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I P H I I njecteur de P rotons H aute I ntensité

I P H I I njecteur de P rotons H aute I ntensité Prototype de la partie basse énergie pour la nouvelle génération d'accélérateurs forte puissance Collaboration CEA/DSM – CNRS/IN2P3 - CERN. Évolutions du projet (1).

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I P H I I njecteur de P rotons H aute I ntensité

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Presentation Transcript

  1. I P H I Injecteur de Protons Haute Intensité Prototype de la partie basse énergie pour la nouvelle génération d'accélérateurs forte puissance Collaboration CEA/DSM – CNRS/IN2P3 - CERN Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  2. Évolutions du projet (1) • Avril 2002 : décision DSM-IN2P3-CERN de renforcer la collaboration avec le CERN et de redéfinir les performances de IPHI. • Octobre 2002 : réunion IPHI/SPL, accord sur un nouveau design et présentation d’un calendrier. • Limitation de l’énergie du RFQ à 3 MeV avec 6 tronçons au lieu de 8. • Transfert (partiel) de IPHI au CERN à l’issue des essais CW pour XADS à Saclay • Test au CERN en sortie de RFQ d’une ligne chopper • Installation RFQ et chopper au CERN comme début d’injecteur pour le SPL Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  3. Évolutions du projet (2) • Janvier 2003 : adoption d’un nouveau design de ligne diagnostics • Dipôle et Qpôles plus compacts issus de l’OHE Linac Saturne • Faisceau CW en ligne droite, • Analyse en énergie uniquement à faible cycle utile • Abandon du bloc d’arrêt type « Los Alamos » • Étude d’un bloc d’arrêt cuivre CuC2 (matériau autorisé pour une énergie limitée à 3 MeV) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  4. État d’avancement du projet : Source • Démontage, transfert et remontage de SILHI/LBE entre avril et décembre 2002. • Redémarrage en janvier 2003 • Fonctionnement nominal (U et I) • Panne alimentation principale • Programme d’essais sur 6 mois : optimisation, mesures (profils, émittance, charge d’espace), run longue durée. Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  5. État d’avancement du projet : LBE • LBE quasi définitive jusqu’à la sortie du 2ième solénoïde, • Chambres de test et mesures en aval • Campagne de mesures à démarrer dès le retour de l’alimentation HT • Détermination de la position d’entrée RFQ, • Début de mise en place des protections biologiques • Dessin et réalisation de la section finale Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  6. État d’avancement du projet : Maquette DTL • Étude, développement et réalisation d’un modèle chaud équipé de 3 tubes de glissement (2000-2002). • Réalisation d’un tank en Cu massif : échec au soudage • Réalisation d’un tank inox cuivré interne/externe • Fabrication de 2 TG équipés de Qpôles (2 technologies) + 1 TG instrumenté. • Intégration et tests bas niveau à Saclay • Installation et tests en puissance au CERN : ~ 45 kW CW obtenus fin 2002 uniquement limités par le générateur CERN. (collaboration ISN Grenoble-CERN-CEA, thèse de P-E. Bernaudin. Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  7. État d’avancement du projet : Maquette RFQ • Réalisation d’une maquette aluminium de 6 mètres, • Étude et développement d’un banc de mesure par méthode de perturbation. • Usinage de lames à profil réel pour les 2 premiers mètres. • Développement d’une méthode d’analyse et de réglage automatisée (thèse de F. Simoens). • Validation sur 1 et 2 mètres avec couplages et extrémités. • Validation d’une méthode d’évaluation des défauts mécaniques sur tronçon réel (avant et après brasage). Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  8. État d’avancement du projet : Environnement RFQ • Lancement en 2001 d’un marché APS + APD 5 MeV • APS 5 MeV pratiquement terminé… (formalisation) • APD stoppé à la suite de la redéfinition 3 MeV • Reprise et adaptation APS pour 3 MeV (Nouvelle commande) • APD 3 MeV (sur marché RETEC en cours) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  9. État d’avancement du projet : RF • Bas niveau RF (P. Ausset IPNO) • Puissance RF • Klystrons, circulateurs, charges, fenêtres, guides disponibles… • Transformateurs en place sur bac de rétention • Cuve des redresseurs prête pour raccordement • Baies de commande en cours d’adaptation • Charge principale à eau salée en cours d’intégration (marché IPNO pour le système échangeur) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  10. État d’avancement du projet : Alimentations • Alimentation klystrons (voir puissance RF) • Alimentations dipôle et Qpôles de la ligne diagnostics : • Récupérées de Saturne, • En place dans la salle des auxiliaires, • Nécessitent révision et adaptation du C/C (SIS) • Autres alimentations (déviateurs) à commander par IPNO (pas critique). Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  11. État d’avancement du projet : L. Diagnostics + bloc d’arrêt • Voir présentation P. Ausset • Aimants récupérés de Saturne disponibles • 1 dipôle (+ 1 rechange) • 7 quadripôles (1 triplet et 2 doublets) • En cours de test au 124 (SACM/LEDA, IPNO) • Mesures magnétiques prévues au GANIL (4/03 – 3/04) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  12. État d’avancement du projet : Contrôle/Commande • Architecture matérielle et logicielle basée sur EPICS (Experimental Physics and Industrial Control System) • Système complètement opérationnel sur SILHI/LBE • Commande et contrôle des équipements • Acquisition de signaux • Procédures de démarrage, automatismes • Interfaçage avec automates (vide et sécurités) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  13. Application C/C IPHI : SILHI + LBE Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  14. État d’avancement du projet : Infrastructure • Bureaux et labos prêts • Halls et protections biologiques disponibles • Sous station électrique opérationnelle • Hall des auxiliaires prêt • Alimentation puissance RF en cours d’adaptation/installation, • Bac de rétention prêt • Source et LBE opérationnelles Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  15. État d’avancement du projet : Refroidissement • Circuit primaire principal prêt : • Aéro-réfrigérant atmosphérique 8 MW, • Circuit primaire, • Pompes (3), • Échangeur principal 11 MW (Saturne révisé en 2001) • Puissance électrique • Circuits secondaires SILHI (et H-) opérationnels • Refroidissement charge 1,3 MW en fabrication • AAPC système de refroidissement puissance RF lancé Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  16. État d’avancement du projet : Sûreté/Sécurité • Rédaction du dossier de sûreté terminée, • Version couvrant les énergies jusqu’à 11 MeV • Préparation pour enquête publique en cours • Délais de traitement : 12 à 15 mois. • Fonctionnement 3 MeV inférieur aux seuils ICPE • Composants TCR disponibles (balises, voies de mesures, câbles…) • En cours de câblage par DEN/DPI/GIER • Installation et mise en fonctionnement par GIER Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  17. Point sur le prototype RFQ (1) • Usinage : • Beaucoup de retard (désorganisation de SICN) • Pièces unitaires conformes • Tronçon assemblé contrôlé conforme • Brasages (SICN chez VTS) • Brasages des boîtiers et brides OK ( = 850°C) • Échec du brasage final • Mauvais contrôle de la température de brasage • « Débrasage » brides, fuites… Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  18. Point sur le prototype RFQ (2) • Réparation n°1: • Étude, test et mise au point par SICN de méthodes de réparation • Application des méthodes et nouveau brasage chez VTS. • La plupart des fuites semblent réparées • Il subsiste une fuite au niveau d’une bride inox et une fuite au niveau de certains bouchons en bout de lames • Réparation n°2: • Élimination de la bride inox (usinage), préparation du boîtier et d’une nouvelle bride, préparation et ajustement de nouveaux bouchons à braser. • Tronçon au CERN en attente d’un nouveau brasage Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  19. Marché RFQ : Nouveau marché • 25 juin 2002 lancement d’un nouvel AAPC type assemblier, • Juillet 2002 discussions avec le CERN en vue du brasage, mission au CERN. • Août 2002 : 2 réponses à l’AAPC (Mécachrome et Technoplus), • comité de pilotage du 5 septembre 2002 : • constitution d’un comité de lecture pour étudier le cahier des charges RFQ et proposer d’autres sous-traitants. • Extension de l’appel d’offres à d’autres sous-traitants. • Décembre 2002 : lancement de l’appel d’offres auprès de 5 entreprises : Méca, Techno, Deshors, TMD, Accel Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  20. Marché RFQ : Nouveau marché (2) • Décembre 2002, février 2003 : rencontres avec plusieurs candidats : Mécachrome, Technoplus, TMD (visite de TMD au CERN). • Février 2003 : 4 candidats ont décliné • Accel intéressé par une prestation complète (études=>conception=>réalisation) mais pas par l’usinage uniquement. • Deshors s’est déclaré incompétent (trop pointu), • TMD n’a pu trouver d’usineur (Angleterre, Allemagne, Hollande) • Technoplus a considéré qu’il y avait clairement 2 marchés séparés et n’a pas voulu prendre la responsabilité du produit fini compte tenu du brasage au CERN. Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  21. Marché RFQ : Nouveau marché (3) • Offre Mécachrome : • « responsabilité » de la prestation complète sous réserve d’une provision par le CEA équivalent au remplacement d’un tronçon… • Déclarée non recevable non présentable devant la CM (avis du SC, de l’assistant juridique DSM, de DJC…) • Le CERN n’est pas (ne peut pas être) sous-traitant. • Le contrat ne peut être un contrat de résultat. • Appel d’offres infructueux = nouvel AAPC. Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  22. Marché RFQ : Nouveau marché (4) • AAPC et appel d’offres usineur « pur et dur » (usinage avant et après brasage). • Recherche d’un maximum de candidats dès l’AAPC • Formalisation avec le CERN des procédés de brasage • Modification des plans et du cahier des charges en conséquence (doivent être prêts pour l’appel d’offres) • Responsabilité totale de l’équipe mécanique IPHI !! • Interface avec usineur et CERN Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  23. Calendrier industrialisation RFQ si dispense CCM Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  24. Calendrier industrialisation RFQ si passage en CCM Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  25. Calendrier industrialisation RFQ si CCM + 6ième tronçon Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  26. perspectives : Environnement RFQ • lancement par le SIS / LCAP d’un marché pour la reprise de l’APS de 5 vers 3 MeV, • Réalisation de l’APD 3 MeV chez RETEC (marché en cours), suivi assuré par le SIS. • Réalisation des plans de détail • Fabrications industrielles sous la responsabilité du SIS/GRI • Voir calendrier Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  27. Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  28. Perspectives : source / LBE. • Évolutions mineures sur le C/C • Poursuite des efforts de fiabilisation • Poursuite des campagnes de fonctionnement • Optimisation faisceau et adaptation au RFQ, • Mise au point de diagnostics pour la LHE, • Tests de fiabilité • Conception et réalisation de la section finale LBE • Raccordement au RFQ et interfaçage avec IPHI Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  29. Perspectives : Maquette RFQ • « Succession » de F. Simoens, • Mise au point de la méthode de réglage des plaques… • Validation sur la maquette du réglage des plaques, doigts et pistons, • Réglage des entrées RF • Installation d’une entrée RF sur la maquette (en fabrication) • Mise au point expérimentale • Tests et validation sur la maquette de la procédure de réglage d’une entrée RF (iris de couplage) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  30. Perspectives : RF • Bas niveau RF (P. Ausset IPNO) • Puissance RF (SIS, SACM/LESAR + LEDA, IPNO, ST) • Adaptation et câblage des éléments de l’alimentation klystrons, intégration • Mise en place des protections • Mise sous tension hors charge de l’alimentation • Installation des klystrons circulateurs, charges • Raccordement des circuits de refroidissement • Tests des klystrons sur charge 1300 kW Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  31. Perspectives : Alimentations • Alimentation klystrons (voir puissance RF) • Alimentations dipôle et Qpôles de la ligne diagnostics : • Révision et adaptation (SIS, SACM/LESAR) • Raccordements fluides (SIS, SACM/LESAR + LEDA, ST) • Interfaçage avec le C/C, (SIS, SACM/LEDA) • Alimentations déviateurs : • achat de 8 alimentations (IPNO) • Interfaçage avec le C/C (SIS, SACM/LEDA, IPNO) • Raccordements électriques (SIS, SACM/LEDA, IPNO, ST) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  32. perspectives : Contrôle/Commande • Extension aux équipements futurs • C/C système RF (SIS, LESAR) • C/C refroidissement IPHI (SIS, LEDA) • C/C alimentations L. diags (SIS) • C/C sécurité de fonctionnement IPHI (SIS, LEDA, LESAR, IPNO) • C/C vide RFQ et L diags (IPNO) • Développements en cours • Cadencement IPHI (SIS, LEDA) • Interfaçage EPICS/instrumentation via PXI (SIS) Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  33. Perspectives : Infrastructure • Mise en place des protections biologiques • Alignement général • Gestion des interfaces machine • Système de radioprotection (accès tunnel, balises) • Environnement RFQ • Refroidissement • Cablage général • … Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  34. Perspectives : Refroidissement • Refroidissement puissance RF • Refroidissement L. diags • Système de refroidissement RFQ • Production d’eau froide, • Distribution et régulation de /freq. RFQ. • Refroidissement bloc d’arrêt Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

  35. Redémarrage des essais 100 keV 1ier faisceau 3 MeV Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003 Échéance 2006

  36. Conclusion ou remarques : • La faisabilité technique du seul composant critique de IPHI (RFQ) a été démontrée (prototype, même avec fuites) • La défaillance de SICN a porté un coup dur (délais, coûts…) • De nombreux contre-temps retardent la formalisation d’un nouveau marché d’usinage • La forme de ce marché impose une beaucoup plus forte implication de l’équipe mécanique IPHI qui doit être renforcée. • Le démarrage ne pourra se faire dans le meilleur des cas que fin 2005. • Le transfert vers le CERN ne pourra pas intervenir avant au mieux fin 2006 Meeting IPHI/SPL 28-29 avril 2003

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