research and development for future lhc …€¦ · research and development for future lhc...
TRANSCRIPT
RESEARCH AND DEVELOPMENT FOR
FUTURE LHC SUPERCONDUCTING
MAGNETS
WP STATUS
J.M. Rifflet – Steering committee –September 4th 2015
LES 7 WORK-PACKAGES
Description CERN CEA
WP1 Coordination and monitoring of activities L. Bottura J.M. Rifflet
WP2Design and prototyping of a new Nb-Ti Q4 pour
HL-LHCE. Todesco M. Segreti
WP3Completion of the Nb3Sn magnet FRESCA2 and
participation to the testsP. Ferracin F. Rondeaux
WP4 Support in the Nb3Sn technology R&D J.C. Perez M. Durante
WP5Completion of the HTS insert winding for
FRESCA2G. De Rijk M. Durante
WP6 Study of HTS magnets at high field G. De Rijk Ph. Fazilleau
WP7 Mechanical study of Rutherford cable L. Oberli P. Manil
Luc a récemment pris sa retraite, il nommer un nouveau responsable CERN
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC
UPGRADE
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
Situation début juillet:• Etudes bien avancées• Appros lancées Début bobinage prévu en janvier 2016
Changement de design:• Pb de stabilité des alims en courant• Réduction importante du coût (aimant,
tests)• Conducteur disponible au CERN Il faut entériner les nouveaux paramètres:
Câble « MQM », 2 couches Ouverture aimant : 90 mm
WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
Estimation pour revenir au même point (études magnétiques, mécanique, protection, études détaillées composants et outillage) : ~ 1 an Concentrer nos efforts pour démarrer le bobinage si possible avant fin
2016 : livrable WP2 = 1er pôle Q4
Propositions :
• L’étude d’intégration masse froide, initialement prévue en 2016, est actuellement menée au CERN (H. Prin).
supprimer cette étude de l’accord et la remplacer par la nouvelle étude Q4 (quantité de travail comparable)
• QUACO : PCP (CERN-CEA-CIEMAT): permettre à l’industrie de mettre le pied à l’etrier en participant à la R&D pour Hilumi.
Etude et réalisation prototype Q4 double ouverture, full length Faut-il conserver le proto Q4 court double ouverture ?
réduction du nb de pôles à 6 (au lieu de 12)
WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
New Q4 production for HL-LHC (new design + QuaCo)
With a new magnetic design using MQM cable, the fabrication and test of the
short model single aperture is delayed to 2017
Phase
Conceptual design
Engineering design (short)
Short model
QuaCo (Engineering of the
long design + Prototype)
Production
Installation
2012 2013 2014 2015 2016 20222017 2018 2019 2020 2021
WP2
WP2 : Q4 MAGNETS FOR LHC UPGRADE
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
livrables
Milestones and deliverables
N° DescriptionInitial collaboration agreement
Today *
2.1Complete design of the single aperture magnet short model
December 2014 July 2016
2.2 Winding and polymerization of short coil 0 August 2015 December 2016
2.3 Completion of all coils (3 sets in total) January 2016 July 2017 *
2.4Single aperture magnet short model assembly
February 2016 September 2017
2.5Assembly procedure end of cold mass (quad + correctors)
December 2016 December 2017 **
* 3 mois plus tôt si 6 bobines au lieu de 12** Si la tâche est conservée
WP3 : FRESCA2 MAGNET
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
WP3 : FRESCA2 MAGNET
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
Longue période d’incertitude sur• Quantification du rétreint axial du conducteur• Moyen de prise en compte de ce phénomène
Modification de l’outillage de bobinage (3 parties) Réunion technique en juin Procédure choisie (jeux 1+1
mm, fermés avant réaction)
WP3 : FRESCA2 MAGNET
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
1ère bobine Nb3Sn • bobinée sans problème à Saclay• Réaction au CERN terminée• Imprégnation en préparation
2ème bobine Nb3Sn• Démarrage du bobinage semaine prochaine
On est entré
en phase de
production
Planning OK
WP4 : NB3SN TECHNOLOGY
DEVELOPMENT
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
WP4 : NB3SN TECHNOLOGY DEVELOPMENT :
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
• Les mesures de variation d’épaisseur du câble pendant la réaction ont commencé
• Préparation d’échantillons pour la caractérisation mécanique en cours
• Adaptation outillage pour tests de caractérisation va démarrer (renfort Mo vient d’arriver)
• Tests de dilatation sur conducteur FRESCA2 • Poursuite des essais avec nouvel
outillage• Cette étude, si elle permet de maîtriser la
techno pour FRESCA2, devra être poursuivie dans l’avenir
WP4 : NB3SN TECHNOLOGY DEVELOPMENT :
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
N° Description Kick off meeting Today
4.1 Mechanical test facilities design September 2014 Sept/Oct 2015
4.2 Mechanical test facilities ready December 2014 December 2015
4.3 Dilatation tests report – preliminary July 2014 September 2015
4.4 Dilatation tests report - final December 2014 December 2015
4.5 Report on Mechanical tests at Saclay December 2015 T1 2016 ?
• Poursuite des activités:• Mesure de dilatation câble:
• Poursuite des mesures de dilatation thermique FRESCA2 (RRP et PIT) câbles
• Campagne de test pour câble QXF et « 11T »• Caractérisation mécanique:
• Préparation ten stack (PIT et RRP) pour test CERN et Saclay
• Mesures mécaniques à Saclay
• Livrables
WP5 : HTC INSERT
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
WP5 : HTC INSERT
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
• Etudes terminées pour version standalone (composants et outillages)
• Tests de bobinage et d’assemblage aimant dummy (rubans inox). OK
• Assemblage final avec pads fin septembre
Aimant HTS pour fin 2015
• Test standalone en préparation• Assemblage pour test sous champ
externe à étudier
WP5 : HTC INSERT
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
N° Description Kick off meeting 09/2015
5.1 Test of the prototype at LNCMI September 2013
Test of a second prototype at
LNCMI
March 2015 No more
foreseen
5.2 Construction of the insert June 2015 November 2015*
5.3 Test report of the insert inside
FRESCA2
September 2016* September
2016**
* Depending on FRESCA2 activities at Saclay
**depending of FRESCA2 schedule
Livrables
WP6 : HIGH FIELD MAGNET STUDIES
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
WP6 : HIGH FIELD STUDIES
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
Le WP porte sur les configuration d’aimants
d’accélérateurs “20T”. Pour les aspects
mécanique et matériaux
• 4 configuration retenues:
• Insert Cos Theta : Fait
• Insert en blocks (Grenoble) : Fait
• 2 autres structures (J von Nugteren)
• Reste à faire:
• Etude de 2 configurations
• Sélection de matériaux pouvant
répondre au problème
• Rapport
17.33 T17.33 T
WP7 : MECHANICAL STUDIES OF
RUTHERFORD CABLE
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
WP7 : MECHANICAL STUDIES OF RUTHERFORD
CABLE
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
• Modélisation du formage du câble : activité redémarrée en avril (Post doc) Machine HPC (Cocascope) Maillage avec nombreux codes (Rhino3D,
Meshlab, NettFab, K-3D, gmsh, Salom, Europlexus,…
Validation par observation (microscope à balayage, Tomographies X, analyse statistique)
• Comportement du câble en fonctionnement Loi de comportement du brin (tests de traction,
mesure de dureté et rigidité locales) Simulation de comportement du câble en
fonctionnement Comparaison avec tests mécaniques
DELIVERABLES ET PAIEMENTS
CERN-CEA collaboration – Steering committee
-04 septembre 2015
DELIVRABLES ET PAIEMENTS
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
Payment
linked
deliverable Payment
linked
deliverable Payment
linked
deliverable Payment
linked
deliverable Payment
linked
deliverable Payment
linked
deliverable
WP1 6613.0 1.1 6613.0 1.2 6778.0 1.3 6778.0 1.4 6948.0 1.5 6948.0 1.6
WP2 126738.5 126738.5 167939.0 167939.0 145044.0 2.1 145044.0 2.2
WP3 136658.0 136658.0 3.2 113415.0 3.3 113415.0 22849.0 3.4 22849.0 3.5
WP4 102382.5 4.2 102382.5 4.4 51624.0 51624.0 4.5
WP5 121745.0 5.2 121745.0 60097.0 60097.0 26556.0 26556.0 5.3
WP6 6613.5 6613.5 8962.5 8962.0 6.1
WP7 32844.0 32844.0 14535.5 14535.0 7.1
Total 533594.5 533594.5 423351.0 423350.0 201397.0 201397.0
Total 2316684.0
2014 2015 2016
1st semester 2nd semester 1st semester 2nd semester 1st semester 2nd semester
Total 658301.5
1.1 1st seminannual collaboration report
4.2 mechanical test facility ready
5.2 Construction of the insert
1.2 2nd seminannual collaboration report
3.2 2 Nb3Sn coils type 1-2 for FRESCA2 delivered
4.4 dilatation test report - final
1.3 3rd seminannual collaboration report
3.3 2 Nb3Sn coils type 1-2 tested with 2 Cu coils supprimé
1.4 4th seminannual collaboration report
4.5 Report on mechanical tests at Saclay
6.1 Study report on structure materials submited to large mechanical stress
7.1 FEM Model of samples lifecycle
1.5 5th seminannual collaboration report
2.1 Complete design of the single aperture magnet short model
3.4 2 Nb3Sn coils type 3-4 for FRESCA2 delivered
1.6 6th seminannual collaboration report
2.2 winding and polymerization of short coil 0
3.5 FRESCA2 magnet tested
5.3 test report on the insert inside FRESCA2
660 k€:
Attendre fin 2015 pour
le premier paiement ?
COMMANDES DE MATÉRIEL PASSÉES PAR SACLAY
CERN-CEA collaboration – Steering committee -04 septembre 2015
Etat des dépenses fin juin 2015
engagé Payé
WP1 17.00 17.00
WP2 11478.60 0.00
cales angulaires, axes et coins de positionnement, moule de
polymérisation
WP3 8299.79 7635.00 expeditions, traitements de surfaces, mécanique
WP4 355.98 355.98 matière
WP5 3489.22 3489.22 Ruban d'acier, matériel pour adaptation machine à bobiner
WP6
WP7
Total 23640.59 11497.20
• Pour WP2, la commande de cales angulaire 6400 €a été stoppée début juillet
• La possibilité pratique de facturation sans mise en place d’un avenant est en cours de vérification
• La somme est relativement faible. Faut-il facturer maintenant ?