DE1464481B2

DE1464481B2 - Brennstoffpatrone für Kernreaktoren

Info

Publication number: DE1464481B2
Application number: DE19631464481
Authority: DE
Inventors: Ennemond Paris Maillet
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1962-02-09
Filing date: 1963-02-08
Publication date: 1970-08-06
Also published as: LU43129A1; DE1464481A1; US3197383A; BE628207A; CH392715A; GB987075A; NL288609A; FR1321607A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff- destens drei Zacken mit konkaven Zackenpatrone für Kernreaktoren, bestehend aus einem flanken auf;

stabförmigen Brennstoff- oder Brutstoffelement, b) die Rippen der Schutzhülle verlaufen schräg zur

einer daran anliegenden, auf der Außenseite mit Längsachse der Brennstoffpatrone und sind auf

Rippen versehenen Schutzhülle und einer äußeren 5 eine der Anzahl der Sternzacken entsprechende

Hülse, die außer dem Element und seiner Schutzhülle Anzahl voneinander getrennter Längssektoren

von einem Kühlmittel durchströmbare Kanäle um- der Schutzhülle verteilt; ;

schließt. c) die äußere Hülse ist mit nach innen gerichteten

Brennstoffpatronen dieser Art sind in der belgischen Vorsprüngen versehen, die jeweils mit einer Patentschrift 562 620 und in der USA.-Patentschrift io Sternzacke des Brennstoff-oder Brutstoff elements 2 831 807 beschrieben. Für die praktische Brauchbar- in Berührung stehen und den Hohlraum des keit derartiger Brennstoffelemente sehr wesentlich Hülseninneren in über die ganze Länge der und geradezu entscheidend ist, ob es gelingt, zwischen Brennstoffpatrone in sich geschlossene, parallel dem von seiner Schutzhülle umgebenen Brennstoff- zu deren Längsachse verlaufende Strömungselement einerseits und der äußeren Hülse andererseits 15 kanäle für das Kühlmittel zerlegen, von denen eine hinsichtlich ihrer mechanischen und ther- jeder mindestens einen gerippten Längssektor mischen Haltbarkeit befriedigende Verbindung her- der Schutzhülle enthält und einen an'genähert zustellen, ohne dadurch die Umspülung der kreisförmigen Querschnitt aufweist. Außenseite der Schutzhülle des Brennstoffelements Dabei finden sich in der erfindungsgemäßen Bau- » durch das Kühlmittel und damit dessen intensive 20 weise einer Brennstoffpatrone einzelne Merkmale, die J Kühlwirkung für das Brennstoffelement in Frage zu für sich genommen auch bei bekannten Brennstoff- ;; stellen. patronen bereits vorhanden sind; so beschreiben bei- >,

In dieser Hinsicht vermögen aber beide bekannten spielsweise die britische Patentschrift 829 436 und die ff Bauformen von Brennstoffelementen nicht voll zu- deutsche Auslegeschrift 1041175 Brennstoffpatronen, ; friedenzustellen. So verlaufen die Rippen auf der 25 bei denen das Brennstoffelement selbst die Form Außenseite der Schutzhülle des Brennstoffelements eines vielzackigen Steriles aufweist, und der belgischen ■ bei der Brennstoffpatrone nach der USA.-Patent- Patentschrift 567 946, der französischen Patentschrift schrift 2 831 807 parallel zu deren Achsrichtung und 1181 909, der britischen Patentschrift 847 220 und ! zwingen daher auch dem das Brennstoffelement um- der USA.-Patentschrift 2 898 280 ist die Möglichkeit i strömenden Kühlmittel eine zur Patronenlängsachse 30 zu entnehmen, die äußere Hülse einer Brennstoff- \ parallele Strömungsrichtung auf, die für einen inten- patrone durch mehrere von einem im Innerin^dieser siven Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel Hülse untergebrachten Brennstoffelement btw. deren einerseits und dem Brennstoffelement bzw. seiner Schutzhülle ausgehende Trennwände in mehrere mehr Schutzhülle andererseits unvorteilhaft ist. Bei der oder weniger vollständig gegeneinander abgeschlos-Brennstoffpatrone nach der belgischen Patentschrift 35 sene Strömungskanäle für das die Patrone durch-562620 gibt es zwar außer parallel zur Patronen- strömende Kühlmittel zu zerlegen. Bei allen diesen längsachse gerichteten Rippen auf der Außenseite der bekannten Brennstoffpatronen führen jedoch die so Schutzhülle des Brennstoffelements auch eine diese entstehenden Strömungskanäle für das Kühlmittel ; spiralig umgebende Rippe, die über die achsparallelen zu einem im wesentlichen zur Patronenachse parallelen Rippen hinausragt und an der äußeren Hülse der 4° Strömungsverlauf, der für den Wärmeaustausch Brennstoffpatrone zur Anlage kommt und für eine zwischen· Brennstoffelement und Kühlmittel nicht schraubenlinienförmige Strömung des Kühlmittels optimal ist. - ; rund um das Brennstoffelement sorgt. Dieser an sich Demgegenüber ergibt sich durch die erfmdungs- ,.j günstigere Strömungsverlauf des Kühlmittels wird gemäße Bauweise der Brennstoffpatrone zum einen (^ jedoch durch die Längsrippen in der unmittelbaren 45 die Möglichkeit, durch die Sternform des Brennstoff-Nachbarschaft des Brennstoffelements gestört, wobei elements dessen Zentrierung in der äußeren Hülse sich für den Kühlmitteldurchsatz hinderliche Wirbel mittels kurzer und dickwandiger und damit mechaausbilden können. Eine optimale Ausnutzung der nisch und thermisch hoch belastbarer Vorsprünge Kühlwirkung des Kühlmittels gelingt also auch in auf der Innenseite der äußeren Hülse vorzunehmen, diesem Falle nicht. Außerdem aber stellt die relativ 50 und zum anderen führt diese Sternform des Brenndünnwandige, das Brennstoffelement spiralförmig Stoffelements im Verein mit dem konkaven Verlauf umgebende Rippe nur eine relativ schwache mecha- der Zackenflanken dieses Brennstoffsternes, der Neinische Verbindung zwischen dem Brennstoffelement gung der Kühlrippen auf der Außenseite der Schutzeinerseits und der äußeren Hülse dar. hülle des Brennstoffelements gegen die Längsachse

Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt 55 der Patrone und dem annähernd kreisförmigen Quer-

daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine schnitt der durch die inneren Vorsprünge der

Brennstoffpatrone anzugeben, die unter Vermeidung äußeren Hülse und die Zacken des Brennstoffelements

der obenerwähnten Nachteile der bekannten Brenn- begrenzten Strömungskanäle für das Kühlmittel zu

Stoffpatronenausführungen einerseits eine optimale einer Kühlwirkung von solcher Intensität, wie sie bei

Ausnutzung der Kühlwirkung des Kühlmittels ge- 60 keiner der bisher bekannten Brennstoffpatronen zu

währleistet und sich andererseits durch eine große erzielen ist.

Haltbarkeit und Lebensdauer auszeichnet. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Brenn- Vorteile wird die Erfindung im folgenden an Hand Stoffpatrone der eingangs erwähnten Art, erfindungs- der Zeichnung beispielsweise erläutert. Dabei zeigt gemäß durch die Kombination folgender Merkmale 65 Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Brennstoffgelöst: patrone gemäß der Erfindung, die ein im Querschnitt a) Der Querschnitt des Brennstoff- oder Brutstoff- sternförmiges Brennstoffelement mit drei Sternzacken elements weist die Form eines Sterns mit min- enthält; die Rippen des Elements sind in dem unteren

3 4

Strömungskanal im Schnitt und in den beiden ande- ren Querschnittsteil jedes der Kanäle 6 ausgebildet

ren Kanälen durch ihren gestrichelten Umriß darge- und aufrechterhalten werden.

stellt, Die Kontur der am Umfang des Elements liegen-

Fig. la eine perspektivische Teildarstellung eines den Durchströmungskanäle 6 kann etwa eine Ellipse

Abschnittes der Schutzhülle des Brennstoffelements 5 sein, wie sie in dem in F i g. 1 rechts oben liegenden

von F i g. 1, Kanal 6 mit 4 α bezeichnet ist, oder sie kann sich

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Patrone, mehr einer Kreisform Ab annähern. Die Hülse 5, die

die ein Brennstoffelement mit vier Zacken enthält, im allgemeinen aus einem Moderatormaterial wie

Fig. 3 — ähnlich der Fig. 2 — einen Teilquer- Graphit besteht, kann ihrerseits eine Kreis- oder

schnitt durch eine Patrone und ein rohrförmiges io Polygon-Außenkontur haben; die Kreiskontur wird

Brennstoffelement mit sechs Zacken, das an seinem beispielsweise dann gewählt, wenn die Hülse 5 aus

äußeren Umfang und in seinem inneren Hohlraum einem Graphitmantel besteht und in einen Kanal des

mit einer Schutzhülle versehen ist, deren Rippen oder eigentlichen Moderatoraufbaus des Reaktors einge-

Lamellen dem wärmeübertragenden Strömungs- führt wird.

medium schraubenlinienförmige Strömungen mit 15 Die radialen Enden der Sternzacken des Brenngleicher Drehrichtung in sämtlichen Kanälen auf- Stoffelements 1 und/oder der Hülle 2 sind mit Vorzwingen, Sprüngen 7 oder irgendwelchen anderen mechanischen

F i g. 4 ebenfalls einen Teilquerschnitt durch eine Halterungselementen, wie Nuten, Rippen oder Keilen,

Brennstoffpatrone und ein rohrförmiges Brennstoff- versehen, die das Element 1 einerseits in der Hülse 5

element mit acht Zacken, das auch eine innere und 20 zentrieren und es andererseits daran hindern, sich um

eine äußere Schutzhülle aufweist, deren äußere seine Achse zu drehen. Das Element 1 kann so aus-

Rippen dem wärmeübertragenden Strömungsmedium gebildet sein, daß es sich in der Hülse 5 verschieben

schraubenlinienförmige Strömungen aufzwingen, deren läßt, um so das Auswechseln der Elemente 1 im

Drehrichtungen in zwei benachbarten Kanälen ein- Kern des Reaktors zu erleichtern. Es kann aber auch ■,

ander entgegengesetzt sind (gegeneinander gewinkelte 25 in Längsnchtung gegenüber der blockartig ausgeführ-

Rippen), ten Hülse 5 festgelegt sein, wozu Gewinderinge, An-

F i g. 5 einen Teilschnitt durch eine Brennstoff- schlage oder verschraubte Platten, Keile oder irgend-

patrone, die sich von der Patrone gemäß F i g. 2 nur welche andere bekannte Einrichtungen dienen, so daß

durch die Form der Zacken des Brennstoffelements das Element 1 und seine Hülse 5 eine Einheit^bilden;

unterscheidet, 30 die beim Auswechseln oder Umsetzen des' Brenn-

F i g. 6 einen Querschnitt durch eine abgewandelte stoffes des Reaktors als Ganzes bewegt wird. *

Art der Verbindung zwischen dem Brennstoffelement Die Einzelteile in Fig. 2, die Teilen entsprechen,

und seiner Hülse, die bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben

Fig. 7 einen Teilquerschnitt, der eine andere wurden, tragen das gleiche Bezugszeichen wie die Variante der Verbindung zwischen dem Brennstoff- 35 bereits beschriebenen Teile, aber mit einem Strichelement und der Hülse erkennen läßt, index.

Fig. 8 — ähnlich der Fig. 7 — noch eine andere Die in Fig. 2 in einem Teilquerschnitt dargestellte '

Ausführungsform der Verbindung zwischen Brenn- Brennstoffpatrone enthält ein kreuzförmiges Element 1'

Stoffelement und Hülse. mit vier Zacken, das eine axiale, zylindrische Höh-

DieBrennstoffpatrone, deren Querschnitt inF ig. 1 40 lung aufweist, aber nur außen mit der Schutzhülle 2'

dargestellt ist, enthält ein Brennstoffelement 1 mit versehen ist. Die Patrone ist grundsätzlich in gleicher

Sternquerschnitt, das aus Spalt- oder Brutmaterial Weise wie die Patrone nach der Fig. 1 aufgebaut,

besteht und mit einer Schutzhülle 2 versehen ist, die die um das Brennstoffelement herum angeordneten

ihrerseits Kühlrippen 3 trägt. Die Rippen 3 sind parallelen Strömungskanäle 6' haben jedoch einen

schräg zur Längsachse des Elements 1 (Fig. la) 45 zumindest angenähert kreisförmigen Querschnitt,

angeordnet, verlaufen in jeder der drei Kühlrippen- Fig. 3, deren Einzelteile — soweit sie Teilen in

gruppen der drei Oberflächenabschnitte der Hülle 2 F i g. 1 und 2 entsprechen — mit gleichen Bezugs-

im wesentlichen parallel zueinander und führen das zahlen, die aber einen Doppelstrichindex tragen, be-

wärmeübertragende Strömungsmedium derart, daß sie zeichnet sind, zeigt ein Brennstoffelement 1" mit einer

ihm eine schraubenlinienförmige Strömung auf- 50 äußeren Sternkontur und einem axialen, inneren

zwingen. Kanal 8; die schraubenlinienförmigen Ströiriungen in

Die Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der den Umfangskanälen verlaufen in der gleichen Weise

Strömungsfäden des Strömungsmediums beim Eintritt wie bei den Patronen nach F i g. 1 und 2. In dem

zwischen die Rippen 3 ist in F i g. 1 durch die Pfeile α inneren Kanal 8 können unterschiedliche Rippen vor-

angegeben; aus den Rippen 3 bzw. den zwischen 55 gesehen werden; die äußeren Rippen 3" sind vor-

den Rippen 3 liegenden kanalartigen Zwischenräumen zugsweise in gleicher Richtung gegenüber der

tritt das Strömungsmedium in Richtung der Pfeile b Längsachse geneigt, so daß sie die Ausbildung

wieder aus. Die schraubenlinienförmige Strömung schraubenlinienförmiger Strömungen gleicher Dreh-

schließt sich dadurch, daß die Strömung der Kontur richtung bewirken. Diese Anordnung, die auch in

einer inneren Ausbuchtung 4 der Hülse 5 folgt, 60 den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen

welche das Brennstoffelement in seiner Lage festhält. gewählt wurde, hat den Zweck, sämtliche Zacken

Die stetigen Krümmungen der Ausbuchtungen 4, die des sternförmigen Brennstoffelements 1" in gleicher

sich an die drei nach außen konkaven Oberflächen- Weise zu kühlen. Bei allen Zacken gleicht die Zufuhr

abschnitte der Hülle 2 des Elements 1 anschließen, relativ frischen Strömungsmediums längs der Pfeile a"

gestatten es, daß die schraubenlinienförmigen Strö- 65 an der einen Seite der Zacke die weniger kräftige

mungen mit einem Kleinstwert des Widerstandes beim Kühlung durch die in Richtung der Pfeile b" aus-

Eintreten und Austreten aus den Zwischenräumen tretende Strömung an der anderen Seite aus (F i g. 3).

zwischen den Rippen 3 und an dem gesamten weite- Dies ist bei der in der F i g. 4 dargestellten Brenn-

5 6

Stoffpatrone nicht mehr der Fall. Bei dieser Aus- es genügt nämlich eine kleine Drehung in Richtung

führung sind wiederum für einander entsprechende des Uhrzeigersinnes um die Achse des Elements l_v

Teile gleiche Bezugszahlen, aber mit einem Dreistrich- (bei Betrachtung der F i g. 6), um das Element l_v

index verwendet. und die Hülse 5_V voneinander zu trennen.

Man erkennt aus der Fig. 4, daß die schrauben- 5 Fig. 7, in der die Bezugszeichen bereits erwähnter

linienförmigen Strömungen jeweils paarweise ent- Teile mit dem Index VI versehen sind, zeigt einen

gegengesetzten Drehungssinn haben; sie können daher Teilquerschnitt durch eine Patrone, bei der die um

jeweils paarweise in einem der Umfangskanäle zu- das Brennstoffelement l_Vi verteilten Strömungskanäle,

sammengefaßt werden, deren Kontur zwei im wesent- die außen von den Ausbuchtungen 4_VI der Hülse 5_VI

liehen ineinander übergehende oder unmittelbar an- io begrenzt sind, einen unvollkommenen Kreisquer-

einander anliegende Kreise umfaßt. schnitt haben. Die Verbindung zwischen dem EIe-

Jeder Strömungskanal, der durch eine Ausbuch- ment 1_VI und der Hülse 5_Vi erfolgt bei dieser Aus-

tung der Hülse 5'" und zwei nebeneinanderliegende, führung indirekt mittels radialer Stege 10, die zwi-

mit Rippen 3'" versehene Oberflächenabschnitte der sehen die Zacken des Elements 1_VI und die vorsprin-

äußeren Hülle 2'" des Elements 1'" begrenzt wird, 15 genden Teile der Hülse 5_VI eingefügt sind. Die Figur

enthält so zwei Strömungsadern. Die schrauben- zeigt klar, daß die konkaven Konturenteile noch

linienförmigen Strömungen in Richtung der Pfeile a'" immer genügend günstig für die Ausbildung und

und b'", die einander entgegengesetzten Drehsinn Aufrechterhaltung der schraubenlinienförmigen Strö-

haben, werden durch Rippen 3'" mit einander ent- mung in den Kanälen sind und daß die Stege 10 kurz

gegengesetzter Winkelstellung erzeugt, die auch als 20 und relativ weit eingespannt sein können, d. h. auch

gegeneinander gewinkelte Rippen bezeichnet werden. hier sehr widerstandsfähig sind.

Durch diese abwechselnde Drehrichtung des Strö- F i g. 8, in der gleiche Bezugszeichen benutzt wer-

mungsmediums werden die Tangentialkräfte ausge- den wie in der F i g. 7, zeigt eine Variante der Aus-

glichen, die auf den Schub des Strömungsmediums in bildung der Verbindungsstege 10, die eine große

Richtung seiner Drehung zurückzuführen sind, und 25 Festigkeit gegenüber Radial- und Torsionskräften

dementsprechend werden die Kräfte verkleinert, die aufweist.

auf die Haltemittel zum Festlegen der Elemente 1"' Das gleiche Prinzip der Strömungskanäle mit ab-

in ihren Hülsen 5'" wirken. Die Ungleichheit der gerundeter Umfangskontur und einer unmittelbaren

Abmessungen der Sternzacken des Brennstoff- Abstützung des Elements kann bei Reaktoren ange-

elements 1'" ergibt weiterhin einen Ausgleich der 30 wendet werden, deren Wärmeübertragungsmedium.

Temperaturen zwischen denjenigen Zacken, an denen nicht mit dem Moderator in Berührung kommt, der

relativ frisches Strömungsmedium in Richtung der dann ein flüssiger Moderator sein kann. Dies gilt ins-

Pfeile a'" vorbeiströmt, und denen, die nur von dem besondere für Reaktoren mit Leistungsrohren, die

Strömungsmedium umspült werden, das in Richtung den Druck des Wärmeübertragungsmediums auf-

der Pfeile b'" aus den Zwischenräumen zwischen den 35 nehmen. Die Bauteile, welche die Hülse bilden

Rippen 3'" austritt. und das Element zentrieren, können dann ' ent-

Fig. 5, in der Einzelteile vergleichbarer Art mit weder aus Metall oder aus einem hochtemperatur-

gleichen Bezugszeichen, aber dem Index IV bezeich- festen und gegebenenfalls wärmeisolierenden Ma-

net sind, zeigt eine in gewissen Fällen vorteilhafte terial bestehen (insbesondere, wenn es notwendig ist,

Variante, bei der die Zacken des Brennstoff- 40 eine Übertragung der Wärme nach außen zu ver-

elements 1_IV ebene Seitenwandflächen 9 aufweisen, hindern).

die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel parallel Um den Rippen — die als relativ dünne Lamellen zueinander verlaufen. Man nutzt hierbei im wesent- ausgeführt sein können — eine bessere Wirkung zu liehen die abgerundete Kontur der inneren Ausbuch- geben, kann es zweckmäßig sein, sie mit verändertungen der Hülse 5_IV und der Ausrundung zwischen 45 licher Höhe auszuführen, die von der Eintrittskante zwei Zacken aus, um sich nicht zu weit von einer bis zur Austrittskante des Strömungsmediums zuangenähert elliptischen oder ovalen Querschnittsform nimmt, wie dies die F i g. 2 bis 4 zeigen. Diese Ausder Strömungskanäle zu entfernen. bildung gibt günstigere Verhältnisse an der Eintritts-

F i g. 6, in der einander entsprechende Teile wieder kante, die den höchsten mechanischen Beanspru-

mit gleicher Nummer, aber mit dem Index V ver- 5° chungen ausgesetzt ist, weil die freie Länge ^der

sehen sind, zeigt in einem kleinen Teil eines Quer- Rippen verkürzt wird.

schnittes eine abweichende Ausführung für die Fest- In gewissen Fällen können mit Vorteil/zusätz-

legung des Elements l_v in der Hülse S_v, die für eine liehe, außerhalb der Rippen angeordnete Leitorgane

Patrone bestimmt ist, in der die Rippen 3_V alle den od. dgl. vorgesehen werden, um die Ausbildung der

gleichen Richtungssinn haben. Das wärmetauschende 55 schraubenlinienförmigen Strömungen zu erzielen oder

Strömungsmedium, das in Richtung der Pfeile a_v zu begünstigen.

und b_v umläuft, übt dabei auf das Element l_v ein Wenn die Schutzhülle des Brennstoffelements und

Drehmoment um die Achse des Elements l_v aus. Die ihre Rippen aus einem Material mit verhältnismäßig

Endflächen der Sternzacken sind derart ausgebildet, kleiner Leitfähigkeit bestehen, ist es nicht nötig, die

daß sie eine geneigte Stützfläche ergeben, mit der sie 60 Rippen mit großer Höhe auszubilden,

sich auf eine entsprechend schräge Gegenfläche der Das wärmeübertragende Strömungsmedium kann

inneren Vorsprünge der Hülse 5_V anlegen; die ein Gas mittlerer-oder hoher Temperatur sein, was

schräge Anlage der Stützflächen des Elements l_v an entsprechende Bedingungen für die Ausführung der

die Vorsprünge der Hülse 5_V nimmt das Dreh- Brennstoffpatronen ergibt;" das Strömungsmedium

moment auf. 65 kann auch eine Flüssigkeit oder eine Mischung einer

Diese Lösung kann auch in anderen Fällen ange- gasförmigen und einer flüssigen Phase sein, von

wendet werden, insbesondere dann, wenn man das denen die letztere gegebenenfalls zur Verdampfung

Brennstoffelement leicht aus seiner Hülse lösen will; kommt.

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffpatrone für Kernreaktoren, bestehend aus einem stabförmigen Brennstoff- oder Brutstoffelement, einer daran anliegenden, auf der Außenseite mit Rippen versehenen Schutzhülle und einer äußeren Hülse, die außer dem Element und seiner Schutzhülle von einem Kühlmittel durchströmbare Kanäle umschließt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der Querschnitt des Brennstoff- oder Brutstoffelements (1) weist die Form eines Sterns mit mindestens drei Zacken mit konkaven Zackenflanken auf;

b) die Rippen (3) der Schutzhülle (2) verlaufen schräg zur Längsachse der Brennstoffpatrone und sind auf eine der Anzahl der Sternzakken entsprechende Anzahl voneinander getrennter Längssektoren der Schutzhülle verteilt;

c) die äußere Hülse (5) ist mit nach innen gerichteten Vorsprüngen versehen, die jeweils mit einer Sternzacke des Brennstoff- oder Brutstoffelements in Berührung stehen und den Hohlraum des Hülseninneren in über die ganze Länge der Brennstoffpatrone in sich geschlossene, parallel zu deren Längsachse verlaufende Strömungskanäle (6) für das Kühlmittel zerlegen, von denen jeder mindestens einen gerippten Längssektor der Schutzhülle enthält und einen angenähert kreisförmigen Querschnitt aufweist.

2. Brennstoffpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffelement (1) drei Sternzacken aufweist und jeder zwischen zwei benachbarten Sternzacken liegende Oberflächenabschnitt der Schutzhülle (2) mit einer Ausbuchtung (4) der äußeren Hülse (5) einen Strömungskanal (6) begrenzt.

3. Brennstoffpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülle (2) auf ihren sämtlichen Oberflächenabschnitten mit zur Achse des Elements in gleichem Sinne geneigten Rippen (3) versehen ist, die in allen Strömungskanälen (6) die Ausbildung von schraubenlinienförmigen Strömungen mit gleichem Umlaufsinn bewirken.

4. Brennstoffpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Brennstoffelements (1'") eine gerade Zahl von Armen aufweist und zwei nebeneinanderliegende Abschnitte der Schutzhülle (2'") mit einer einzigen Ausbuchtung (4'") der äußeren Hülse (5'") einen Strömungskanal (6'") begrenzen (F i g. 4).

5. Brennstoffpatrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Achse des Elements geneigten Rippen (3'") der Schutzhülle (2'") in den nebeneinanderliegenden Abschnitten mit einander entgegengesetzten Neigungen verlaufen und dadurch in dem gleichen Strömungskanal (6'") die Ausbildung von zwei schraubenlinienförmigen Strömungen mit einander entgegengesetzter Drehrichtung bewirken.

6. Brennstoffpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen ragenden Vorsprünge der äußeren Hülse (5_VI) mit den Zacken des Elements (1_VI), die ihnen gegenüberliegen, durch radiale Trennwände (10) verbunden sind (F i g. 7).

7. Brennstoffpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zacken des Elements (1_IV) ebene, auf dem größeren Teil ihrer radialen Länge parallele Seitenwände (9) aufweisen (F i g. 5). .#"

8. Brennstoffpatrone nach einem ^der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile der Zacken des Brennstoffelements (1'") mit den inneren Längsvorsprüngen der äußeren Hülse (5'") über eine Keil-Nut-Verbindung verbunden sind (Fig. 4).

9. Brennstoffpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,"daß die Endteile der Zacken des Brennstoffelements (l_v) mit den inneren Längsvorsprüngen der äußeren Hülse (5_V) Anschläge mit geneigter Anschlagebene bilden, die ein Lösen des Elements (l_v) durch Drehen in einem Drehsinn gestattet, bei dem die beiden Anschlagteile voneinander entfernt werden (F i g. 6).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009532/65