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Das Reaktorkühlsystem besteht aus dem Reaktor, dem Druckhaltesystem und drei parallelen Umwälzschleifen. Mit dem Reaktorkühlsystem wird die im Reaktor erzeugte Wärmeenergie an den Wasser-Dampf-Kreislauf übertragen.
Das Kernkraftwerk Gösgen (KKG) beherbergt im Reaktorgebäude den ersten von drei Wasserkreisläufen: Den Reaktorkühlkreislauf. Darin sind der Reaktordruckbehälter mit dem Brennstoff Uran, die drei Hauptkühlmittelpumpen, die drei Dampferzeuger und der Druckhalter. Je eine Hauptkühlmittelpumpe und ein Dampferzeuger bilden eine Umwälzschleife. Der Reaktorkühlkreislauf übergibt seine Wärmeenergie innerhalb der Dampferzeuger an den zweiten Wasserkreislauf, den Wasser-Dampf-Kreislauf, ab. Der Druckwasserreaktor von Gösgen ist für eine thermische Nennleistung von 3002 Megawatt zugelassen. Das Wasser im Reaktor wird durch das Spalten des Brennstoffs auf 325°C erhitzt. Dank eines Betriebsüberdrucks von 154 bar bleibt das Wasser jedoch flüssig. Nachdem es anschliessend die Wärme über einen der drei Dampferzeuger abgeben hat, kehrt es mit 292°C wieder zurück in den Reaktor.