液氮低溫臥式儲罐是廣泛應用于空分系統中的產品化工儲罐，由于其特殊的工作環境，工作溫度為-196℃，致使其結構及材料的應用必須滿足超低溫的要求，工業生產中具有特定的工藝功能并承受一定壓力的設備，稱壓力容器。設計溫度為-20℃以下的壓力容器被稱為低溫壓力容器，對于低溫壓力容器首先要選用合適的材料，材料在使用溫度下應具有良好的韌性。致使低于-196℃時可選用奧氏體不銹鋼。罐體分內罐，外罐兩層，因此內罐材質選用不銹鋼為0Cr18Ni9，外罐材質選用碳鋼為Q235-B。內外罐中間填充絕熱材料，即內筒壁與外筒壁之間用珠光砂填充絕熱。本儲罐結構示意圖見圖1.1。

　　圖1.1臥式儲罐結構示意圖
　　表1.1 設計數據

序號	項目	數值1	數值2	單位
1	名稱	20m3液氮臥式儲罐
2	筒體材料	內膽：16MnDR    外膽：Q-235B
3	設計壓力	0.88		MPa
4	設計溫度	內膽：-196	外膽：室溫
5	公稱直徑	2200		mm
6	公稱容積	20		m3
7	充裝系數	0.9
8	工作介質	液氮
9	其他要求	100%無損檢測

　　依據表1.1設計參數得出臥式儲罐結構尺寸見表1.2。
　　表1.2臥式儲罐結構 尺寸 (單位：mm)

項目	直徑	高	筒體長	筒體壁厚	封頭壁厚	材質
內筒	2200	15270	5000	8	8	0Cr18Ni9
外筒	2300	16941	7136	10	10	Q235-B

　　封頭即是容器的端蓋。根據形狀的不同，分為球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭和平板封頭等結構形式。本儲罐選擇橢圓形封頭，其內膽封頭與外膽封頭尺寸見表1.3。
　　表1.3 EHA橢圓形封頭內表面積、容積

封頭類別	公稱直徑DN /mm	曲面高 hi/mm	直邊高度h/mm	總深度H /mm	內表面積A/		容積 /
內封頭	2200	550	40	590	5.5229	1.5459
外封頭	2300	575	40	615	6.0233	1.7588

　　儲罐還有人孔、支座以及各種接管組成。接管主要設有排污管、安全閥、壓力表、溫度計、進料口和出料口等。
　　根據HG/T21517-2005回轉蓋帶頸平焊法蘭人孔，查表3-3，選用凹凸面型，其明細尺寸見表1.4。

序號	名稱	數值	序號	名稱	數值
1	公稱壓力	PN=1.0MPa	11	D1	620
2	公稱直徑	DN=500	12	D	670
3	螺栓尺寸	M24×100	13	H1	250
4	螺母數量	20	14	H2	103
5	螺栓數量	20	15	A	365
6	總質量	147Kg	16	d	24
7	b1	23	17	b	28
8	b2	28	18	L	250
9	B	175	19	dw×s	530×8
10	d0	24	20

　　表1.4 人孔尺寸表 單位：mm
　　查JB4712.1-2007《容器支座》，選取輕型，焊制為BⅠ,包角為120°，有墊板的鞍座。設計鞍座結構尺寸如下表1.5。
　　表1.5 鞍式支座結構尺寸 單位mm

序號	名稱	數值1	數值2	數值3
1	墊板弧長	2680
2	公稱直徑	DN=2300
3	允許載荷	Q=410Kg
4	鞍座高度	h=250
5	底板	l1=1660	b1=240	δ1=14
6	筋板		b2=240
7	筋板	l3=255	b3=290	δ3=14
8	墊板	e=100          b4=500		δ4=10
9 10 11 12	螺栓間距 螺孔/孔長 鞍座質量 腹板	l2=1460    D/l=24/40    215Kg    δ2=14

　　接管的材料為0Cr18Ni9，長度根據實際情況選擇，查得接口管口參數見表1.6。
　　表1.6 接口管口表

符號	公稱尺寸（mm）	連接尺寸（mm）	用途或名稱
a	500	Φ530×8	人孔
b	20	Φ25×3.5	壓力表口
c	20	Φ25×3.5	溫度計口
d	40	Φ45×4	排空口
e	65	Φ76×6	安全閥口
f	65	Φ76×6	液料進口
g	65	Φ76×6	排污口
h	65	Φ76×6	液料出口

　　查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中表8.2.2-2 PN10帶頸對焊焊鋼制管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸見表1.7。
　　表1.7 法蘭表

管口名稱	公稱直徑DN（mm）	鋼管外徑A1（mm）	法蘭外徑D（mm）	螺孔中心圓直徑K（mm）	螺孔直徑L（mm）	螺孔數量n（個）	螺紋Th
出料口	65	76B	185	145	18	8	M16
進料口	65	76B	185	145	18	8	M16
排污口	65	76B	185	145	18	8	M16
安全閥口	65	76B	185	145	18	8	M16
排空口	40	45B	150	110	18	4	M16
壓力表口	20	25B	105	75	14	4	M12
溫度計口	20	25B	105	75	14	4	M12

　　密封墊片選擇非金屬軟墊片系列中的石棉橡膠板。