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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.

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1 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 (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

2 2 LEtude SPL Objectif de létude SPL Jusquen 2013: Concentrer leffort sur la R&D associée aux technologies clés pour une source de protons a haute puissance, le HP SPL Et 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 dun ensemble de 4 cavités en configuration machine: – Dans leur enceinte a hélium, – Avec leur accordeur de fréquence, – Alimentée par leur coupleur de puissance Réalisation dun cryo-module court pour permettre le test de lensemble de 4 cavités

3 3 La contribution de la France CNRS/IN2P3: – WP.2.1: l'étude du cryostat et de lintégration des composants du cryo-module réalisation des composants du cryostat pour le cryo-module court. – WP.2.3: létude de loutillage dassemblage du cryo-module prototype La fabrication et lassemblage 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 dun banc de test RF pour le conditionnement de quatre paires de coupleurs Accord Technique No.2, SPL 4eme CSP, 25 novembre 2010

4 4 Cryo-module: Etat de létude 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 Accord Technique No.2, SPL 4eme CSP, 25 novembre 2010

5 5 Cryo-module: Réunion de spécification Permit de clarifier certains points: Besoin daccès 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) Accord Technique No.2, SPL 4eme CSP, 25 novembre 2010

6 6 Planning Accord Technique No.2, SPL 4eme CSP, 25 novembre 2010 Revue de conception préliminaire Revue de conception de détail Début dassemblage au CERN

7 Accord Technique No.2: Contribution au développement du SPL Activités du CEA centrées sur les systèmes pour cavités supraconductrices WP 2.2 : enceintes Hélium WP 2.4 : systèmes daccord à froid WP 2.5 : conditionnement de coupleurs

8 WP.2.2: fourniture de 4+1 tanks hélium pour les cavités β=1 Depuis CSP 03: - Finalisation du design du tank pour cavités 704 MHz (Saclay - =1 et IPN - =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 dincompatibilité CryHoLab – cryomodule court Tank hélium pour cavités 704 MHz compatible avec CryHoLab Tank hélium muni des supports pour intégration dans cryomodule court (schéma CERN)

9 Ti WP.2.2: fourniture de 4+1 tanks hélium pour les cavités β=1 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 dun 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 dévaluation - Essais en préparation

10 WP.2.2: fourniture de 4+1 tanks hélium pour les cavités β=1 Retour AAPC cavités + Tanks hélium : 15 Juillet sociétés candidates retenues : RI, SDMS, ZANON Suite aux décisions prises (réunion du 15 Octobre 2010): - Préparation dun marché pour la livraison dune cavité avec tank Hélium compatible CryHoLab - Préparation dun marché pour la livraison de 4 tanks Hélium compatibles « cryomodule court » Planning prévisionnel

11 Système daccord latéral Saclay V avec actionneur piezo-électrique Depuis CSP 03: - Finalisation du design compatible avec cavité Saclay 704 MHz =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 daccord 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 détude (renforts)

12 Dépouillement des offres commerciales : -Lot mécanique : Août Lot motoréducteur : Septembre 2010 Sociétés retenues : GAVARD & Cie / TSA Coût SAF (hors piezo): 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 daccord pour les cavités β=1 Planning contractuel

13 AO + préparation commande pour fabrication de la cavité+tank12/2010 Finalisation plans (cavité =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 court01/2011 Notification du marché pour la fabrication de la cavité+tank04/2011 Notification du marché pour la fabrication des 4 tanks Hélium04/2011 Réception des SAF pour essais à Saclay05/2011 Préparation de la zone de conditionnement des coupleurs 1S2011 Calendrier des prochaines étapes (récapitulatif)

14 Bilan Ressources CEA – activité SPL Bilan 2010 arrêté au 30 Septembre 2010

15 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

16 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 cavités WP2.3 - Outillages de mise en cryostat Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

17 17 WP2.1 – Cryostat, système de support Depuis CSP 3 : Etude conceptuelle de 2 types denceinte à vide pour le cryostat o 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 privilégiée Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

18 18 WP2.1 – Cryostat, système de support Depuis CSP 3 : Etude conceptuelle (et mécanique) Du système de support et dalignement basé sur : o Le coupleur o interface coupleur / enceinte à vide du cryostat o interface coupleur / tank hélium de la cavité (CERN) o La connexion inter-cavité Étude toujours en cours Maquette dessai (CERN) envisagée pour validation du concept Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

19 19 WP2.1 – Cryostat, système de support Depuis CSP 3 : IN2P3 centralise les modèles numériques du cryostat de la cavité CERN et de son tank hélium CEA du Système dAccord à Froid (tuner) CEA (Décision validée lors de la réunion CEA/CERN/IN2P3 du 15 Octobre 2010) LIN2P3 propose les modifications nécessaires du tank hélium et du SAF pour lintégration (approbation par CERN et CEA) Facilité dintégration dans le cryostat Intégration de la cavité et du SAF au CNRS effectuée le 15/11/2010 Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

20 20 Depuis CSP 3 : Etude conceptuelle de la méthode de mise en cryostat (en cours) Etude conceptuelle et mécanique de loutillage de transport du train de cavités en sortie de salle blanche la table et outillage dalignement loutillage de mise en cryostat WP2.3 – Outillage de mise en cryostat Etudes toujours en cours Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

21 21 Bilan des ressources CNRS Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010

22 22 WP2.1 – Cryostat : étude conceptuelle Support cavités ( dont inter-connexion entre cavités) Mise en place de lécran thermique et du blindage magnétique Module cryogénique Prochaines échéances Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010 Milestones and Deliverables – WP2.1. CRYOSTAT DateDescription July 2010 Under 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 2011 Detailed Design Review. Detailed CAD models and detailed design engineering studies by CNRS finished. September 2011Review of tender files for procurement. Tender documents available. December 2011Contract orders signed by CNRS. October 2012 Complete set of components, accompanied by relevant documentation, available for starting assembly of the short cryomodule. * validation du système de support sur une maquette ?

23 23 WP2.3 – Outillages de mise en cryostat Interfaçage outillage de sortie de salle-blanche / outillage de transport et dalignement des cavités Outillage dalignement des cavités sur une table support Prochaines échéances Accord Technique No.2, SPL 4ème CSP, 25 Novembre 2010 Milestones and Deliverables DateDescription February 2011 Conceptual design of assembly tooling. CAD models and engineering design studies by CNRS finished. September 2011Detailed drawing files delivered to CERN. September 2011Tender documents ready by CERN. December 2011Contract adjudication by CERN. June 2012Assembly tooling components delivered to CERN. July-September 2012Participation of CNRS to the installation and commissining of the assembly tooling at CERN.

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