在国内容量为200-2000m3的大型珠光砂堆积低温储罐的技术已经比较成熟，国内国外均采用API-620标准规范。大型低温液体贮罐的外形结构一般采用双筒壁、平底、拱顶、珠光砂堆积绝热。由互独立的内罐、外罐和保冷层组成, 置于一定高度的水泥基础平台上, 水泥基础平台离开地面有一定的距离, 并保持通风, 以防止基础平台因土壤中的水分冻结而损坏基础, 同时要确保低温液体泵有一定的净吸入压头。



(1) 设计压力
  低温储罐按照设计压力分为高压罐和低压罐两种。高压罐设计压力约为0. 029MPa ( 0.30kgf/ cm2 ) , 真空度为- 0.00049MPa( - 0. 005kgf/cm2 ) ; 低压罐设计压力约为0.0147MPa( 0.15kgf/cm2 ) , 真空度-0.00049MPa ( - 0.005kgf/cm2 ) 。罐体设计压力的选择与蒸发气压缩机的能力、储液量、储罐形式和安全排放理念有关, 由设计者根据具体情况确定。
(2) 储存温度
  低温储罐内液体在接近常压下储存, 其储存温度一般按照常压下液体的沸点选取。由于物料的来源不同, 物料的纯度和组分也不相同, 物料储存温度和密度必须随着介质纯度和组分的具体情况进行调整。当所储存的物料没有稳定的来源而导致每批物料组分不同、密度不同和温度不同时, 在设计上应采取相应措施阻止这些差别所造成的罐内液体的翻滚。
(3) 蒸发率
  低温储罐每天的满罐蒸发率一般在0.02%-0.08% 。储罐的保冷措施越好, 冷量损失越低,蒸发率就越小。蒸发率较高时, 蒸发气压缩机和制冷系统负荷加大, 启动更加频繁, 导致能耗增高。而选择较低的蒸发率则保冷材料性能要求提高, 保冷材料量和保冷空间增大, 使得投资增长。因此, 设计者应根据储液量、国内材料等情况合理规定蒸发率。
(4) 储罐容积和高径比
  储罐的储液量一般按照生产经营或转运量的需要由用户提出, 设计者应据此确定储罐体积。确定储罐容积时应考虑最高液位以上的气相空间和液体在地震载荷作用下的晃液高度。确定单罐容积时应考虑到便于生产、经营、转运的需要, 也要考虑安全、材料的获取、国内设计能力等因素,不可一味追求单罐储量大。储罐的高径比除满足环境要求外, 主要取决于经济性和罐壁板的厚度。当储罐容积确定后,应进行不同高径比罐体的经济性分析比较, 按照不同的高径比初步计算出储罐各部分的材料规格, 统计材料耗量, 并进行造价估算。由于储罐壁板( 特别是最下一带板) 较厚时存在加工困难、缺口韧性下降等因素, 因此一般不希望壁板太厚。一般来说, 低温钢当板厚大于19-25.4mm 时, 材料缺口韧性下降, 焊接状态的缺口韧性更会急剧降低,需要通过预热或热处理来减小焊接接头韧性降低。低温储罐一般对材料韧性要求较高, 并且进行焊前预热和焊后热处理比较困难, 因此,择合适的单罐容积和高径比降低罐壁板的厚度非常重要。
(5) 低温金属材料的选择
  低温储罐材料选择基本按照美国API-620 及其附录R和附录Q 的规定进行。API-620附录R 和附录Q将低温储罐各构件划分为主要受压元件、次要受压元件和基本元件, 并按照所划分类别的要求进行材料的选择。主要受压元件是指那些承受主应力, 其失效后会造成储存液体泄漏的元件, 如盛液的罐壁板、罐底板、加强环等; 次要受压元件是指  那些失效后不会成液体泄漏的元件, 如罐顶板、顶部支承结构等。
保冷材料的选择保冷材料的选择取决于储液量、储罐形式、蒸发率等因素。一般要求保冷材料具有使用寿命长、组织稳定性高、密度小、导热率低、含水量少、抗压性能好、耐高温和不易燃等优点具体说明。
  1) 由于低温储罐操作特性和结构特点所限,使得保冷材料的更换十分困难, 因此需要所选的保冷材料具有较长的使用寿命;
  2) 为了避免非金属保冷材料在环境和温度变化时发生组织结构的变化而失去作用, 一般要求所选的保冷材料具有稳定的化学组织;
  3) 较低的导热率可以减少保冷材料量和降低储罐的冷损失;
  4) 密度小可使作用于罐体受压元件上的载荷减小;
  5) 抗压性能是为了保证材料自身完整, 避免破碎和承受一定的载荷( 如, 侧壁和罐底保冷材料) ;
  6) 含水量小可避免保冷材料在低温下因结冰而破坏;
  7) 耐高温和不易燃是为了防止储罐外部火灾条件下由于保冷材料高温分解和燃烧而造成储罐破坏。