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S1-G ｸﾗｲｵﾓｼﾞｭｰﾙ現状報告

S1-G ｸﾗｲｵﾓｼﾞｭｰﾙ現状報告. 大内. S1-Global. The main target of the S1-Global ： Operating a cryomodule with an average accelerating gradient of 31.5 MV/m with 8 cavities under the international research collaboration. Included research subjects:

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S1-G ｸﾗｲｵﾓｼﾞｭｰﾙ現状報告

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Presentation Transcript

  1. S1-G ｸﾗｲｵﾓｼﾞｭｰﾙ現状報告 大内 LC技術検討会　（S1－G関連）

  2. S1-Global • The main target of the S1-Global： • Operating a cryomodule with an average accelerating gradient of 31.5 MV/mwith 8 cavities under the international research collaboration. • Included research subjects: • Experience the design, assembly and the alignment procedures for cavity packages from participating parties. • Measure the heat loads for the cavity packages and the cryomodule for the static and the 31.5 MV/m dynamic conditions. • Conduct the comparative studies of performance of cavities from the participating institutes. • Attempt to attain an average accelerating gradient of 31.5 MV/m in a pulsed RF operation at 5Hz with 1ms flat-top length, 0.07% rms amplitude variation and 0.35 degree rms phase variation. • Advance implementation of the ‘plug-compatibility concept’ LC技術検討会　（S1－G関連）

  3. S1-Global cryomoduleoverview DESY FNAL KEK Connection to 2K cold box Cryomodule-C Cryomodule-A • S1-Global collaborative profile • INFN: Design and construction of the 6m Module-C for DESY and FNAL cavities • DESY: Two TESLA type cavities with Saclay tuner • FNAL: Two TESLA type cavities with blade tuner • SLAC: Power distribution system for Module-C and input coupler conditioning • KEK: 6m Module-A for KEK cavities, four TESLA-like cavities and infrastructure for completing the module tests LC技術検討会　（S1－G関連）

  4. Design of Module-C Module-C Cross section of Module-C Design features of Module-C: • Design is based on the TTF Type-III cryomodule, and the vacuum vessel length is 5800 mm. • The cold mass is designed to be supported with two support posts from the vacuum vessel. • The distance between input couplers on the vessel is 1383.6 mm, and the distance between cavities on the string at warm is 1384.14 mm. They are same as TTF III. • Design difference of cavity packages are included; • DESY cavity: Saclay tuner, outer magnetic shield and package length=1283.4mm • FNAL cavity: Bladetuner, outer magnetic shield and package length=1247.6mm LC技術検討会　（S1－G関連）

  5. Cryomodule components of Module-C Construction schedule of Module-C components by INFN/Zanon We are here. LC技術検討会　（S1－G関連）

  6. Cryomodule components of Module-C Construction schedule of Module-C components by INFN/Zanon We are here. Scheduled shipping date Transportation by ship KEK expects to receive the Module components. LC技術検討会　（S1－G関連）

  7. Construction situation in Zanon at 16 Sept. 2009 Machining the vacuum vessel was almost completed. Rust will be removed from the vessel surface, and after painting and treating the vacuum flange surface, the vessel will be packed. The cold mass was assembled in the final shape, and after disassembling the thermal shields in the lower part, the set of components will be packed. GRP and WPMs Thermal sensors are already assembled. 2009/7/27-31 LC技術検討会　（S1－G関連）

  8. FNAL/DESY cavities • Two DESY cavities will be transported to KEK in December. • The horizontal tests of two cavities will have been completed in DESY. • The cold couplers will be assembled before transportation. • Two FNAL cavities will be transported to KEK in the end of December. • Two cavities will be tested in the vertical cryostat, and the LHe supply pipe will be welded to the jacket before transportation to KEK. • The cold couplers will be assembled before transportation. ヘリウム供給配管の赤線部を各研究所で切断後、KEKへの輸送を依頼している。 FNALとは確認出来ているが、DESYとは担当者との連絡がつかないため確認できていない。（ベローズの寸法に合うように切断する必要がある。） LC技術検討会　（S1－G関連）

  9. Welding of liquid helium supply pipes • 担当者：Tug (FNAL) 、Kay (DESY) • DESY can supply the auto welding machine.??? • Welding work by DESYand FNAL at KEK-STF: • DESY is very busy for the FLASH upgrade activity. No confirmation of welding work at STF by DESY personnel. • FNAL ?? • 日本側の組み立て会社によるTiパイプの溶接作業（トレーニングが必要） • Pipe size • FNAL: OD=73.02 mm, DESY: OD=76.1 mm • 変換パイプをFNALが製作する。 KEK pipe (SUS) Ti-SUS junction Ti-SUS junction FNAL FNAL DESY DESY • Module-Cの組み立ては、FNAL/DESYの現場指導及び作業、KEKが作業補助（外注会社）を行うものとして検討してきた。現状、DESY/FNALの現場指導・作業が非常に不透明。 • 日本サイドで組み立てを全て行う場合： • Module-Cの３D図面から、請負会社作業員が作業できる図面を作る必要がある。 • 作業図面はKEK側で作ることになり、且つ請負会社設計部及び作業担当者との打合せが必要となる。（11月、12月でこの作業を完了しなければならない。） LC技術検討会　（S1－G関連）

  10. Proposal at ALCPG09:Bellow pipe between the gate valve and FNAL cavity • Bellow pipe and the flange of the gate valve：KEK • Cavity flange：FNAL • KEK will send the bellow pipe with welded the gate valve flange to FNAL, and FNAL welds the FNAL cavity flange and the KEK bellow pipe. FNAL KEK • KEK空洞グループがFNAL空洞とKEKゲートバルブ間のベローパイプを製作する。 • 概略図面をFNALに送り、相互に確認する。（10月27日に作業予定。） • FNALには真空リーク試験用に閉止フランジと6角アルミシールの供給を依頼してある。 • 問題は、FNAL側の空洞のタイプが決まっていない。 • 11月11日にならないとFNALの縦型テストスタンドが準備できない。 • FNAL空洞の候補は、AES-2（long-short）とAccel-11（short-short）。 LC技術検討会　（S1－G関連）

  11. Vacuum pipe for input couplers Proposal at ALCPG09 Vacuum pipe for input couplers: KEK (Cavity group) Connection bellows and flanges: DESY and FNAL In order to manufacture the vacuum pipe, KEK needs the dimensions of the connection flange and the seal to the input coupler bellow flange. LC技術検討会　（S1－G関連）

  12. Module-C vesselの信号線ポートはKEKで準備 WPMs Upper side • 温度計、歪ゲージ、ピンダイオード信号 • 信号線本数＝492 • One terminal has 48 pins. • In total, 13 terminals are prepared. • Number of pins = 624 LC技術検討会　（S1－G関連）

  13. Flanges of T-shape port shown by DESY, Kay B-flange A-flange 2 e- pickup coupler 2  cavity HOM 1  cavity pickup 2  PT1000 coupler 1  STC He vessel WPM WPM WPM WPM 2  Piezo • For S1-G cryomodule: • 2  Piezo • 2 e- pickup coupler • 2  cavity HOM • 1  cavity pickup • Stepping motor • Thermal sensor cables will go through from anotherterminals. • No BMP and No Acc (?) D-flange Stepping motors 4 BPM 2  Acc INFNからは閉止フランジのみ送られてくる。 ポートフランジの設計が必要。ターミナルの図面が必要。 LC技術検討会　（S1－G関連）

  14. Design of Module-A Module-A Cross section of Module-A • Module-A cryostat and cold mass components are those for STF Tesla-like cavities; re-used. • Design features of Module-A: • Thermal and mechanical designs are based on the TTF Type-III cryomodule, and the length of the vacuum vessel is 5515 mm. • Module-A is connected to Module-C with a big vacuum bellows and reduced cooling pipes. • Cooling pipe sizes are different from those of Module-C. • KEK cavities have two types of tuner location with respect to the cavity jacket. • Ti-SUS junctions are used in the cross-connect pipe between LHe supply pipe and cavity jackets, and in the cool down/warm up pipe. LC技術検討会　（S1－G関連）

  15. KEK cavities of S1-G cryomodule A-type B-type 58 58 1247.8 1247.8 • The tuner is located in the middle of He jacket. • The support lug distance is 750 mm. • The support lugs locate in the horizontal plane of beam axis. • The plug compatible standard design. • The tuner is located out side of support lugsand on the opposite side of input coupler. • The support lug distance is 650 mm. • The support lugs locate in the horizontal plane of beam axis. LC技術検討会　（S1－G関連）

  16. Modification of the vacuum vessel 4 ports for the new tuner driver shaft and 4 access windows for assembling the tuners. 3 view windows of laser position monitors to measure the GRP deformation during thermal cycle. 10月21日に日立 へ持ち帰り、 2010年1月15日 KEK着 LC技術検討会　（S1－G関連）

  17. Modification of the He gas return pipe and shield plates Removing the present cavity support shapes and making the redesigned shapes at the new locations. Making windows on the thermal shields for the tuner shafts and laser position monitors. Assembling 5 WPMs on the He gas return pipe. 10月21日に日立 へ持ち帰り、 2010年1月15日 KEK着 New design LC技術検討会　（S1－G関連）

  18. Ti-SUS異材継手 Module-C Tiパイプ SUSパイプ SUSパイプ STFでのTi-SUS異材接合リーク試験 LC技術検討会　（S1－G関連）

  19. 計測関連 • Module-A • Cernox抵抗温度計= 25点（1.4K～100K） • Carbon抵抗温度計= 16点（1.4K～100K）　温度計校正作業が必要 • PtCo抵抗温度計=26点（2K～300K） • CC熱電対温度計=33点（70K～300K） • 歪ゲージ=24点 • ピンダイオード=24点 • WPM=13台 • Module-C • Cernox抵抗温度計= 27点（1.4K～100K） • Carbon抵抗温度計= 16点（1.4K～100K）　温度計校正作業が必要 • PtCo抵抗温度計=26点（2K～300K） • CC熱電対温度計=35点（70K～300K） • 歪ゲージ=24点 • ピンダイオード=24点 • WPM=5台 計測関連（温度計取付・配線・計測器整備）の作業は、素核研近藤氏の協力を得て行っている。 LC技術検討会　（S1－G関連）

  20. Cryomodule construction schedule LC技術検討会　（S1－G関連）

  21. Module assembly schedule-1 LC技術検討会　（S1－G関連）

  22. Module assembly schedule-2 LC技術検討会　（S1－G関連）

  23. まとめ • INFNのクライオスタット部品はKEKへの輸送の為の作業を行っている。11月末にはKEKに到着予定。 • Module-Cの組立作業： • DESY/FNALによる指導・作業が非常に不透明。 • 日本側で行う場合、組み立てに必要な図面をKEKで準備する必要がある。 • 作業内容を来年１月からの作業前に作業員に周知させる必要がある。 • 組立のスケジューリングの再検討が必要。 • Module-Cの空洞関連の部品： • ゲートバルブとFNAL空洞間のベローパイプ（KEK空洞グループが製作） • FNALの空洞が決定されていないことから最終形状が決まっていない。 • T-型パイプフィードスルーの信号線の割振り、コネクタータイプの決定。 • インプットカップラー真空引きヘッダーパイプ（KEK空洞グループが製作） • Module-Aの関連部品： • 真空容器、GRPは10月21日に日立に持帰り、改造を開始。 • Ti-SUS異材継手の試験・カーボン抵抗温度計の校正を10月15日～11月6日。 • 現場作業は、大内と近藤の２名が研究所側の担当者で、この他、関連研究所との調整、ｸﾗｲｵﾓｼﾞｭｰﾙ設計作業（計測系も含む）、会社との調整等があり限界状態。 • 今後、並列に予定されている計画に対応するにはグループとしての人員の増員、LC内部でのグルーピングを検討して頂きたい。 LC技術検討会　（S1－G関連）

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