Accord Technique No.2: Contribution au développement du SPL A. Vande Craen (CERN), P. Duthil (CNRS), S. Chel (CEA) 1.Le SPL: situation de létude du cryo-modules

Accord Technique No.2:

Contribution au développement du SPL

A. Vande Craen (CERN), P. Duthil (CNRS), S. Chel (CEA)

1. Le SPL: situation de l’étude du cryo-modules (A. Vande Craen, CERN)

2. WP2.2, WP2.4 and WP.2.5: Avancement, utilisation de ressources, programme futur (S. Chel, CEA)

3. WP2.1 and WP2.3: Avancement, utilisation de ressources, programme futur (P. Duthil, CNRS/IN2P3)

Accord Technique No.2, SPL 4eme CSP, 25 novembre 2010


L’Etude SPLObjectif de l’étude SPL

Jusqu’en 2013:• Concentrer l’effort sur la R&D associée aux technologies clés pour une source

de protons a haute puissance, le HP SPLEt en particulier:• Réalisation et test de cavités β=1, 5 cellules ,704 MHz• Réalisation et test de coupleurs RF de haute puissance• Réalisation et tests d’un ensemble de 4 cavités en configuration machine:

– Dans leur enceinte a hélium, – Avec leur accordeur de fréquence,– Alimentée par leur coupleur de puissance

Réalisation d’un cryo-module court pour permettre le test de l’ensemble de 4 cavités

3

La contribution de la France• CNRS/IN2P3:

– WP.2.1: • l'étude du cryostat et de l’intégration des composants du cryo-module • réalisation des composants du cryostat pour le cryo-module court.

– WP.2.3: • l’étude de l’outillage d’assemblage du cryo-module prototype• La fabrication et l’assemblage seront réalisé par le CERN

• CEA:– WP.2.2: l'étude et la réalisation de cinq enceintes hélium des cavités

supraconductrices• 1 pour le test des cavités Eucard dans le CryHoLab du CEA• 4 pour le cryo-module court

– WP.2.4: fabrication et fourniture de 9 accordeurs pour les cavités β=1 – WP.2.5: mise à disposition d’un banc de test RF pour le conditionnement de

quatre paires de coupleurs


4

Cryo-module: Etat de l’étude

• Schéma cryogénique défini• Connexion au banc de test CERN définie• Concept CERN du supportage cavités défini (voir présentation CNRS)

– Tube double vertical sous la cavité– Support inter- cavités

• Design coupleur et tube double terminé, interfaces en cours de définition– Avec cavités : par CERN– Avec cryostat : par CNRS

• Enceinte Hélium nécessaire au cryo-module – Modification au design en cours par CNRS– Production assurée par CEA

• Instrumentation en cours de définition par CERN


5

Cryo-module: Réunion de spécification

Permit de clarifier certains points:

• Besoin d’accès pour maintenance– HOM– Parties actives du tuner

• Tableau de diamètre, pression, température des lignes quasi définis

• Engineering Specification en cours de rédaction(prêt pour fin 2010)


6

Planning


Revue de conception préliminaire

Revue de conception de détail

Début d’assemblage au CERN

Accord Technique No.2:

Contribution au développement du SPL

Activités du CEA

centrées sur les systèmes pour cavités supraconductrices

WP 2.2 : enceintes HéliumWP 2.4 : systèmes d’accord à froidWP 2.5 : conditionnement de coupleurs

WP.2.2: fourniture de 4+1 tanks héliumpour les cavités β=1

Depuis CSP 03:- Finalisation du design du tank pour cavités 704 MHz (Saclay - b=1 et IPN - b=0.65) compatible avec montage et essais dans CryHoLab - Evaluation des modifications à apporter pour intégration dans “cryomodule court

“ avec support du train de cavités par les coupleurs de puissance - Mise en évidence de points d’incompatibilité CryHoLab – “cryomodule court “

Tank hélium pour cavités 704 MHz compatible avec CryHoLab

Tank hélium muni des supports pour intégration dans “cryomodule court”(schéma CERN)

Ti


Décision validée lors de la réunion CEA/CERN/IN2P3 du 15 Octobre 2010:fourniture au CERN de 4 tanks hélium compatibles avec le “cryomodule court” et réalisation d’un tank hélium compatible avec CryHoLab pour cavité CEA (EuCARD)

Répartition des tâches:Tanks pour “cryomodule court”:

- Etude des interfaces par IPN/CERN- Fourniture de la maquette 3D par IPN- Fourniture des plans de détail par CEA- Réalisation et livraison au CERN par CEA

Ti

Nb

Deux modèles de soufflets (hydroformés ou à coupelles soudées) en cours d’évaluation - Essais en préparation


Retour AAPC cavités + Tanks hélium :15 Juillet 2010

3 sociétés candidates retenues : RI, SDMS, ZANON

Suite aux décisions prises (réunion du 15 Octobre 2010):- Préparation d’un marché pour la livraison d’une cavité avec tank

Héliumcompatible CryHoLab

- Préparation d’un marché pour la livraison de 4 tanks Héliumcompatibles « cryomodule court »

Planning prévisionnel

Système d’accord latéral Saclay Vavec actionneur piezo-électrique

Depuis CSP 03:

- Finalisation du design compatible avec cavité Saclay 704 MHz b=1- Evaluation des modifications pour intégration dans “cryomodule court SPL” :

Une seule pièce du SAF à modifier (les autres modifications sont reportées sur le tank)

- Validation par le CERN lors de la réunion CEA/CERN/IN2P3 du 15 Octobre 2010

WP.2.4: fourniture de 8+1 systèmes d’accord pour les cavités β=1

Allongement de la pièce de liaison de 50 mm

Compensation de la diminution de la raideur (40 kN/mm) en cours d’étude (renforts)

Dépouillement des offres commerciales :- Lot mécanique : Août 2010- Lot motoréducteur : Septembre 2010

Sociétés retenues : GAVARD & Cie / TSA

Coût SAF (hors piezo): 129 852 k€Livraison des ensembles : 16 semaines max.

Modification de la pièce de liaison sera exigée lors de la RdL

WP.2.4: fourniture de 8+1 systèmes d’accord pour les cavités β=1

Planning contractuel

AO + préparation commande pour fabrication de la cavité+tank 12/2010

Finalisation plans (cavité b=1, tank Hélium pour cryomodule court) 01/2011

Notification du marché pour la fourniture du Niobium 01/2011

AO + préparation commande des 4 tanks pour cryomodule court 01/2011

Notification du marché pour la fabrication de la cavité+tank 04/2011

Notification du marché pour la fabrication des 4 tanks Hélium 04/2011

Réception des SAF pour essais à Saclay 05/2011

Préparation de la zone de conditionnement des coupleurs 1S2011

Calendrier des prochaines étapes(récapitulatif)

Bilan Ressources CEA – activité SPL

Bilan 2010 arrêté au 30 Septembre 2010

• Bilan RH 2009 inférieur aux prévisions

• Effort produit en 2010

• Rattrapage opéré à la date du CSP04

• Livraison des SAF en Juin 2011

• Lancement de la fabrication des tanks hélium après livraison & validation des plans

• Disponibilité de la zone de conditionnement des coupleurs à partir de Mai 2011

Conclusion

Comité de Suivi du Protocole CERN-CEA-CNRS/IN2P3-

Accord Technique N°2 : SPL

Contribution CNRS/IN2P3

WP2.1 - Cryostat, composant de cryostat et support de cavitésWP2.3 - Outillages de mise en cryostat

Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

17

WP2.1 – Cryostat, système de support

Depuis CSP 3 : Etude conceptuelle

• de 2 types d’enceinte à vide pour le cryostato Cylindrique avec cryostating latéral (type LHC)o Non-cylindrique avec chargement vertical

Analyse de la méthode de cryostating Analyse des contraintes/déformations en regard des spécifications Contraintes de fabrication

Enceinte cylindrique avec cryostating latéral privilégiéeAccord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

18


Depuis CSP 3 : Etude conceptuelle (et mécanique)

• Du système de support et d’alignement basé sur :o Le coupleur

o interface coupleur / enceinte à videdu cryostat

o interface coupleur / tank hélium dela cavité (CERN)

o La connexion inter-cavité

Étude toujours en cours

Maquette d’essai (CERN) envisagée pour validation du conceptAccord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

19


Depuis CSP 3 : IN2P3 centralise les modèles numériques

• du cryostat• de la cavité CERN et de son tank hélium CEA• du Système d’Accord à Froid (tuner) CEA(Décision validée lors de la réunion CEA/CERN/IN2P3 du 15 Octobre 2010)

L’IN2P3 propose les modifications nécessaires du tank hélium et du SAF pour l’intégration (approbation par CERN et CEA)

Facilité d’intégration dans le cryostat

Intégration de la cavité et du SAF au CNRS effectuée le 15/11/2010


20

Depuis CSP 3 : Etude conceptuelle de la méthode de mise en cryostat (en cours) Etude conceptuelle et mécanique de

• l’outillage de transport du train de cavités en sortie de salle blanche • la table et outillage d’alignement • l’outillage de mise en cryostat

WP2.3 – Outillage de mise en cryostat

Etudes toujours en cours


21

Bilan des ressources CNRS


22

WP2.1 – Cryostat : étude conceptuelle• Support cavités ( dont inter-connexion entre cavités) • Mise en place de l’écran thermique et du blindage magnétique• Module cryogénique

Prochaines échéances


Milestones and Deliverables – WP2.1. CRYOSTATDate Description

July 2010Under progress (cf. CERN meeting 19/10/2010)

Functional specification of short cryomodule by CERN, with input from CNRS/CEA.

November 2010→ February 2010 (depending on CERN technical data inputs*)

Conceptual Design Review of short cryomodule

July 2011Detailed Design Review. Detailed CAD models and detailed design engineering studies by CNRS finished.

September 2011 Review of tender files for procurement. Tender documents available.December 2011 Contract orders signed by CNRS.

October 2012Complete set of components, accompanied by relevant documentation, available for starting assembly of the short cryomodule.

* validation du système de support sur une maquette ?

23

WP2.3 – Outillages de mise en cryostat• Interfaçage outillage de sortie de salle-blanche / outillage de

transport et d’alignement des cavités • Outillage d’alignement des cavités sur une table support

Prochaines échéances


Milestones and Deliverables

Date Description

February 2011Conceptual design of assembly tooling. CAD models and engineering design studies by CNRS finished.

September 2011 Detailed drawing files delivered to CERN.

September 2011 Tender documents ready by CERN.

December 2011 Contract adjudication by CERN.

June 2012 Assembly tooling components delivered to CERN.

July-September 2012 Participation of CNRS to the installation and commissining of the assembly tooling at CERN.

24

MERCI POUR VOTREATTENTION!

Documents

Accord Technique No.2: Contribution au développement du SPL A. Vande Craen (CERN), P. Duthil (CNRS), S. Chel (CEA) 1.Le SPL: situation de létude du cryo-modules