DE2808370A1

DE2808370A1 - Kernreaktor-kernanordnung

Info

Publication number: DE2808370A1
Application number: DE19782808370
Authority: DE
Inventors: Chandrakant Bapurao Baxi
Original assignee: General Atomics Corp
Current assignee: General Atomics Corp
Priority date: 1977-03-01
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1978-09-07
Also published as: GB1549594A; JPS53107585A; FR2382748A1

Description

2308370

Patentanvälte Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Dr.-Ing.H.Liska
__

Case G 1095 ⁸ München se, den

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

• GENERAL ATOMIC COMPANY 10955 John Jay Hopkins Drive, San Diego, California, V.St.A.

Kernreaktor-Kernanordnung

SO9836/OS0I

Die Erfindung betrifft eine Kernreaktor-Kernanordnung, die in Verbindung mit einem Fluid-Kühlmittel, wie z.B. Flüssigmetall oder Gas, verwendbar ist.

Reaktoren, die im Spektrum der schnellen Neutronen arbeiten, haben gewisse Vorteile im Verhältnis zum Betrieb von Reaktoren, die im Spektrum der thermischen Neutronen arbeiten. Einer unter diesen Vorteilen besteht darin, daß man durch Anwendung eines Mantels aus brütbarem Material, welcher das spaltbare Material in der Reaktorkernanordnung umgibt, einen Nettogewinn an spaltbarem Material erzielen kann. Infolgedessen bietet der Entwurf bzw. Aufbau eines schnellen Reaktors (d.h. eines mit schnellen Neutronen arbeitenden Reaktors) den potenziellen Vorteil von außerordentlich niedrigen Brennstoffkosten.

Typische Bauarten von schnellen Reaktoren verlangen als strömende Kühlmittel flüssiges Metall, wie z.B. flüssiges Natrium, oder ein Gas, wie Kohlenmonoxid oder Helium. Während des Vollastbetriebs des Reaktorkerns wird der Druckabfall über dem Kern relativ hoch gehalten, damit eine relativ hohe Zirkulation des fluiden Kühlungsmittels für die Wärmeabführung sichergestellt wird. Während der Abschaltbedingungen, wie sie z. B. nach einem Unfall oder während des Brennstoffwechsels herrschen, kann der Druckabfall über dem Kern wesentlich niedriger sein. Während des Vollastbetriebs wird weniger Leistung in den Brutmantelelementen als im Brennelementteil der Kernanordnung erzeugt. Jedoch ergibt sich eine merkbare Verschiebung der Verteilung der Zerfallswärme nach der Reaktorabschaltung, und zwar wegen der γ-Strahlenerwärmungseffekte in den Brutmantelelementen. Unter diesen Umständen wird wenigstens während der ersten paar Tage, welche auf die Reaktorabschaltung folgen, relativ mehr Wärme in den Brutmantelelementen als in den Brennstoffelementen erzeugt. Infolgedessen ist während der Abschaltbedingun-

809836/0686

gen proportional mehr Kühlung in den Brutmantelelementen als in den Brennstoffelementen erforderlich.

Das Erfordernis der Kühlung in dem Brutmantel kann dadurch erfüllt werden, daß man ein angemessenes Niveau der Gesamtkühlungsmittelströmung vorsieht. Jedoch muß in den Fällen, in denen die Strömung beim Abschalten von einem Hilfsumwälzer oder von Hilfsumwälzern gehandhabt wird, in diesen Umwälzern eine größere Kapazität vorgesehen werden, wodurch sich erhöhte Kosten ergeben. Darüberhinaus erfordert die konsequente Herabsetzung der Kernauslaßtemperatur eine größere Wärmeübertragungsfläche für die Hilfswärmeaustauscher, die während der Notabschaltung angewandt werden. Ähnliche Nachteile treten in Verbindung mit den Hauptumwälzern und -Wärmeaustauschern während der normalen Abschaltung, wie z.B. für den Brennstoffaustausch, auf.

Zum Zwecke der Erhöhung der Strömung durch die Brutmantelelemente im Verhältnis zu den Brennstoffelementen während der Abschaltbedingungen kann eine geeignet aufgebaute Einrichtung mit bewegbaren Teilen benutzt werden. Eine solche

Einrichtung kann jedoch Aufbau- bzw. Auslegungsschwierigkeiten haben, insbesondere dann, wenn diese Einrichtung in einem Bereich hoher Temperatur und hoher Strahlung angeordnet werden muß.

Mit der Erfindung soll eine Kernreaktor-Kernanordnung zur Verfügung gestellt werden, die in Verbindung mit einem fluiden Kühlmittel verwendet werden kann und in der Vorsehungen getroffen sind, daß man den Prozentsatz an Kühlmittelströmung durch die Brutmantelelemente relativ zu der Gesamtkühlmitfcelströmung durch die Brutmantel- und Brennstoffelemente während Abschaltbedingungen erhöhen kann, ohne daß die Notwendigkeit von bewegbaren Teilen bzw. des Bewegens von Teilen besteht.

809836/0686

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kernreaktor-Kernanordnung zur Verfügung gestellt, die in Verbindung mit einem fluiden Kühlmittel verwendbar ist, das mit einer relativ hohen Rate bzw. Geschwindigkeit während ces Volllastbetriebs umgewälzt wird, sowie mit einer relativ niedrigen Rate während des Abschaltens, und diese Kernreaktor-Kernanordnung weist folgendes aufs eine Mehrzahl von Brennstoffelementen und eine Mehrzahl von Mantel- bzitf. Brutmantelelementen, die in der Kernanordnung angeordnet sind? wobei die Brennstoffelemente eine erste Leitungseinrichtung umfassen, mit der ein fluides Kühlmittel durch die Brennstoffelemente hindurchgerichtet bzw. -geleitet wird? und wobei die Mantel- bzw. Brutmantelelemente eine zweite Leitungseinrichtung aufweisen, mit der fluides Kühlmittel durch diese hindurchgerichtet bzw. -geleitet wird; wobei außerdem in der zweiten Leitungseinrichtung eine Strömungsdrosseleinrichtung vorgesehen ist, die eine Mehrzahl von oberflächengerauhten Elementen zum Beschränken der Strömung durch dieselbe umfaßt» und wobei die Strömungsdrosseleinrichtung eine statische Konfiguration der Art hat, daß die Kühlmittelströmung durch die Brennstoffelemente bei relativ hoher Kühlmittelumwälzrate wesentlich größer als die Kühlmittelströmung durch die Mantel- bzw. Brutmantelelemente ist_? sowie von der Ayt_s daß der Prozentsatz der Gesamtkühlmittelströmung, welche durch die Mantel- bzw. Brutmantelelemente fließt, bei relativ niedriger Kühlmittelumwälzr-ate wesentlich größer als der Prozentsatz der gesamten Kühlmittelströmung ist_s welche durch die Mantel- bzWo Brutmantelelemente während Vollastbetrieb fließt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einigem in den Fig. 1 bis 8 der Zeichnung im Prinzip dargestellter₉ besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert§ ©s

Figo 1 ein© schematische Aufsicht auf ©ine Ausführungs-= form einer Kernreaktor-Kernanordnung _g die gemäß der Erfindung aufgebaut werden kann?

109836/0601

Fig. 2 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Brutmantelelements, wie es in der Kernanordnung der Fig. 1 verwendet werden kann;

Fig. 3 eine Aufrißansicht eines alternativen Aufbaus eines Brutmantelelements, wie es in der Kernanordnung der Fig. 1 verwendet werden kann, wobei der untere Teil weggebrochen ist;

Fig. 4 eine gegenüber den Fig. 2 und 3 vergrößerte Schnittansicht einer Strömungsdrossel, wie sie in den Brutmantelelementen der Fig. 2 und 3 angewandt werden kann;

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Strömungsdrossel der Fig. 4 von oben;

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 4 in starkem Maße vergrößerte Schnittansicht eines Teils eines gerauhten Stabs, der in der Strömungsdrossel der Fig. 4 und 5 angewandt werden kann;

Fig. 7 ein Nomogramm, das die Auswahl der Aufbaubzw. Auslegungsparameter für den Aifbau eines Kerns gemäß der Erfindung veranschaulicht; und

Fig. 8 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwischen dem Druckabfall über dem Kern und dem Prozentsatz der Strömung für eine Reaktorkernanordnung veranschaulicht, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist.

Der hier beschriebene Reaktorkern ist dazu bestimmt, in einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor verwendet zu werden, in dem Helium als primäres Kühlmittel benutzt wird. Jedoch kann die Erfindung ebenso gut auch auf andere Arten von gasgekühlten Reaktoren und von flussigmetallgekühlten Reaktoren angewandt werden. Der Reaktor kann in einem Reaktorgehäuse untergebracht sein, das nicht dargestellt ist und als sekundäre Behälterstruktur für einen Reaktorbehälter aus Spannbeton, der nicht dargestellt ist, dient. Der Reaktorbehälter kann ein konventioneller, verstärkter Betonzylinder mit einer auf seiner oberen Seite vorgesehenen Kuppel und

809838/QSaS

einer flachen, kreisförmigen Basisplatte sein. Unterhalb des vorgespannten Reaktorbehälters kann ein Abstand für Zwecke des Brennstoffaustausche vorgesehen sein. Hohlräume in der Wand des vorgespannten Beton-Reaktorbehälters können dazu vorgesehen sein, um verschiedene Kühlungsschleifen, Umwälzer und Wärmeaustauscher aufzunehmen.

In einem gasgekühlten Hochtemperaturreaktor des Typs, wie er z.B. in der US-PS 3 475 272 beschrieben ist, können Axialströmungskompressoren, die eine einzige Stufe besitzen, zum Erzeugen der Kühlmittelumwälzung benutzt werden. Die Umwälzrate hat natürlich während Vollastbetriebs des Reaktors ein beträchtlich hohes Niveau, und sie hat während Abschaltbedingungen, wie sie z.B. während Brennstoffaustauschvorgängen oder nach einer Notabschaltung auftreten, ein niedriges Niveau.

Eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Reaktorkerns ist in Fig. 1 gezeigt. Der Brennstoffelementabschnitt der Kernanordnung umfaßt eine Mehrzahl von Brennstoffelementen 11 und eine Mehrzahl von Brutmantelelementen 12. Einige der Brennstoffelemente sind mit Regelstabanordnungen 19 versehen. Die Brutmantelelemente sind in drei Reihen um die Brennstoffelemente herum angeordnet, und die Kernanordnung hat eine grob hexagonale Form. Die Kernanordnung ist von einer geeigneten Metallauskleidung 21 umgeben. Die Brennstoffelemente 11 und die Brutmantelelemente 12 sind in ihrer Position in der Kernanordnung mittels eines Haltegitters, das nicht dargestellt ist, aufgehängt, wie es allgemein in der vorerwähnten US-PS 3 475 272 beschrieben ist.

Jedes Brennstoffelement umfaßt eine Mehrzahl von langgestreckten, niht dargestellten Brennstoffstäben, die in einem Gehäuse angeordnet sind, das eine Leitung bildet, durch die fluides Kühlmittel gerichtet bzw. geleitet wird. Die we-

809836/0688

sentlichen, aufbaumäßigen Aspekte der Brennstoffelemente sind allgemein die gleichen wie diejenigen der Brutmantelelemente, die in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht sind.

Wie man aus Fig. 2 ersehen kann, umfaßt jedes Brutmantelelement ein äußeres Gehäuse 25, das einen Kanal bzw. eine Leitung bildet, durch den bzw. die Kühlmitteltfcer eine Mehrzahl von dichtgepackten Brutmantelstäben 27 umgewälzt wird, wobei letztere Kugeln, Würfel oder sonstige stückige Körper, die nicht dargestellt sind, aus brütbarem Material enthalten. Die Brutmantelstäbe sind innerhalb des Gehäuses 25 durch eine geeignete, nicht dargestellte Einrichtung gehalten, und das Gehäuse ist so gestaltet, daß sich eine untere Öffnung 29 und eine obere Öffnung 31 ergeben. Eine Verriegelungseinrichtung 33 von geeignetem Aufbau ist zum Befestigen des Brutmantelelements mittels einer Feststelleinrichtung (dieser Begriff wird zusammenfassend für die Begriffe Verschluß, Sperre, Riegel, Feststellung oder dergl. verwendet), die nicht dargestellt ist, vorgesehen, und diese Feststelleinrichtung wird von oberhalb des Reaktorbehälters betätigt. Der obere Teil 35 des Gehäuses 25 ist so ausgebildet, daß er sich mit der nicht dargestellten Gitterstruktur. vereinigt, so daß er relativ zu den anderen Elementen fest an Ort und Stelle gehalten wird. Eine Thermoelementstange 36 zum Überwachen der Temperatur erstreckt sich mittig im Brutmantelelement 12.

Während des Vollastbetriebs eines schnellen Reaktors kann der Druckabfall durch die Brutmantelelemente so ausgelegt sein, daß er nur 25% des Druckabfalls durch die Brennstoffelemente beträgt. Die extra Zunahme des Druckabfalls wird typischerweise durch einen festen Widerstand aufgenommen, der in die Brutmantelelementkonfiguration eingeplant bzw. durch Auslegung einbezogen ist. Nach der vorliegenden Erfindung wird für diesen Zweck eine Strömungsdrossel 15 benutzt. Zusätzlich dient die Strömungsdrossel 15 dazu, eine propor-

809836/0686

tional erhöhte Kühlung in den Brutmantelelementen relativ zu den Brennstoffelementen während der Abschaltsituation zu erzeugen, ohne daß irgendwelche bewegbaren Teile verwendet werden.

Die Einrichtung nach der Erfindung macht von dem Prinzip Gebrauch, daß der Reibungsfaktor für eine Strömung ₉ die durch einen gerauhten Durchgang hindurchgeht, wesentlich abnimmt, wenn sich die Reynoldszahl der Strömung von 4x 1O^ auf 2 χ 1Cr ändert. In diesem Zusammenhang wird auf das Buch von I.H. Shames Bezug genommen, daß unter dem Titel "Mechanics of Fluid" bei der McGraw-Hill Book Company₉ Inc., New York, 1962, erschienen istj, und zwar wird insbesondere auf Seite 257 verwiesen. Bei dem Kern nach der Erfindung wird eine Strömungsdrossel 15 verwendet, die entweder am Einlaß-, oder Auslaßende des Gehäuses 25 von jedem &er Brutmantelelemente vorgesehen sein kann. In Fig. 2 ist die Strömungsdrossel nach der Darstellung am Einlaßende des: Kanals 25 angeordnet, während die Strömungsdrossel in Fig. 3 in- der Nähe des Auslaßendes des Gehäuses 25 angeordnet ist.

Es sei nun auf die Fig. 4, 5 und 6 Bezug genommen_p wo= nach die Strömungsdrossel 15 ein oberes und unteres Endteil 41 bzw. 42 aufweist, die jeweils ein oberen und unteres Quergitter 43 bzw. 45 tragen, bzw» haben. Ein Flansch- 46 auf bzw» am oberen Endteil 41" ermöglicht dessen Montage innerhalb des Brutmantelelements ο Eine Mehrzahl von gerauhten Stäben 16 wird zwischen den Gittern 43 und 45 gehalten_P wobei jeder der Stäbe 16 geeignete Yerbindungsteile 49 hat₉ die sich in die Gitter erstrecken. Die Stab© 16 sind von einer hexagonalen Hülse 47 umschlossene Di® Endteile 41 und 42 sind mittels Schrauben 50 gegen die Stangen 16 angezogen. Die äußeren Oberflächen der Stab© 16 sind dadurch gerauht» daß man ©inen spiral- bzw« schraubenförmigen Vorsprung' 51 (dieser Begriff wird zusammenfassend für die Begriff® Kant©_s Leiste ₉ Rücken,,

IQ9836/0SII

Grat, Rippe, Kamm oder dergl. verwendet) vorgesehen hat (Fig. 6), wie er z.B. durch eine Standardgewindemaschine hergestellt werden kann. Die Tiefe der Schraubengänge bzw. Windungen und die Breite der Schraubengänge bzw. Windungen sowie die Abstände zwischen ihnen sind so ausgewählt, daß man die gewünschte Rauhigkeit erzielt, wie weiter unten erläutert ist. Jeder der Stäbe wird in dem Gehäuse 25 parallel zu jedem anderen Stab und parallel zur Strömungsrichtung" gehalten. Die Stäbe sind auf einer Dreieckteilung angeordnet, aber das ist für die Erfindung nicht kritisch. Das Innere der Endteile 41 und 42 ist so geformt, daß es die Strömung zu dem Bereich der Stäbe führt bzw. auf diesen Bereich beschränkt. Ein mittiges Rohr 54 ermöglicht den Durchgang einer Haltestange, die nicht dargestellt ist, in dem Brutmantelelement, in dem die Strömungsdrossel angebracht ist.

Die kritischen Abmessungen der Strömungsdrossel, welches der Durchmesser, die relative Rauhigkeit, die Länge und der Abstand bzw. die Gewindesteigung (pitch) der Stäbe sind, hängen von folgendem ab:

(1) dem Druckabfall, der während des normalen Reaktorbetriebs über der Strömungsdrossel verfügbar ist,

(2) dem Raum, der zur Aufnahme der Strömungsdrossel verfügbar ist,

(3) der Strömung durch die Brutmantelanordnung während des normalen Betriebs, und

(4) dem Bruchteil der normalen Strömungsrate, bei welchem die maximale Wirksamkeit der Strömungsdrossel erwünscht ist.

Es sei nun auf Fig. 7 Bezug genommen, in der ein Nomogramm dargestellt ist, das die Beziehungen zwischen den ver<schiedenen, vorstehenden Parametern repräsentiert, um die Auswahl der Dimensionen für die Elemente der Strömungsdrossel zu erleichtern.

809836/0688

Die Fig. 7 umfaßt vier Diagramme,die mit A, B, C und D bezeichnet sind.

Im Diagramm A repräsentiert die Abszisse den Druckabfall (ΔΡ) über den Brutmantelelementen während des normalen Betriebs, und zwar in Pa χ 10 , wobei die Zahlen an den drei Kurven die Länge (L) des gerauhten Teils der Stäbe in mm angeben.

Im Diagramm B bedeuten die Zahlen den Bruchteil von der Ge samt strömung, der während des Normalbetriebs durch das Brutmantelelement fließt.

Im Diagramm C geben die Zahlen das Verhältnis der Ganghöhe (p) zum Durchmesser (d) der Stäbe an.

Im Diagramm D bedeuten die Zahlen an den drei Kurven die Gesamtströmungsrate durch die Kernanordnung während des Normalbetriebs in kg/sec, multipliziert mit dem Strömungsbruchteil (des Diagramms B); die obere Abszisse gibt die Anzahl von Stäben in einer Strömungsdrossel an.

Die Zahlen 5, 10 und 15 zwischen den Diagrammen C und D repräsentieren den Stabdurchmesser in mm.

Als Beispiel sei ein Aufbau betrachtet, der die folgenden Parameter hat.

Druckabfall, der über der Strömungsdrossel .

während 100% Strömung verfügbar ist 6,9 χ 10 Pa

Bruchteil der gesamten Kernströmung durch

die Strömungsdrossel 0,04

Kernströmung während des Normalbetriebs 1,14 kg/sec

-Länge des gerauhten Teils der Stäbe . 100,00 mm

809836/0686

wünschbarer Stabdurchmesser 7,4 mm

Aufbau

Anzahl der Stäbe 56

Verhältnis von Ganghöhe zu Durchmesser 1,31

Durchmesser der Strömungsdrossel 73,0 mm

Rauhigkeitsabmessung 0,6 mm

Unter Abschaltbedingungen ergibt sich eine Strömung von 4j6 der Normalströmung zu den Brennstoffanordnungen, wogegm die Strömung durch die Brutmantelanordnungen 6% der normalen Strömung beträgt. Das ist aus Fig. 8 ersichtlich, in der die Charakteristika des Reaktorkernaufbaus des Beispiels veranschaulicht sind.

Die Abszisse der Fig. 8 gibt den Druckabfall über der

Kernanordnung in Pa χ 10 wieder, während die Ordinate den Prozentsatz an Strömung (bzw. Fluß) repräsentiert. Die obere, ausgezogene Kurve gibt die Strömung in den Brutmantelanordnungen wieder, welche die Strömungsdrosseln enthalten, wogegen die gestrichelte, untere Kurve die Strömung des Kerns wiedergibt. Der Pfeil A auf der Abszisse zeigt die Bedingungen beim Abschalten an.

Der Grund für den dargestellten Betrieb besteht darin, daß während des Übergangs von turbulenter zu laminarer Strömung der Reibungsfaktor aufgrund der gerauhten Oberflächen der Stäbe 16 wesentlich abnimmt. Das ergibt sich deswegen, weil kleine laminare Subschichtdicken während turbulenter Strömung den Oberflächenstörungen ausgesetzt sind. Wenn die Reynoldszahl jedoch abnimmt, dann nimmt die laminare Subschichtdicke zu, und schließlich verschwindet die Wirkung der Rauhigkeit auf den Reibungsfaktor. Die maximale Wirkungsfähigkeit der Strömungsdrossel wird bei oder in der Nähe einer Reynoldszahl von 2000 durch die Einrichtung selbst er-

6O9836/068B

zielt, wo der Reibungsfaktor von 0,103 auf 0_s032 bei einer relativen Rauhigkeit von 0,10 abnimmt. Infolgedessen sollte die Strömungsdrossel so ausgelegt sein, daß die Reynoldszahl der Strömung durch die Strömungsdrossel bei einem gegebenem Prozentsatz der Strömung 2000 ist₉ so daß der Druckabfall durch die Strömungsdrossel während Vollströmungsbedingungen der gewünschte Anteil des gesamten Druckabfalls ist₉ und so, daß die Einrichtung in dem verfügbaren Raum untergebracht werden kann.

Es ist infolgedessen ersichtlich ₉ daß mit der Erfindung ein wesentlich verbesserter Kern für einen schnellen Reaktor, der in Verbindung mit einem fluiden Strömungsmittel, wie z.B. einem Gas oder flüssigem Metall, verwendet wird, zur Verfügung gestellt wird, lährend Abschaltbedingungen ergibt sich ein größerer Fluß ia Brutmantel als im dem Brennstoff elementabschnitt, ohne daß die Notwendigkeit des Bewegens von Teilen besteht. Eine Verschlechterung aufgrund von Reaktörstrahlung oder Temperaturbedingungen tsird vermieden^ und es ist eine einfache Modifizierung ©der ©in einfacher Austausch möglich.

Es sei noch darauf hingewiesen₅ daß Fa der Druck in Pascal ist, d.h. in lewton pro m. _o

L e e r s e ι * e

Claims

Patentansprüche

Kernreaktor-Kernanordnung zur Verwendung in Verbindung mit einem fluiden Kühlmittel, das während des Vollastbetriebs mit einer relativ hohen Rate bzw. Geschwindigkeit und während der Abschaltung mit einer relativ niedrigen Rate bzw. Geschwindigkeit umgewälzt wird; mit einer Mehrzahl von Brennstoffelementen und einer Mehrzahl von Brutmantelelementen, die in der Kernanordnung angebracht sind, wobei die Brennstoffelemente eine oder mehrere erste Leitungseinrichtungen zum Hindurchleiten bzw. -richten eines fluiden Kühlmittels aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß die Brutmantelelemente (12) eine oder mehrere zweite Leitungseinrichtungen (25) zum Hindurchleiten bzw. -richten eines fluiden Kühlmittels haben, wobei in der zweiten Leitungseinrichtung (25) eine Strömungsdrosseleinrichtung (15) vorgesehen ist, in der sich eine Mehrzahl von an ihrer Oberfläche gerauhten Elementen (16) zum Beschränken des Flusses durch die Strömungsdrosseleinrichtung (15) befindet; wobei die Strömungsdrosseleinrichtung (15) von einer statischen Konfiguration ist, derart, daß der Strömungsmittelfluß durch die Brennstoffelemente (15) bei einer relativ hohen Kühlmittelumwälzrate bzw. -geschwindigkeit wesentlich größer als der Kühlmittelfluß durch die Brutmantelelemente (12) ist, und derart, daß der Prozentsatz des Gesamtkühlmittelflusses, der durch die Brutmantelelemente (12) strömt, bei der relativ niedrigen Kühlmittelumwälzrate bzw. -geschwindigkeit wesentlich größer als der Prozentsatz des gesamten Kühlmittelflusses ist, welcher während des Vollastbetriebs durch die Brutmantelelemente (12) strömt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitungseinrichtung eine Mehrzahl von Kanälen (25) umfaßt, und zwar einen für jedes der Brutmantelelemente (12); und daß die Strömungsdrosseleinrichtung (15) ein Bündel

S09836/06Ö8 original inspected

von an ihrer Oberfläche gerauhten Elementen (16) in jedem der Kanäle (25) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihrer Oberfläche gerauhten Elemente von Stäben (16) gebildet sind, deren Länge wesentlich geringer als diejenige des Kanals (25) ist; und daß in jedem der Stäbe (16) bzw. auf der Oberfläche jedes der Stäbe (16) eine spiralförmige Ausnehmung zur Erzielung einer gerauhten Oberfläche vorgesehen ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosseleinrichtung (15) ein Gehäuse (41,42,47) umfaßt, das entfernbar in jedem Kanal (25) zum Halten der Stäbe (16) des Bündels bzw. der an ihrer Oberfläche gerauhten Elemente befestigt ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosseleinrichtung (15) eine Konfiguration hat, durch die ein Reynoldszahl-Ubergangsbereichskriterium durch die Strömungsdrosseleinrichtung (15) erzielt wird, das größer als «die und unmittelbar in der Nähe der Reynoldszahl durch die Strömungsdrosseleinrichtung (15) bei relativ niedriger Kühlmittelumwälzrate bzw. -geschwindigkeit ist, so daß dadurch der Reibungsfaktor bei Abschaltung wesentlich niedriger als bei Vollastbetrieb ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosseleinrichtung bzw. -einrichtungen in der Nähe der Einlaßseite (31) der zweiten Leitungseinrichtung (25) angeordnet ist bzw. sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsdrosseleinrichtung (15) bzw. -einrichtungen in der Nähe der Auslaßseite (29) der zweiten Leitungseinrichtung (25) angeordnet ist bzw. sind.

809836/0636
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brutmantelelemente (12) in einem kreisförmigen Muster, welches die Brennstoffelemente (11) umgibt, angeordnet sind.

9· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis &₉ insbesondere nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (16) bzw. die an ihrer Oberfläche gerauhten Elemente in einem Bündel parallel zueinander sowie parallel zur Richtung des Strömungsmittelflusses durch den Kanal (25) angeordnet bzw. fluchtend ausgerichtet sind.

09836/06