控制棒导向筒开口销是核反应堆上部堆内构件重要连接件，其作用是为控制棒导向筒和上栅格板安装提供连接和定位，当控制棒导向筒受到冷却剂水平流动冲击时为其提供横向支撑，并方便控制棒导向筒轴向拆卸和释放热应力。堆内构件直接与反应堆冷却剂接触，处于高温、高压、强中子辐照、热载荷和振动载荷等工作环境，长期运行后存在产生应力腐蚀裂纹（SCC）的风险。超声检测对材料内部裂纹具有较高的检测灵敏度，是开口销有效的检测手段。超声检测工艺的设计需综合考虑开口销结构特点、探头声束可达性和检测灵敏度以及检测效率等多方面因素。项目克服开口销结构限制、检测面小等难点，利用有限尺寸空间设计了一种高集成度组合式探头，将5个晶片集成在一个探头里，其中最小的一个晶片仅2 mm宽。高集成度的组合式探头仅需旋转1次就可实现对开口销3个敏感区域的检测，具有较高的检测效率，同时可检出10 mm×2 mm的缺陷，缺陷检出能力高于国外相关技术。开发的控制棒导向筒开口销水下超声检查机器人，由远程控制的履带式底盘、基于视觉定位的笛卡尔四自由度定位模块和超声系统组成，可实现基于机器学习的水下高集成超声探头的亚毫米级定位。该机器人授权发明专利4项，经中国核能行业协会鉴定，总体技术达到国际领先水平。

项目负责人简介

马官兵，中国广核集团苏州热工研究院科研创新中心副主任，研究员，博士，主要研究方向为核能智能检测技术研究和装备开发。中国机械工程学会无损检测分会理事/新技术委员会副主任委员，入选江苏省“333工程”高层次人才、中国电力优秀青年科技人才、中国电力优秀科技工作者和中国广核集团青年标兵，获得授权国际发明专利4项、发明专利30余项，发表SCI等高水平论文20余篇。获得国家科技进步二等奖1项、广东省科技进步一等奖1项、江苏省科学技术一等奖1项、中国能源创新一等奖1项，累计获国家、省部级、重要社会力量等科技奖励30余项，主持和参与的多项科技成果已应用于包括大亚湾核电站在内的核电在运机组、EPR全球首堆工程和“华龙一号”国家重大工程。