Générateur Hydrogène

Confidentiel / confidential 1

Générateur Hydrogène


Générateur Hydrogène : Mise en Place :

Générateur H2 placé derrière le Mini E. avec une ligne souple reliant le générateur au Gas Panel 01 du Q13.

Lors de la mise en place du générateur, débit d’H2 vanne ouverte pour purger la ligne, puis fermeture de la vanne. Ensuite connexion de la ligne au gas panel avec mise sous vide.

Réglage de la pression de consigne à 4 Bars. (58 PSI sur GP1). Changement des paramètres software à 40 PSI Min / 80 PSI Max

-25 Juin 2008 : Installation du géné. dans l’équipement. Mise sous tension et mise ne gaz. Comportement Ok.

-27 Juin 2008 : Beam switch Bouteille-Gene. Après période d’idle du Géné : Problème de contamination de ligne.


Générateur Hydrogène : Premier Faisceau Hydrogène 25-06-2008

Pas de problème particulier au premier démarrage faisceau. Stabilité bonne et rendement source correct. Comparable au faisceau Bouteille.


H2 (Générateur)

H2 (Bouteille)

Rendement H+ très légèrement supérieur sur l’H2 Générateur. Probablement lié à une petit contamination (impossible à observer sur le Spectre de masse).


Après 2 jours en idle, lors du démarrage faisceau H2 Géné, on constate une montée importante du courant faisceau, avec des instabilités de plasma. Il faudra environ 20minutes pour stabiliser le plasma, et revenir à un courant faisceau standard, équivalent à celui d’une bouteille H2. Ce comportement est très certainement lié à la présence de contamination dans la ligne de distribution d’H2.

Bascule sur H2 (Générateur)


H2 (Bouteille)

H2 (Bouteille) à chaud. Faisceau très stable.


H2 (Générateur)

H2 (Générateur) après 20 minutes de stabilisationParamètres équivalents au faisceau bouteille. Faisceau obtenu en bascule de gaz. Pas de re-tunning entre les deux gaz.


Effectué :

• Installation Générateur sur Q13

• Stabilité et rendement faisceau. Spectre de masse.

• Implantation des Lots Klif effectués

A faire :

• Re-tester la stabilité lors de la bascule H2 Bouteille / Générateur.

• Caractériser la source de contamination (RGA)

• Trouver un moyen de limiter la contamination ligne lors de périodes d’idle

• Tester la robustesse du système en condition Production.


Nouveau test de bascule bouteille H2\Générateur 01-07-2008

Faisceau avec bouteille H2 stabilisé.


Image du faisceau quelques minutes après le basculement sur le Générateur


Basculement sur générateur Montée subite du beam I

Instabilité du Beam I

Chute de l’ARC V sur action du Delatch

Une fois encore après 2 jours en idle, lors du démarrage faisceau H2 Géné, on constate une montée importante du courant faisceau avec des instabilités de plasma. La contamination de la ligne d’hydrogène relié au Générateur provoque une monté subite du courant faisceau ainsi qu’un phénomène coupure de la tension d’arc dut a une montée en parallèle du courant d’extraction. Nous avons dut augmenter la demande sur cecourant afin de limité le phénomène et stabilisé le faisceau.


Après son épisode d’instabilité, le courant faisceau a continué d’augmenter jusqu’à atteindre ~44mA ( 29mA pour la bouteille d’H2). Une fois le pic atteint, on observe une redescente très lente vers la valeur de courant obtenu avec la bouteille H2. Il nous faudra attendre ~18 H10 pour avoir un faisceau stable à 29.3mA, soit quasiment 2H de stabilisation cette fois .


Identification de la pollution au RGA

Observation:L’introduction de nombreuses nouvelles espèce de gaz (en orange) ainsi que l’augmentation des quantités de gaz déjà présent avant le basculement (en rouge) sont des signatures caractérisées de présence d’air.

Scan avant basculement :

Scan après basculement :

Argon

Azote (N2)

Hydrogène

Hélium Azote

Oxygène

Azote (N2)


Solution proposée : Drainage permanent de la ligne d’Hydrogene W27/28Un drainage permanent de la ligne d’hydrogène relié au générateur dans l’exhaust avec un

faible débit, permettrait d’éviter la stagnation de l’hydrogène et d’éliminer ce problème de contamination lors d’un redémarrage apres un arrêt longue durée d’implantation en H2. La ligne d’exhaust utilisée est la même que celle utlisée en sortie de pompe primaire coté source; donc aucun problème pour débiter en permanence de l’hydrogène dedans.

Principe de réalisation :

Géné H2

High pressure

valve

MFC Hydrogène

Low pressure valve

Gasbox isolation

valve

Source

Géné exhaustisolation valve Needle

valve

Venturi valve

Toxic Exhaus

t

N2

Gas Panel 3

Bouteille H2 Airliquid

Gas Panel 6Bouteille He

Airliquid

Ar

Check valve


Essai n°1 : Faisceau avec systeme d’exhaust W32

Basculement sur le générateur H2

Lors de cet essai la ligne de gaz du générateur avait été préalablement purger après l’installation du systeme d’exhaust. Ces 2 courbes démontrent bien que le drainage à l’exhaust n’impact pas le faisceau qui lui reste très stable.


Essai n°1 : Faisceau avec système d’exhaust après 48H d’inactivité W32


Profile manuel Beamspectrum manuel

Phase de stabilisation de 3

min

Lors du redemrage apres 48H d’inactivité le faisceau est tout aussi bon que le premier essai. On observe comme au premier essai une faible augmentation du courant d’un peu plus de 200uA qui est négligeable de devant les 15mA obtenus lors des premiers essais sans le système d’exhaust permanent.


La stabilité est une fois encore parfaite , malgré un faible échantillon ci-dessus il reste inchangé même après les 2H de fonctionnement.

Stabilité :


Profile :


Spectre de masse :Le RGA étant hors service au moment des tests nous avons malgré tout fait une analyse de spectre « limitée » via l’implanter.

Faisceau bouteille

Faisceau Générateur H2


A faire :

- Mettre en place le système de drainage exhaust permanent- - - - - - ok

- Tester et valider le système avec lancement d’un faisceau après longue période d’attente du géné - - - - - - ok

- Mettre le système en « production » avec basculement hélium/hydrogène

- Commander la vanne à débit plus fin pour limiter la fuite et réduire la conso en eau.

- Contrôler l’évolution de la consommation d’eau ainsi que sa résistivité.

-Trouver un chariot sur roulette pour faciliter le déplacement du générateur.

- Rerouter le tuyaux d’hydrogène (passage plus safe) voire même ajouter une gaine sur 2m environ en sortie de géné pour éviter tout pincement.





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