S1-Global *Cryomodule

S1-Global
（Cryomodule設計状況）
大内
S1-Global schedule
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2008年4月21日~25日：FNAL SCRF Meetingにて議論される。
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FNAL, DESY, KEKから31.5MV/mを超える加速勾配を持つ空洞8台をKEKに集め、STFで運
転する。
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FNAL： Tesla-type空洞（Blade tuner） 2台
DESY： XFEL-Tesla-type空洞（Sacley tuner） 2台
KEK：BL-Tesla-type空洞（Lever Jack tuner） 4台
目標平均加速勾配＝31.5MV/m
クライオスタット（Module C)及びFNAL・DESY用低温部品はINFNが製作する。
KEKは、Module Cとのインターフェイス及びModule Aを準備する。
2008年7月：INFN-KEK間のMOU締結（2008年8月1日~2011年3月31日）
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2008年：真空容器及び低温機器の設計を完成させる。
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2009年：Module C部品製作及びクライオモジュール組立
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2008年8月KEKによる全体設計
2008年9月INFNによる各部品の詳細設計開始
INFNによるModule C部品の製作及びKEKへの輸送
KEKにおけるモジュールCの組立
2010年：KEKによるModule Cの組込、及びS1-Global試験
S1-Global Cryomoduleの構成選択（FNAL-SCRF-Meetingでの議論）
C1
Module A
Module B
4 KEK-BL
cavities
2 DESY cavities
2 FNAL cavities
Module C
Required items for construction S1-Global
Module A : No requirement
Module B :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
C2
3 KEK-BL
cavities
1 KEK-LL
cavities
2 DESY cavities
2 FNAL cavities
Gas return pipe, LHe supply pipe, cooing pipes
Vacuum vessel extension (1.2 m)
Additional thermal shields of 5K and 80K
Sliding C-clamp supports and sensors, etc
Modification of coupler ports on vacuum vessel
Connection parts between the couplers and the ports
Module A:
1.
2.
3.
Additional components between support legs and tabs for LL cavity
Additional flange for connecting the input coupler of LL cavity to the coupler
port on the vacuum vessel
No modification of Module A vacuum vessel
Module B:
1.
C3
4 KEK-BL
cavities
4 cavities with
DESY, FNAL and
1 KEK-LL cavities
Module A: No requirement
Module B :
1.
2.
C4
4 KEK- BL
cavities
2 DESY cavities
2 FNAL cavities
2.
3.
4 KEK- BL
cavities
2 DESY cavities
2 FNAL cavities
Re-designing the helium vessel of LL cavity to be matched to FNAL and DESY
cavities
Same items as Case-1, however, for three types of cavity packages
Module A: No requirement
Module B (Short Type III+): No modification of STF-module B.
1.
C5
Same as case 1
Short vacuum vessel and cold mass by INFN (complete matching between
cavities and cold-mass.
KEK should make attachments of the assembly tools well functioned under
the STF infrastructure by helps of DESY and FNAL groups.
Connection bellows and flanges are supplied by DESY and FNAL.
Module A: No requirement
Module B (Short Type III+): No modification of STF-module B.
1.
2.
Short vacuum vessel , cold mass and components by KEK
KEK need all drawing for constructing the cryomodule.
4月FNAL-SCRF-Meetingでの議論
8月に提案したスケジュール
設計状況（１）
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概念設計：概ね完了（3D-Modeling : I-Deas)
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Module C を2K-Cold Box側へ配置。現設計では、FNAL空洞が最上流に位置する。DESY空洞はModule C
内では下流側。
Module C 内のインプットカップラー間の距離＝1384.15mm （XFELと同じ）
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Module A 内のインプットカップラー間の距離＝1337.0mm
インプットカップラーの空洞に対する向きが、KEK空洞とFNAL・DESY空洞は逆。
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クライオモジュール（真空容器）に対するインプットカップラーの設置方向はKEK-BL空洞に合わせる。
真空容器接続フランジ：TTF-IIIクライオモジュールに合わせる。
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FNAL空洞間距離＝136.75mm、FNAL-DESY空洞間距離＝ 136.75mm、DESY空洞間距離＝100.75mm
冷凍機側フランジ：クロークランプ接続、Module A側フランジ：ボルト接続
KEK側機器との接続のために中間フランジが必要：KEKが設計及び準備する。
真空ベローズは、既存のものを使用する。
Module Cと冷凍機側への接続作業のために、長さ905mmの真空容器が必要。
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FNAL空洞のインプットカップラーの位置がKEK-BLと異なるために、内部配管接続時の真空ベローズの移動方向を
冷凍機側とする必要がある。
冷凍機側への接続
Module C
FNAL
Module A
DESY
KEK
Module C 真空容器
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真空容器長：5800mm、外形：965.2mm
パイプインターフェイス部は、KEK側で付属部品を製作し対応する。
サポートポスト位置：フランジ端面より1300mm、ポスト間距離：3200mm
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GRPの変形（サグ）：両端47mm、中央37mm
クライオモジュール断面
FNAL空洞モジュール断面
KEK-BL空洞モジュール断面
今後の作業：設計
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今回製作したCAD DataをINFN、DESY、FNALグループにチェックを依頼
部品図の製作（INFNとの共同作業）
– CAD Dataの共有する方法の確認
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KEK側で必要となる部品図の製作
– 現在の作業をもとに、KEK側の部品図（3D Modeling Data）の製作
– トンネル内の配置図の製作
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RF Wave-guideシステムの設計には必要となる。
2D図面の製作：各グループ間の確認作業
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EDMS（?）：KEK側にEDMS下でCAD作業を行う環境が整っていない。
EDMS以外の方法：I-Deas 3D Modeling dataのみの共有化。
– この場合、I-Deasが持つ履歴管理機能は失われる。
– pdf 図面による情報交換?
例えば、KEK BL空洞に於いても空洞ジャケット（チューナー）の設計変更がある。
これらのデータは、当然のことながらCryomoduleのCAD データに含まれるべきものであり、お互い
に確認しなければならない。
問題点：I-Deasにより作図できる人間が1人しかいない（機械工作センター：東憲男氏）
– 今後の仕事量を考えると、この状態では対応できない。
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S1-Global CAD作業
STF2 Cryomodule本体の設計作業、Cryomodule間接続部設計、冷凍システムも含めたトンネル内
機器配置設計（システム設計）
Capture Module 設計CAD作業、等。
I-Deasソフトが、１ライセンスしかない。しかも、このソフトはKEKB Gpが所有。
I-Deasを使えるMan-Powerの増強及び養成
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機械工作センターのスタッフが対応して頂くことが最も良いが、外注も検討したい。
Man-Powerの増強と共にI-Deasライセンスを複数化。
S1-Global 作業分担の明確化
• クライオモジュール関連（大内、土屋、東憲男）
– Cryomoduleの設計作業
– Module A及びModule Cの組立作業（INFN, DESY, FNALとの共同作業）、及びシス
テムの組立に必要な部品の製作
• 組立冶具、自動溶接機、自動パイプ切断機等の準備
• アライメント作業は、空洞グループと十分に検討する必要あり。
– 2台のModuleの冷却試験・低温試験
• 空洞関連（加古、野口、、、）
– BL空洞４台の製作からストリング化
• 空洞間の接続ベローズ、ビームパイプの製作
– FNAL、DESY空洞の受入れ及びクリーンルーム内での共同作業
– FNAL・DESY空洞のストリング化
• 空洞間の接続ベローズ、ビームパイプの製作担当者？（どのグループが責任を持って製作するか）
– カップラーの取付作業（共同作業?）
– 低温試験
• RF関連（福田、道園、）
– RF-Power 分配システムの設計・建設
– 低温試験
S1-Globalでの目標・研究課題
• 8台空洞の平均加速勾配31.5MV/m
• DESY, FNAL, KEKの組立に関する情報の交換。
– Plug-Compatible Interface検討・設計には、非常に参考になる。
• DESY, FNAL, KEKのコンポーネントの熱特性・熱負荷の比較（同じ
ベースで比較を行うことができる）。ILCの熱負荷及び冷凍機能
力の仕様を決める上で非常に重要。
– インプットカップラー
– RFケーブル
– RFダイナミックロスの比較

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