Thermodynamique des cycles associés et application au couplage entre le cycle thermochimique iode-soufre et un réacteur nucléaire pour la production d’hydrogène

Thermodynamic of the associated cycle and application to the assembly of thermochemical iodinesulphur cycle and a nuclear engine for the hydrogen production

• Auteur / Autrice : Yohann Dumont
• Direction : Claude Rey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pompes à chaleur

Réacteurs nucléaires

Thermochimie

Hydrogène

Résumé

Cette thèse est consacrée à la conception d’un schéma de couplage entre un procédé de production d’hydrogène par le cycle thermochimique iode-soufre et un réacteur nucléaire. Le schéma du couplage proposé utilise un cycle moteur dont le travail produit sert directement au fonctionnement d’une pompe à chaleur. Cette association de cycles thermodynamiques a pour but de récupérer les rejets énergétiques à basse température d’un procédé afin de les revaloriser pour les besoins énergétiques à haute température de ce même procédé. Cette association est appliquée au couplage étudié. La construction du réseau de distribution d’énergie est réalisée par la méthode des pincements. Dans le cas d’un couplage conventionnel, le rendement de production d’hydrogène est de 22,0%. En intégrant l’association de cycles au couplage, le rendement de production est de 42,6%. Le rendement exergétique, représentatif de la qualité de l’utilisation de l’énergie, augmente de 58,7% à 85,4%.

This thesis is devoted to the design of an assembly of a hydrogen production process by the thermochemical iodine-sulphur cycle and a nuclear reactor. The suggested coupling network uses a power cycle which produces a work which is directly used for the heat pump running. The purpose of this thermodynamic cycle association is to recover the rejected energy at low temperature of a process to provide the energy needs of this same process at high temperature. This association is applied to the studied coupling. The construction of the energy distribution network is designed by the pinch analysis. In the case of a conventional coupling, the efficiency of hydrogen production is 22. 0%. By integrating the associated cycles into the coupling, the efficiency of production is 42. 6%. The exergetic efficiency, representative of the energy using quality, increases from 58. 7% to 85. 4%.