1、總則
用于在平底儲槽中儲存液態氧、液態氮和液態氬的典型的儲槽配置是一種雙壁、單容型式，液體被容納在一個內槽中，一個外槽主要用于容納保溫材料（圖3）。
單容是由一個內槽和一個外槽組成的容納型式，僅內槽需要滿足與產品儲存有關的低溫延性要求。使用一種干燥、非易燃氣體（通常是氮）對間隙（內槽與外槽之間的環形空間）進行吹掃。如果內槽泄漏，低溫液體將無法被容納。內槽和外槽宜采用全焊接結構。
平底儲槽的設計、制造和試驗應符合所有適用的全國和當地法規。
可以按照最新版本的API 620 規范（其中包括附錄Q）的要求，對平底儲槽進行設計、制造和試驗。雖然附錄Q 的適用范圍限于-270°F（-167,8°C）的設計溫度，但是可以執行這項規范和附錄中的實踐和規程，從而使平底儲槽系統的設計運行溫度達到-320°F（-195,6°C）。可以直接采用的替代規范包括BS7777 第4 部分《低溫運行平底立式圓筒形儲槽》或最新版本的DIN 4119。雖然所有這三項規范中都沒有提及與內部容器檢定有關的外部壓力，但是可以在AD-Merkblatt AD-B6 或DIN 18800 中找到一種設計方法。
儲槽系統的地震載荷和分析方法可以按照API 620（其中包括附錄L）。
2、內槽
內槽應使用能夠承受低溫（另外參見第4.2.4 節）和儲存的流體的內部壓力并且與氧相容（在液態氧運行的情況下）的材料制成。
在內槽的設計中，宜針對最壞情況（容器是空的并且處于最低設計壓力下），考慮到冷卻產生的熱應力、保溫材料壓縮產生的外部壓力以及氣體吹掃最高壓力。
平底儲槽重大失效導致的低溫溢漏是空分裝置風險的最壞情況之一。在極端超壓的情況下，宜確保結構的最薄弱點不是位于底部圓筒焊縫。
在各項可用的規范中確定了防止內槽底部超壓導致破裂的要求。API 650 提及頂部與殼體之間的一種易碎連接，并且把這種易碎連接列為一項潛在買方要求。API 620 確立了錨固帶尺寸選型與頂部對殼體連接設計之間的聯系。BS 7777 明確規定結構的最薄弱點不應位于底部，并且把這作為安全方面的一項進一步提高。所有這三項規范都沒有描述如何對易碎連接進行設計和制造以確保易碎連接將在預定情況下折斷。
如果設計規范允許，安裝一個易碎頂部的替代方案是安裝一個可以提供可預測防護和大流量的限制尺寸的易碎件（例如爆破片）。
3、外槽
應對外槽進行設計，使之能夠為環形空間保溫材料和氣體吹掃壓力提供支撐，但是不要求外槽使用能夠承受儲存的流體的低溫的材料制成。
至少應對外槽進行設計，使之能夠耐受適用于安裝現場的全國規范要求的最低風載荷。在系統設計中，應考慮到外加載荷（例如雪和冰）和機械載荷（例如樓梯、平臺和爬梯）。
4、環形空間吹掃/加壓氣
宜使用一種不會在內槽運行條件下冷凝或凍結的干燥、非易燃氣體，對平底儲槽環形空間進行初步吹掃，然后進行連續加壓。宜提供充足的加壓氣以確保在整個環形空間中保持一個正壓。充足的環形空間加壓氣將把保溫材料保持在干燥狀態從而提供最佳保溫質量。濕或凍結保溫材料將更好地導熱，并且導致儲存的材料的蒸發率升高。
以前發生的事故表明，高于內槽壓力的環形空間壓力可能導致內部儲存容器的頂部和底部受到損壞。內槽與管道之間的相對移動可能導致管道破裂。這可能發生在以下情況下：
- 在水壓試驗之后，如果容器在排放閥沒有打開的情況下被清空
- 如果升壓系統發生故障并且提取液體
- 由于氣體（蒸氣）冷凝（在通過頂部充裝噴嘴對儲槽進行充裝時）
- 在冷卻之前，如果環形空間在空的容器處于大氣壓力下時被加壓
如果沒有對環形空間進行充分的吹掃，存在以下安全問題：
- 如果在液態氮或液態氬儲槽環形空間中存在空氣，露點溫度高于儲存的內容物的露點溫度的空氣的組分可能冷凝。
- 環形空間中的冷凝的流體積聚可能導致外槽冷卻到外槽可能失效的溫度。
- 冷凝的流體可能富含氧，并且冷凝的流體中可能包括大氣污染物（例如碳氫化合物）。積聚的碳氫化合物污染物與冷凝的富氧流體之間可能迅速發生反應，并且導致環形空間內的能量釋出。還可能與環形空間中的保溫材料或其它可能與富氧流體不相容的材料迅速發生反應。
- 如果某些低溫液體被截留在環形空間中，由于在儲槽加溫過程中通過氣化把液體迅速膨脹成氣體，因此壓力可能升高。
- 如果由于空氣中的大氣水分和二氧化碳可能在冷表面上凍結（例如導致管道自由移動受限），導致適當的環形空間吹掃或加壓氣沒有得到保持，環形空間管道部件和保溫系統可能失效。
宜在儲槽在環形空間中的底座的整個周邊提供一個吹掃/加壓氣分配系統。宜對這個吹掃/加壓系統進行設計，以防止保溫材料堵塞吹掃系統管道，并且確保氣體在整個環形空間中的均勻分布。這個系統的運行宜確保在整個環形空間中保持一個正壓。
宜提供一個適當的壓力或流量指示裝置，用于指明在環形空間中存在加壓氣。宜提供一個加壓氣供應警報器，在吹掃氣供應不足或過高時向操作人員發出警報。作為警報器的替代方案，可以對在環形空間中存在加壓氣進行定期檢定。
5、超壓和真空控制和防護
內槽或環形空間中的高壓或真空條件可能導致儲槽失效，并且可能導致儲存的低溫流體釋出到大氣中。內部容器中的超壓主要影響殼體錨固系統和頂部與殼體之間或底部與殼體之間的連接（取決于內槽設計）。
應使用高壓和低壓警報器對內槽中的壓力進行監測，從而向操作人員發出警報。應在一個就地和/或遠程壓力指示器上，對內槽中的壓力進行測量。
宜考慮對內槽壓力監測系統提供安全聯鎖裝置，從而在高壓時對接入儲槽的所有液體充裝源進行隔
離（其中包括關停把液體輸送到儲槽中的所有泵、關閉儲槽進口管線上的儲槽隔離閥、在高真空時關閉
所有的提取管線）。
5.1 內槽壓力控制
一次壓力控制系統中宜包括：
- 一個自動正壓控制排放系統，用于把壓力保持在內槽設計壓力或低于內槽設計壓力。關于確定這個正壓控制系統的設計能力，參見第5.1.1 節中列出的正常運行條件情況Qv。
- 如果需要，一個自動最低壓力控制系統宜配備一個升壓盤管，用于保持內槽中的最低正壓（如果存在抽真空的可能性）。關于確定這個最低壓力控制系統的設計能力，參見第5.2.5.3 節中列出的情況。
5.2 內槽超壓防護
內槽超壓泄壓裝置中應包括至少兩個獨立的泄壓裝置，兩個泄壓裝置的設定點不高于內槽設計壓力。
每一個泄壓裝置的能力應確保如果一個泄壓裝置發生故障或被拆除進行維修，在泄壓裝置設計中考慮到的所有超壓情況下仍然能夠為儲槽提供防護。
可以使用安全閥和爆破片的任何組合，把兩個獨立的噴嘴接入內槽用于泄壓裝置，從而滿足提供至少兩個獨立的泄壓裝置的要求。這樣將減輕一個單一噴嘴被冰堵塞從而導致所有的泄壓裝置無法運行的潛在風險。
作為獨立的噴嘴的替代方案，可以使用接入兩個安全閥的一個單一大型噴嘴。這個接入內槽的大型連接的直徑應大于接入安全閥的分支連接的直徑。大型連接不大可能發生堵塞。除了一個單一噴嘴的堵塞風險以外，還需要計算進口管線壓降（考慮到兩個安全閥通常是同時運行的）。安全閥震顫可能導致安全閥泄漏，從而導致結冰和安全閥堵塞。如果使用組合壓力真空閥（由于水分從環境空氣進入進口噴嘴的風險較高），以上要求是特別重要的。
系統的設計宜便于泄壓裝置的定期試驗、維修和更換。宜盡量縮短只有一個可運行的泄壓裝置提供內槽防護的時間期。
對于平底儲槽，板式泄壓閥通常被用作第5.1.1 節中所述的設備的替代方案。這些閥門有一個覆蓋排放或泄壓口的自重板，具有高能力并且結構簡單，因此具有可靠性。一個典型的板式泄壓閥如圖4 所示。
閥門上的壓力和真空泄放點是分開的。板式泄壓閥被緊固在容器引出的一個延伸管道的噴嘴上。在可能涉及冷條件的應用中，建議使用的閥座密封膜片材料是聚四氟乙烯或類似的材料。但是，閥門的位置應確保閥門不會經受過度低溫，這一點很重要的。應對閥門進行定期檢查以確保冷蒸氣的連續排放沒有導致可能影響閥門運行的結冰。閥板應自動定位或采用其它方式相對于閥座對閥板進行正確定位。確保閥板與閥座之間的摩擦力是最小的并且接觸面積是最小的。閥門應可靠地復位。閥座應可以研磨以便整修或者有一個可拆卸閥座密封圈。
應對閥板導承進行適當的設計以確保自由移動以便閥板復位。閥板導承應使用相容的材料并且具有充分的硬度以避免磨損。閥座應使用比閥板更硬的材料，并且有一個可研磨表面以便整修。相對于閥板和閥體的閥座位置應可以鎖定或緊固。
5.3 內槽欠壓控制和真空防護
如果需要，儲槽宜配備一個能夠在以下所述的所有情況下保持最低運行壓力的升壓系統（例如使用一個升壓盤管）。真空閥反復運行導致結冰從而導致儲槽噴嘴堵塞。宜安裝至少一個真空泄壓裝置，為內槽提供真空防護。
一個組合超壓/真空泄壓裝置可以被用于這個應用，并且可以替代第5.2.5.2 節中所述的一個泄壓裝置。
內槽的設計真空泄放能力宜考慮到最壞可預測運行條件和異常條件組合，例如：
- 以最高速率提取液體
- 以壓縮機最高吸入率提取蒸氣
- 大氣壓力升高
- 在通過頂部充裝噴嘴對液體進行充裝或再循環時，儲槽蒸氣突然冷卻
- 設備失效和操作錯誤導致的特定裝置特有的其它情況
5.4 外槽超壓防護
環形空間超壓可能導致內槽失效。許多來源可能導致環形空間超壓（其中包括內槽或環形空間管道
泄漏、環形空間加壓系統失效、大氣壓力突然變化或暴露于熱輻射（例如在附近發生火災時））。
應使用一個單一泄壓裝置（例如排放閥、呼吸閥、泄壓裝置、彈簧蓋或加重蓋），為環形空間提供超壓防護。在必要的情況下，宜提供一個獨立的泄壓裝置用于緊急排放。應對泄壓裝置進行尺寸選型，在壓力控制系統失效時對來源的最高潛在流量進行排放。
如果一個過濾器位于泄壓裝置上游以避免珍珠巖從環形空間逸出，應考慮避免系統堵塞和過高壓降。
一個額外的安全泄壓裝置或一個爆破片宜最好直接位于環形空間加壓系統的減壓器供應閥下游。宜避免減壓器閥手動旁通。
5.5 外槽真空防護
內槽迅速冷卻或大氣條件的某些變化可能導致在環形空間中形成真空條件。
宜在外槽上安裝至少一個真空泄壓裝置，為外槽提供真空防護。
一個符合第5.2.5.4 節中所述的要求的組合超壓/真空泄壓裝置可以替代這個應用。
可以在當前公認的標準（例如API 620 和API 2000）的適用的部分中，參考平底儲槽的壓力和真空泄壓裝置的安裝和尺寸選型標準。
6、過量充裝防護
如果被過量充裝，平底儲槽將受到嚴重損壞，這可能導致內槽失效和儲槽內容物釋出（由于高液位導致的超壓或由此導致的溢流液體溢漏）。
平底儲槽充裝液位超過最高設計液位可能導致對內槽圓頂產生上舉靜水力，這可能導致許多部件失效（其中包括內槽錨固/壓緊帶、內槽殼體對地面連接或內槽殼體對頂部連接）。因此，泄壓閥并不為儲槽提供過量充裝危險防護。
在儲槽高液位時，過量充裝防護裝置應采用一個高液位跳脫器把儲槽充裝閥關閉，或采用一個能夠通過最高液體充裝率的溢流管線。
液位測量不僅提供正常運行庫存狀態，而且向安全系統提供輸入信號以防止過量充裝。因此，應在平底低溫儲槽上安裝兩個獨立的液位測量裝置應。可以采用許多方式提供液位測量和顯示（例如壓差顯示、液體浮動裝置、溢流管線中的溫度檢測、聲波測量、雷達或電導）。
一次液位測量儀表宜用于正常運行顯示。操作人員宜可接達讀出裝置，讀出裝置宜提供儲槽庫存的連續顯示。這個裝置宜在低液位和高液位時發出警報以指明儲槽可能異常運行。典型的設定點可以是滿儲槽內容物的5%和低于5%、滿儲槽內容物的95%和高于95%。作為高液位警報響應，操作人員宜終止進入儲槽的液體流量。
宜安裝獨立于一次測量裝置的二次測量裝置，用于檢測滿液位（100%）并且立即對儲槽進行隔離以防止進一步充裝。二次測量裝置可以采用與一次液位儀表相似的結構，只要其輸入信號與一次測量裝置不是共用的。二次測量裝置不宜用于正常運行顯示，但是可以作為一次顯示的后備裝置（如果需要）。二次測量裝置宜用于對接入儲槽的所有液體充裝源進行自動隔離（其中包括切斷把液體輸送到儲槽中的所有泵的電源、關閉儲槽進口管線上的儲槽隔離閥）。如果僅提供一個隔離裝置，需要考慮到失效的可能性。
二次測量裝置應發出警報，通知操作人員已經進行隔離。應指示操作人員核實進入儲槽的液體流量是否已經終止。
可以使用其它系統設計來實現這個意圖（例如一個接入朝向安全位置的低溫氣化器并且帶有適當的停機儀表的溢流裝置，或者使用一個帶有一個低溫傳感器的液體泄壓閥來發出警報并且對充裝流程進行隔離）。氣化器的安裝宜防止過量充裝時低溫液體釋出的可能性。
7、內槽與外槽之間的環境空間中的管道
在環形空間內，應對接入內槽的管道中的所有接頭進行焊接。不應在接入內槽環形空間管道中使用鋁到不銹鋼過渡接頭、法蘭或螺紋接頭、波紋管或撓性金屬軟管。在儲槽隔離閥上游，管道分支接頭不應位于儲槽環形空間內。
8、基礎
除了第 5.1.5 節中所述的要求以外，應使用充分層數的泡沫玻璃塊，把內槽平底與基礎進行隔離。
每一層宜與前一層成90°。可以在泡沫玻璃頂層上鋪設一層砂或水泥（圖6），為了防止地震造成影響，可以在周邊對裝置進行增強。應在干燥的天氣條件下進行底座保溫材料鋪設。
對于與土壤接觸的儲槽底部和基礎，宜提供基礎加熱以防止地面凍結和凍脹。對于在地面上被支撐在樁帽上的儲槽，要求提供1 米的最小空氣間隙以確保樁帽下方充分的空氣循環。
針對以下兩種情況，內部容器的錨固/壓緊帶及其埋入混凝土基礎的部分應有充分的設計安全余量：
- 內部容器過量充裝導致的內部容器最大超壓
- 儲槽中最少液體內容物時的最大超壓（以避免儲槽抬升失效和內容物釋出）
作為質量保證方案的組成部分，可以考慮在把錨固帶固定在殼體上之前，對錨固帶進行抽樣試驗。
