅炉受热面管子的横截面上，水温分布不同，管壁处水温较管中心水温高。因此，就可能在某管的横截面上，当平均水温尚未达到饱和温度ts时管内壁温度tb却超过了饱和温度。当两者温差达到一定数值时，管内壁开始产生气泡，发生汽化，气泡与欠热水接触时冷凝消失，称为过冷沸腾。
过冷沸腾发生时，管内壁汽化处水的盐类蒸浓后可结成水垢，随着水垢逐渐变厚，管内径逐渐变小，管内壁粗糙度变大，流动阻力逐渐增大，进入管内的水流量越来越少，汽化、结垢愈加严重，垢层的持续增厚使热阻不断增大，最终造成管壁超温，出现过热变形，甚至过烧爆管。
从过冷沸腾的定义中可看出，当管内壁温度tb达到水的饱和温度ts时，并非立即发生过冷沸腾，只有当两者之差增大到一定数值时才会发生。能发生过冷沸腾的最小(tb-ts)值，称为管壁过热度。
要发生过冷沸腾，首要条件是管壁温度超过饱和温度。因此热水锅炉在受热面管热流密度最大处及受热面管内水温度最高处，最容易发生过冷沸腾。像汽包等热流密度小的部位，是不会发生过冷沸腾的。
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