工程焊接结构尺寸大，焊接变形复杂，如果能采用数值模拟技术预测焊接应力变形，优化焊接工艺，对节约成本、缩短研制时间具有重要意义。由于结构尺寸大、焊接道次多，导致网格量巨大，再加上焊接是高度非线性过程，故难以采用热弹塑性有限元法模拟计算大型结构件的焊接应力变形。重点实验室科研人员开发了采用焊缝塑性区宽度映射、弹性计算整体变形的方法，并在工程焊接结构应力变形分析、指导现场工艺改进上获得了成功应用。600MW示范钠冷快堆堆内上支承体结构外径约15.3米，内径约7.4米，高6.5米，由支承板、法兰、裙筒、筋板等组焊而成。由于钢板厚度较厚，导致焊接道次多，焊缝总长度高达21.5公里。实验室工作人员与一重集团大连核电石化有限公司合作，采用开发的快速计算方法，模拟计算了上支承体结构焊接应力变形，预测了焊接变形趋势和每块焊接部件的收缩量，研究了焊接顺序、装夹条件对结构焊接变形的影响规律，提出了具体的焊接优化工艺。相关研究成果改进了现场焊接制造工艺，有力地保障了钠冷快堆建设的顺利实施。

钠冷快堆上支承体轴向焊接变形(a)和焊接残余应力(b)分布图