Steady state heat transfer experimental studies of LHC superconducting cables operating in cryogenic environment of superfluid helium

The heat management is a basic and fundamental aspect of the superconducting magnets used in the CERN Large Hadron Collider. Indeed, the coil temperature must be kept below the critical value, despite the heat which can be generated or deposited in the magnet during the normal operations. Therefore, this thesis work aims at determining the heating power which can be extracted from the superconducting cables of the LHC, specially through their electrical insulation which represents the main thermal barrier. An experimental measurement campaign in superfluid helium bath was performed on several samples reproducting the main LHC magnets. The heating power was generated in the sample by Joule heating and the temperature increase was measured by means of Cernox bare chip and thermocouples. An innovative instrumentation technique which also includes the in-situ calibration of the thermocouples was developed. A thorough uncertainty analysis on the overall measurement chain concluded the experimental setup. The present study allowed to thermally characterize the main LHC magnets: Main Bending, Main Quadrupole and MQXA. The results show the thermal magnets behaviour as a function of bath temperature, heating configuration of the sample, sensor position and the hydrostatic helium pressure effect

Hourly CO₂ emission assessment of a 5 MWth centralized groundwater HP district heating system in Geneva

In the present paper, we develop an hourly simulation model for determination of the relevant system load curves of a new district of 30 high performance multi-family buildings (163'00 m2 heated floor area) situated in Geneva, which is equipped with a 5 MWth groundwater HP. As a complement, at building level, heat recovery on exhaust air is used for pre-heating of DHW by way of decentralized air-to-water HPs. As a result of our model, the 10.7 GWh annual heat production (65% for SH, 35% for DHW) should require 1.93 GWh HP electricity (85% centralized, 15% decentralized). When crossing the corresponding profile with a recent analysis of the hourly CO2 content of the Swiss electricity mix, the annual carbon content of heat amounts to 47 gCO2/kWhth., which is 4 times less than with a centralized gas boiler

Retour d’expérience énergétique sur le quartier des Vergers à Meyrin (Genève) - Rapport intermédiaire

L’écoquartier des Vergers est un projet ambitieux qui s’inscrit dans la ligne de la politique énergétique du canton de Genève, dont l’objectif est de réduire l’empreinte carbone du parc immobilier. Les 33 bâtiments du quartier sont labélisés Minergie A ou P et sont connectés à un réseau de chaleur alimenté par une pompe à chaleur centralisée de 5 MWth, ce qui constitue la pompe à chaleur la plus puissante du Canton. L’Université de Genève, sous mandat des Services Industriels de Genève, de la Ville de Meyrin et de l’Office Cantonal de l’énergie, effectue un retour d’expérience sur ce quartier pour une période de 4 ans. Ce rapport intermédiaire présente les résultats obtenus à mi-mandat après la collecte de 2 ans de mesures. Le focus est mis sur un aspect de ce retour d’expérience, à savoir la demande thermique et électrique des bâtiments du quartier. Pour des raisons de disponibilité des données, l’évaluation des besoins thermiques annuels se fait sur la partie du quartier raccordée au réseau de chauffage à distance depuis le 1er octobre 2018. Pour les 23 bâtiments du périmètre, l’énergie soutirée au réseau de chauffage à distance est de 5.9 GWh, dont au moins 3.6 GWh sont attribués au chauffage et 1.9 GWh à l’ECS. En extrapolant au quartier complet, on obtient une demande de à 9.7 GWh. Ceci est proche de l’estimation faite initialement lors du dimensionnement du concept énergétique. Une forte disparité de demande thermique est observée entre les bâtiments, puisque les besoins totaux pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire varient de 32 kWh/m2.an à près de 110 kWh/m2.an. Les besoins mesurés sont ensuite comparés avec les besoins théoriques. Seule une minorité des bâtiments ont une demande pour le chauffage proche de la demande théorique du justificatif thermique et le plus énergivore a une demande trois fois supérieure. Parmi les 15 bâtiments pour lesquels les valeurs théoriques sont disponibles, environ la moitié a un indice de dépense de chaleur inférieur à la valeur admissible pour la période d’étude. De plus, le seuil de 150% de l’indice de dépense de chaleur admissible est dépassé pour 2 bâtiments, ce qui pourrait conduire à la réalisation d’un audit énergétique si cette tendance persiste. La demande de chaleur moyenne pour la préparation d’ECS s’élève à 26.1 kWh/m2.an ou 1’220 kWh/hab.an, représentant en moyenne 41% de la demande totale de chaleur du bâtiment. Ces valeurs sont inférieures à la moyenne d’un benchmark effectué sur des bâtiments résidentiels collectifs genevois ainsi qu’à la demande correspondante à la norme SIA. Des disparités sont cependant observées entre les bâtiments. Il semblerait qu’une corrélation existe entre la consommation et le propriétaire/régie, et donc potentiellement la conception et la régulation choisie pour les systèmes d’ECS. A partir des factures d’électricité, une analyse de la consommation de 14 bâtiments montre que les ménages privés et les services des communs d’immeubles consomment moins que la moyenne genevoise. Pour les ménages, la consommation moyenne est de 1.9 MWh/an.logement aux Vergers alors qu’elle est de 2.3 MWh/an.logement pour le résidentiel collectif genevois. Ceci montre que les ménages sont équipés d’appareils électriques performants. Quant aux communs d’immeuble, ils consomment en moyenne 1.14 MWh/an.logement, soit presque moitié moins que la moyenne genevoise qui se situe à 1.94 MWh/an.logement. De plus, un bilan électrique plus détaillé est effectué sur 8 bâtiments pour lesquels les répondants ou propriétaires ont accordé l’autorisation d’accéder aux courbes de charge de production électrique de la centrale solaire photovoltaïque. Des indicateurs de performance tels que le taux de couverture solaire et le taux d’autoconsommation sont comparés pour deux typologies de valorisation : le regroupement d’autoconsommateurs et la valorisation uniquement pour les services des communs d’immeuble. En général, les taux d’autoconsommation sont proches des valeurs attendues pour la première typologie, avec des valeurs allant de 40% à 70%. De plus, la production photovoltaïque permet dans ce cas de couvrir environ un tiers des besoins d’électricité du bâtiment. Pour la seconde typologie (communs d’immeuble), les taux d’autoconsommation sont très faibles, de l’ordre de 2%. Ces valeurs viennent du fait que, pour les exemples étudiés, la centrale solaire est connectée aux allées du bâtiment dont la consommation électrique des communs d’immeuble est la plus faible. Cela minimise donc grandement le potentiel d’autoconsommation. Dans la suite de ce retour d’expérience, l’attention sera principalement portée sur les aspects du projet qui n’ont pas encore été traités dans ce rapport, à savoir : (i) le bilan énergétique de l’ensemble de la chaîne de production, distribution et utilisation de la chaleur, (ii) la pertinence de la concurrence entre la production centralisée et décentralisée par pompe à chaleur et (iii) l’aspect économique du projet

Heat Extraction From the LHC Main Dipole, Main Quadrupole, and MQXA Superconducting Cables

The forthcoming operation of the CERN Large Hadron Collider (LHC) at 13-14 TeV requires a deep understanding of the heat transfer mechanisms in the most critical superconducting magnets. This is aimed at determining their steady-state quench limits and constitutes an input to compute the magnets stability in transient conditions as well, to prevent beam induced quenches. Heat extraction capability of the LHC Nb-Ti magnets relies on the significant contribution provided by superfluid helium (He II). Due to lack of knowledge of the He II distribution in the cable and in the compressed insulation, experimental investigations are necessary. In this work we present an experimental study aimed at reproducing the thermal behavior of superconducting coils using short length samples. With respect to previous studies, a new instrumentation technique was developed and an in-situ calibration of the thermocouples was performed. The study was conducted on different types of instrumented cables-stack reproducing the main bending dipole (MB), the main quadrupole (MQ), and the MQXA, which is one of the two low-β interaction region quadrupoles. The heat extraction was determined as a function of the cable temperature, of the bath temperature and of the beam loss scenario

Immunohistochemical Biomarkers as a Surrogate of Molecular Analysis in Ovarian Carcinomas: A Review of the Literature

The term "ovarian carcinoma" encompasses at least five different malignant neoplasms: high-grade serous carcinoma, low-grade serous carcinoma, endometrioid carcinoma, mucinous carcinoma, and clear cell carcinoma. These five histotypes demonstrated distinctive histological, molecular, and clinical features. The rise of novel target therapies and of a tailored oncological approach has demanded an integrated multidisciplinary approach in the setting of ovarian carcinoma. The need to implement a molecular-based classification in the worldwide diagnostic and therapeutic setting of ovarian cancer demanded a search for easy-to-use and cost-effective molecular-surrogate biomarkers, relying particularly on immunohistochemical analysis. The present review focuses on the role of immunohistochemistry as a surrogate of molecular analysis in the everyday diagnostic approach to ovarian carcinomas

Should Endometrial Cancer Treatment Be Centralized?

Endometrial cancer (EC) is the most common malignancy of the female genital tract in Western and emerging countries. In 2012, new cancer cases numbered 319,605, and 76,160 cancer deaths were diagnosed worldwide. ECs are usually diagnosed after menopause; 70% of ECs are diagnosed at an early stage with a favorable prognosis and a 5-year overall survival rate of 77%. On the contrary, women with advanced or recurrent disease have extremely poor outcomes because they show a low response rate to conventional chemotherapy. EC is generally considered easy to treat, although it presents a 5-year mortality of 25%. Though the guidelines (GLs) recommend treatment in specialized centers by physicians specializing in gynecologic oncology, most women are managed by general gynecologists, resulting in differences and discrepancies in clinical management. In this paper we reviewed the literature with the aim of highlighting where the treatment of EC patients requires gynecologic oncologists, as suggested by the GLs. Moreover, we sought to identify the causes of the lack of GL adherence, suggesting useful changes to ensure adequate treatment for all EC patients