WIR SCHAFFEN WISSEN HEUTE FR MORGEN Markus Schneider

WIR SCHAFFEN WISSEN – HEUTE FÜR MORGEN Markus Schneider : : Paul Scherrer Institut REI 2 – Status HF Systeme Projekt Status Meeting 06. 09. 2019

Agenda • Installationen WHFA Verstärker APS • Installationen WIHA LLRF System Kreis 7 • 50 MHz Resonator 4 Tests Tuner • Zusammenfassung & Auswirkungen 2020 (Shutdown) Seite 2

Installationen WHFA Elektroschema Verstärker sind in Überarbeitung: • Anlagenverkabelung ü Anschlusskasten ü Posaunensteuerung • Leistungsracks • Steuerrack Seite 3

Anodenspeisegerät Ampegon • Die Firma Ampegon Power Electronics AG ist bereit die Verträge von der Firma Ampegon AG bezüglich des APS zu übernehmen. • Die Verträge müssen neu ausgehandelt werden. • Termine für neuen Vertrag: • September 19 - März 20: Installationstätigkeiten PSI erledigen • März-Mai: Restart Hipa => Ressourcenmangel HF • Bis Ende März Entwurf der Dokumentation • Bis Ende Mai 2020 Installation-Pendenzen von Ampegon erledigt • Ab Juni 2020 IBN APS und SAT Seite 4

Low-Level RF (Inj 2 -Res 2) Item Status Outlook Remark for Installations & Cabling WIHA - Installation partly - Bunker cabling done - Rack cabling partly - Event Timing Master - Complete in Sept. Okay RF frontend prototype hardware - Production done - Lab charac. to be completed Sept - Controls integr. - Units to install in Sept. Okay, may need a hw revision for next systems (Cav. 4) LLRF Fw/Sw & controls integr. : • LLRF DAQ & fast RF feedbacks • Cavity tuning • RF startup procedure - Requirements refined - Implementation and verification on-going - Test & commissioning blocks defined - Implementation of important features and then prio 2. - Time on cav teststand amp. commissioning Critical - Tuning high dynamic range RF signal handl. - Startup procedure exceptions handling RF interlock system - Production done, units installed - Integration test - Test of spark det. Hw. Okay, some parts need a hw revision RF station automation controller - Emtpy framework available, not yet started - Define requirements - Assign ressources Critical, required for 24/7/365 operation 04 -2020 Cav 2 Operation in Inj 2 - Complete in Oct. Important project team changes • A. Hauff left PSI March 2019 (was project lead for LLRF system) - M. Stoll started in July 2019 • O. Bründler going to leave PSI in 2019 (is project coordinator within AEK/DSV) - W. Koprek – group leader 8221 takes over until new solution found Seite 5

Sanierung Kühlkreis 7 • Projektantrag für Sanierung Kühlkreis 7 von DIRK am 21. 08. 2019 genehmigt. • Kickoff hat am 23. 08. 2019 stattgefunden • Projektleitung: Dominik Müller • Sanierung wird im Shutdown 2020 durchgeführt. • Aktuell werden detaillierter Zeitpläne erstellt und die hydraulischen Komponenten beschafft. Seite 6

Tuner Ursache für unstetiges Fahren des Tuners gefunden. Kratzspuren im Innern. Kolben ist deformiert. Seite 7

Vakuum leck am Tuner vor Leistungstests Defekter Tunerbalg Balg gerissen Verdacht auf Produktionsfehler da Riss bei Schweissnaht Seite 8

Q-Messungen Resonator 4 Tuner ohne Federkontakte Vergleich Messungen mit NWA Tuner mit und ohne Federkontakte Resultate stimmen mit Simulationen sehr gut überein. -> Tunerposition bei Betriebsfrequenz verschiebt sich um ca. 20 mm -> Q 0 ist um ca. 3 % kleiner -> höherer Anteil an Verlusten in beiden Tunern -> bei 100 k. W im Resonator ergeben sich 3 k. W Verlustleistung auf beide Tuner Seite 9

Leistungstest Resonator 4 Tuner ohne Kontaktfedern Bei 10 k. W HF-Leistung: Thermoelement Temperaturmessstreifen Tuner bei Kavität gegen Einkopplung 48°C < 60°C Tuner bei Kavität oben/unten 37°C < 43°C Tuner Ende < 37°C -> Temperaturverteilung wie erwartet. -> Für einen Betrieb bei 50 k. W ist die Kühlung nicht ausreichend. Seite 10

Probleme Leistungstest Resonator 4 Tuner ohne Kontaktfedern • Resonator 2 Boden erwärmt sich immer noch stärker als Decke. -> Status Quo • Es konnte kein Betrieb mit Tunigsystem auf Phasenregelung gemacht werden. Unruhige Signale vom Resonator. Ursache: Entladungen im Resonator oder Tuner? • Anodenversorgung der Endstufe vom Testplatz hat eine Störung. Thyristorsteller arbeitet nicht richtig. -> Thyristoren Isolationswiderstand geprüft -> Thyristoren sind in Ordnung. Seite 11

Tuner: Variante mit feineren Kontaktfedern • Lieferant für Material Kontaktfeder hatte Lieferverzug ½ Monat. • Gelieferte Kontakte sind verbogen und Bohrungen sind nicht entgratet. -> Korrektur durch HF. • 2 Stück für Testnietung versilbert • Kontaktring noch nicht geliefert -> Herstellung von 2 Federkontaktringen wird bis ca. mitte Oktober dauern. Seite 12

Ausblick Messplatz KW 37 Resonator belüften Bunker abdecken Beide Tuner ausbauen für Inspektion der Tuner/Kolben Start Probeeinbau AXA/AXB Reparatur Anodenspeisegerät Endstufe KW 38 Inspektion Tuner/Kolben Probeeinbau AXA/AXB Reparatur Anodenspeisegerät Endstufe KW 39 Inspektion Tuner/Kolben Probeeinbau AXA/AXB Reparatur Anodenspeisegerät Endstufe Anhand der Tuner Inspektion und Produktionsfortschrittes Kontaktfedern, wird entschieden welche Variante der Tuner als nächstes eingebaut wird. 2. Hälfte Oktober erneute Leistungstests Seite 13

Zusammenfassung • Im Moment noch keinen funktionierenden Tuner. -> Ohne Kontaktfedern zu grosse Verluste auf Tunergehäuse. Beschichtung, andere Materialien, zusätzliche Kühlung -> Produktionsverzug Kontakte variante fein Bis zum Shutdown keine Tuner • Im Shutdown 2020 Ertüchtigung MV-Schaltanlage WSGA -> Keine Leistungstests im Messplatz (Januar bis April 2020) • Verstärker Inbetriebnahme auf Last ab Juni 2020 • LLRF System frühestens Februar 2020 bereit für Tests -> Testplatz wird 2020 benötigt für Weiterentwicklung der Systeme Seite 14

Auswirkungen auf 2020 Shutdown: • Resonator 4 wird nicht eingebaut. Einbau frühestens nach Demonstration Resonator 2 System läuft. -> Resonator 4 wird weiterhin mit dem alten 150 MHz System betrieben. • Resonator 2 wird noch nicht mit Tunern bestückt werden können. • INJ. 2 wird im HE-Betriebsjahr 2020 wie im 2019 laufen. • Sanierung Kühlkreis 7 findet statt Fokus 2020 auf: • Fertigstellen Verstärkerkette und LLRF-Systeme Tests des HF-System auf HF-Last • Test Subsysteme im Messplatz • Tuner redesign Seite 15