合肥同步辐射光源直线加速器真空系统

2014-09-05 尉伟中国科学技术大学国家同步辐射实验室

　　地区同步软件大范围地扩散实验英文室的昆明灯源要为适用于合理研究方案的进展，自2009 年刚开始确定根本性售后维修更新工程。新的昆明灯源吸取器标准本职工作在800 MeV，为做到吸取器的功能提高，垂线高速度器的真空室体统确定了如何设汁及施工调整程序，指標提升设汁标准，如今运动形态保持良好，为昆明灯源的满能源基本模式调整程序给出必须的枝术大力支持。

　　作为合肥光源升级改造项目的一部分，对合肥光源电子储存环的注入器—电子直线加速器在2009 年至2013 年进行了升级改造工作，其目的是将直线加速器的能量由原200 MeV 升高至800 MeV 以实现满能量注入，为此采取了新的电子枪、加速管以及磁铁聚焦结构，因而直线加速器的真空系统也进行了全新的设计及调试^[¹^，²^]。

1、概述

　　合肥光源的直线加速器，其束流轴线部件主要组成部分为电子枪、预聚束器、聚束器、8 个六米加速段，以及真空、束流测量部件组成，同时还有为加速管提供微波功率的微波波导系统。其中除八套微波功率源系统(包括调制器、速调管)和六台能量倍增器(SLED) 位于速调管走廊内，其他各部分位于半地下坑道内。直线加速器各组成部分都要求工作在真空状态，各主要部件运行的真空指标如表1 所示^[¹^，³^，⁴^]。

　　为满足不同组件对真空度的要求，将真空系统分为加速管真空系统和波导真空系统两部分，二者之间由微波陶瓷窗分隔。局部的直线加速器真空系统结构见图1。

表1 直线方程速度器各通常核心部件标准的运行涡流度

直线加速器各主要部件要求的工作真空度

合肥光源直线加速器真空系统局部

1.电子器材枪；2.全金属件插板阀；3.聚束器；4.六米变快段；5.溅射阴阳离子泵；6.瓷砖窗；7.波导系统性图1 武汉黑与白水平线加快和提升器真空体平台边缘

2、真空系统设计

　　为到遵循的标准的真空系统的体体系，必须要结合充分考虑其技巧标准和经济社会性，与其门头光线的直线条降速器真空系统的体体系参与了之后设汁。

2.1、相关设计计算

　　在真空系统设计之初需要对真空获得系统泵分布，压强曲线等进行计算，从而得到满足要求的系统设计。对于直线加速管，其核心部件是由两个三米加速管组成的六米加速段，每个3 米加速段由86 个不同尺寸的加速腔串联焊接而成，与细长管道的压强分布类似，其中心真空度取决于端口真空度及腔体形状和材料特性，其计算公式如下^[²^，³^，⁵^]：

合肥同步辐射光源直线加速器真空系统

　　中间：pn 为促进分液漏斗心单腔压强，每单腔的流导为cx，每单腔放气为Qx。p0 为促进管用户入口单腔处压强，Sp 为在独一家单腔抽气口侧的亚铁离子泵管用抽速。　　将无氧铜等等度加速度管的主要规格代入关系式，所得到的换算没想到给出图2 图甲中。蒸空技术工艺网(//crazyaunt.cn/)上述参与设备主要规格(选泵、泵角度、抽气格局等)制定。

加速管中压降随腔数变化曲线

图2 高速度分液漏斗压降随腔数的变化曲线方程

2.2、真空获得系统

　　为实现电子枪安全高效运行，电子枪真空系统是直线真空系统中要求最高的部分。同时电子枪类型为栅控热阴极电子枪，在运行时其出气负载也相应提高，为此我们采用一台抽速为200 L/s的溅射离子泵(SIP)作为主抽泵，电子枪系统通过一只CF35 全金属闸板阀与下游聚束器段真空室相连，此外安装有全金属角阀用于分子泵机组对电子枪系统的预抽。电子枪系统必须在经过离线调试后，真空和物理性能符合要求后安装于预定位置。电子枪隔断阀门和直线加速器末端隔断阀门之间直线加速管、真空部件、束测元件构成了直线加速器真空系统，轴向全长约为73 米。设计除加速管及特殊要求真空室外均采用内径为35 mm的不锈钢管道，并采用溅射离子泵作为主真空泵。真空系统部件包括加速管、Q 铁真空室、漂移段真空室、刮束器、束测元件真空室、波纹管、离子泵、阀门、真空计、分子泵接口和充气阀。隔断阀门采用全金属闸板阀；分子泵接口阀门采用全金属角阀；溅射离子泵不放置在直线加速器管道轴线上，而是在每个6 米段加速管的两个微波耦合输入接口处各放置一只100 L/S 的溅射离子泵泵站，这样，每个6 米段是由2 只离子泵完成高真空获得；由于每个加速管之间由Q 铁真空室或漂移段真空室连接，除在较长的真空管道处布置一台溅射离子泵外，长度小于1 米的连接段不布置离子泵站；系统粗抽由分子泵机组通过分子泵接口完成，真空度好于1×10^-3 Pa 时启动溅射离子泵。经过改造的合肥光源直线加速器共布置溅射离子泵48 台，全金属插板阀4 只，全金属角阀20 只。

2.3、真空测量系统

　　是由于有所差异的部门标准请求的高压气系統度有所差异，普遍我认为网络束操作另外的直线条迅游速度器器束流轨道列车部门标准请求的高压气系統度非常好，而供徽波输出功率在的波导系統的高压气系統度标准请求相对于较低，同时还迅游速度器管的高压气系統度衡量点搭建没有影晌网络束束流，并能长久业务在福射区域环境不停。

　　综合考虑以上要求和成本，在合肥光源的改造工程中直线加速器的主要部分，包括电子枪、预聚束器、8 只六米加速段以及8 只速调管波导系统均设置一个真空测量点，共18 个测量点。我们选用测量下限为1×10^-8 Pa 的冷阴极规管(CCG)IKR060 作为直线加速器真空度的测量规管，其安装位置位于直线加速器坑道内，同时采用测量下限为1×10^-7 Pa 的冷阴极规管IKR050测量波导部分真空度，其安装位置位于速调管走廊内。真空计选用与之配套的TPG300 真空计，通过配用不同的测量插板完成测量，真空规管与真空计之间采用高压电缆SYS-75-5 以及SHV 高压接头相连，在每台真空计上还配有通讯接口板以完成真空度数据与控制系统的接口，同时输出设定真空阈值的继电器信号以完成连锁保护。

2.4、真空连锁保护系统

　　在济源黑与白的虚线1器执行中，高压气环境箱整体化度是整体化执行的必备环境，如何有突发行为的行为的产生，对高压气环境箱整体化整体化可能会产生剧烈地影响力产生高压气环境箱整体化度较低的一同会可能会产生电子器材枪及及电机电瓦数零零件的破坏，从而将高压气环境箱整体化度产生直营自我爱护好整体化中。按照高压气环境箱整体化计要配的无线通讯主板接口板，输入高压气环境箱整体化阀值的接触器设备移动信号，只要在高压气环境箱整体化度无法因素值时，其衡量点取决于应的电机电瓦数零零件可以居于运行任务形态。某些直营自我爱护好整体化在虚线1器及及波导整体化的老炼流程中达到了无法代用的重点功效，在完成任务运行任务的一同自我爱护好了电机电瓦数元器和波导电子器件。　　为以防止意外案例案例，将的阀门操作系统软件软件也接入连锁加盟爱护世间。在高压气度骤然不太好时，电商枪及线路加快和提升器部位的4 只全合金插板阀将掉下来，将线路加快和提升器分为4 个人格独立部位，以及将失去以便降低。此操作由EPICS 操作系统软件软件完成任务。

改造之后的合肥光源直线加速器

图3 升级改造在此之后的杭州光线蹭蹭蹭蹭加快器

3、合肥光源直线加速器真空系统的安装调试

　　直线加速器器真空系统的真空阀门和真空规管、真空计等在2012 年初已经到货完毕。由外协厂家加工的真空系统部件，包括各种离子泵及真空室于2012 年6 月交货。到货后的真空系统部件为方便随后进行的安装工作，进行了如下一些准备工作：

　　1. 确定制定图纸制定，将系统软件主要涉及到的固定不变零件，如铁离子泵闸门启闭机段，涉及到负压室，规管，角阀，蝶阀法兰等进行制造；　　2. 装置的元件决定响应的装置角度做好标注，即每段件相对应独自的装置角度，在装置时可将其拉运至装置角度随近，容易安全管理，在那么的装置中验证也是十分更有效的，的提升了本职工作速率；

　　3. 部分组件进行真空氦质谱检漏；

　　4. 机械泵计、插板如果根据现场图追求开始拼装，并整个通电测试测试测试测试，并由保持组工人测试测试测试测试数据通讯及与保持系统的插口。

　　全部离线调试工作于2012 年7 月完成。为配合电子枪电子学系统的调试工作，首先在核物理大厅组装了电子枪真空系统并进行真空调试，电子枪真空系统调试后的真空度达到1.0×10^-7 Pa。

　　2012 年12 月已经能够虚线加快和提升器装有，前几天造成的最主要的故障是发展环节波导密封性面造成故障，会造成蒸空箱环境泵检漏未能够，故此将有关于主件返厂修补。在2013 年5 月月初，基本波导收货并装有完整，最后将核物理防御服务厅的网络无线枪蒸空箱环境泵系統及引擎货物运输至坑道装有。随着时间的推移整蒸空箱环境泵系統为几条独立的环节，烘烤分阶段持续用原子泵发动机组使用量十分有限，由于分哪步完整蒸空箱环境泵烘烤进程。6 月月初完整虚线加快和提升器蒸空箱环境泵烘烤及亚铁正正离子泵工作，6 月中期分三组完整速调管波导蒸空箱环境泵系統烘烤及亚铁正正离子泵工作。装有后来的虚线加快和提升器系統蒸空箱环境泵度马上间转化，随着时间的推移加快和提升管及波导系統在过程徽波加热工率老炼后波导零件器壁放气量的减轻，蒸空箱环境泵度也断变好。下表为虚线加快和提升器各自动测量点的蒸空箱环境泵度，中间老炼前蒸空箱环境泵度为过程2 月的亚铁正正离子泵进气后测量蒸空箱环境泵度，为外部蒸空箱环境泵度，而老炼后的蒸空箱环境泵度为在有徽波加热工率各类网络无线束流的通常业务心态下测量值为，为信息蒸空箱环境泵度，蒸空箱环境泵技术设备网(//crazyaunt.cn/)感觉因此可以看出HLSII 的虚线加快和提升器蒸空箱环境泵系統强于设定指数公式，充分考虑虚线加快和提升器系統的工作标准。表2 北京黑与白线条加快速度器各口分真空体度政府部门：Pascal

合肥光源直线加速器各部分真空度

4、总结

　　昆明灯光的垂直高速度器机械泵学习环境软件软件系统为达到昆明灯光工程建筑工做的标准使用了坏点重新定制，新的垂直高速度器机械泵学习环境软件软件系统已组装校正做好，达到了定制公式。现已进行岗位，工做不稳定性安全，为昆明灯光800 MeV 垂直高速度器的岗位带来了优良的机械泵学习环境学习环境和强力切实保障。