1、总则
用于在平底储槽中储存液态氧、液态氮和液态氩的典型的储槽配置是一种双壁、单容型式，液体被容纳在一个内槽中，一个外槽主要用于容纳保温材料（图3）。
单容是由一个内槽和一个外槽组成的容纳型式，仅内槽需要满足与产品储存有关的低温延性要求。使用一种干燥、非易燃气体（通常是氮）对间隙（内槽与外槽之间的环形空间）进行吹扫。如果内槽泄漏，低温液体将无法被容纳。内槽和外槽宜采用全焊接结构。
平底储槽的设计、制造和试验应符合所有适用的全国和当地法规。
可以按照最新版本的API 620 规范（其中包括附录Q）的要求，对平底储槽进行设计、制造和试验。虽然附录Q 的适用范围限于-270°F（-167,8°C）的设计温度，但是可以执行这项规范和附录中的实践和规程，从而使平底储槽系统的设计运行温度达到-320°F（-195,6°C）。可以直接采用的替代规范包括BS7777 第4 部分《低温运行平底立式圆筒形储槽》或最新版本的DIN 4119。虽然所有这三项规范中都没有提及与内部容器检定有关的外部压力，但是可以在AD-Merkblatt AD-B6 或DIN 18800 中找到一种设计方法。
储槽系统的地震载荷和分析方法可以按照API 620（其中包括附录L）。
2、内槽
内槽应使用能够承受低温（另外参见第4.2.4 节）和储存的流体的内部压力并且与氧相容（在液态氧运行的情况下）的材料制成。
在内槽的设计中，宜针对最坏情况（容器是空的并且处于最低设计压力下），考虑到冷却产生的热应力、保温材料压缩产生的外部压力以及气体吹扫最高压力。
平底储槽重大失效导致的低温溢漏是空分装置风险的最坏情况之一。在极端超压的情况下，宜确保结构的最薄弱点不是位于底部圆筒焊缝。
在各项可用的规范中确定了防止内槽底部超压导致破裂的要求。API 650 提及顶部与壳体之间的一种易碎连接，并且把这种易碎连接列为一项潜在买方要求。API 620 确立了锚固带尺寸选型与顶部对壳体连接设计之间的联系。BS 7777 明确规定结构的最薄弱点不应位于底部，并且把这作为安全方面的一项进一步提高。所有这三项规范都没有描述如何对易碎连接进行设计和制造以确保易碎连接将在预定情况下折断。
如果设计规范允许，安装一个易碎顶部的替代方案是安装一个可以提供可预测防护和大流量的限制尺寸的易碎件（例如爆破片）。
3、外槽
应对外槽进行设计，使之能够为环形空间保温材料和气体吹扫压力提供支撑，但是不要求外槽使用能够承受储存的流体的低温的材料制成。
至少应对外槽进行设计，使之能够耐受适用于安装现场的全国规范要求的最低风载荷。在系统设计中，应考虑到外加载荷（例如雪和冰）和机械载荷（例如楼梯、平台和爬梯）。
4、环形空间吹扫/加压气
宜使用一种不会在内槽运行条件下冷凝或冻结的干燥、非易燃气体，对平底储槽环形空间进行初步吹扫，然后进行连续加压。宜提供充足的加压气以确保在整个环形空间中保持一个正压。充足的环形空间加压气将把保温材料保持在干燥状态从而提供最佳保温质量。湿或冻结保温材料将更好地导热，并且导致储存的材料的蒸发率升高。
以前发生的事故表明，高于内槽压力的环形空间压力可能导致内部储存容器的顶部和底部受到损坏。内槽与管道之间的相对移动可能导致管道破裂。这可能发生在以下情况下：
- 在水压试验之后，如果容器在排放阀没有打开的情况下被清空
- 如果升压系统发生故障并且提取液体
- 由于气体（蒸气）冷凝（在通过顶部充装喷嘴对储槽进行充装时）
- 在冷却之前，如果环形空间在空的容器处于大气压力下时被加压
如果没有对环形空间进行充分的吹扫，存在以下安全问题：
- 如果在液态氮或液态氩储槽环形空间中存在空气，露点温度高于储存的内容物的露点温度的空气的组分可能冷凝。
- 环形空间中的冷凝的流体积聚可能导致外槽冷却到外槽可能失效的温度。
- 冷凝的流体可能富含氧，并且冷凝的流体中可能包括大气污染物（例如碳氢化合物）。积聚的碳氢化合物污染物与冷凝的富氧流体之间可能迅速发生反应，并且导致环形空间内的能量释出。还可能与环形空间中的保温材料或其它可能与富氧流体不相容的材料迅速发生反应。
- 如果某些低温液体被截留在环形空间中，由于在储槽加温过程中通过气化把液体迅速膨胀成气体，因此压力可能升高。
- 如果由于空气中的大气水分和二氧化碳可能在冷表面上冻结（例如导致管道自由移动受限），导致适当的环形空间吹扫或加压气没有得到保持，环形空间管道部件和保温系统可能失效。
宜在储槽在环形空间中的底座的整个周边提供一个吹扫/加压气分配系统。宜对这个吹扫/加压系统进行设计，以防止保温材料堵塞吹扫系统管道，并且确保气体在整个环形空间中的均匀分布。这个系统的运行宜确保在整个环形空间中保持一个正压。
宜提供一个适当的压力或流量指示装置，用于指明在环形空间中存在加压气。宜提供一个加压气供应警报器，在吹扫气供应不足或过高时向操作人员发出警报。作为警报器的替代方案，可以对在环形空间中存在加压气进行定期检定。
5、超压和真空控制和防护
内槽或环形空间中的高压或真空条件可能导致储槽失效，并且可能导致储存的低温流体释出到大气中。内部容器中的超压主要影响壳体锚固系统和顶部与壳体之间或底部与壳体之间的连接（取决于内槽设计）。
应使用高压和低压警报器对内槽中的压力进行监测，从而向操作人员发出警报。应在一个就地和/或远程压力指示器上，对内槽中的压力进行测量。
宜考虑对内槽压力监测系统提供安全联锁装置，从而在高压时对接入储槽的所有液体充装源进行隔
离（其中包括关停把液体输送到储槽中的所有泵、关闭储槽进口管线上的储槽隔离阀、在高真空时关闭
所有的提取管线）。
5.1 内槽压力控制
一次压力控制系统中宜包括：
- 一个自动正压控制排放系统，用于把压力保持在内槽设计压力或低于内槽设计压力。关于确定这个正压控制系统的设计能力，参见第5.1.1 节中列出的正常运行条件情况Qv。
- 如果需要，一个自动最低压力控制系统宜配备一个升压盘管，用于保持内槽中的最低正压（如果存在抽真空的可能性）。关于确定这个最低压力控制系统的设计能力，参见第5.2.5.3 节中列出的情况。
5.2 内槽超压防护
内槽超压泄压装置中应包括至少两个独立的泄压装置，两个泄压装置的设定点不高于内槽设计压力。
每一个泄压装置的能力应确保如果一个泄压装置发生故障或被拆除进行维修，在泄压装置设计中考虑到的所有超压情况下仍然能够为储槽提供防护。
可以使用安全阀和爆破片的任何组合，把两个独立的喷嘴接入内槽用于泄压装置，从而满足提供至少两个独立的泄压装置的要求。这样将减轻一个单一喷嘴被冰堵塞从而导致所有的泄压装置无法运行的潜在风险。
作为独立的喷嘴的替代方案，可以使用接入两个安全阀的一个单一大型喷嘴。这个接入内槽的大型连接的直径应大于接入安全阀的分支连接的直径。大型连接不大可能发生堵塞。除了一个单一喷嘴的堵塞风险以外，还需要计算进口管线压降（考虑到两个安全阀通常是同时运行的）。安全阀震颤可能导致安全阀泄漏，从而导致结冰和安全阀堵塞。如果使用组合压力真空阀（由于水分从环境空气进入进口喷嘴的风险较高），以上要求是特别重要的。
系统的设计宜便于泄压装置的定期试验、维修和更换。宜尽量缩短只有一个可运行的泄压装置提供内槽防护的时间期。
对于平底储槽，板式泄压阀通常被用作第5.1.1 节中所述的设备的替代方案。这些阀门有一个覆盖排放或泄压口的自重板，具有高能力并且结构简单，因此具有可靠性。一个典型的板式泄压阀如图4 所示。
阀门上的压力和真空泄放点是分开的。板式泄压阀被紧固在容器引出的一个延伸管道的喷嘴上。在可能涉及冷条件的应用中，建议使用的阀座密封膜片材料是聚四氟乙烯或类似的材料。但是，阀门的位置应确保阀门不会经受过度低温，这一点很重要的。应对阀门进行定期检查以确保冷蒸气的连续排放没有导致可能影响阀门运行的结冰。阀板应自动定位或采用其它方式相对于阀座对阀板进行正确定位。确保阀板与阀座之间的摩擦力是最小的并且接触面积是最小的。阀门应可靠地复位。阀座应可以研磨以便整修或者有一个可拆卸阀座密封圈。
应对阀板导承进行适当的设计以确保自由移动以便阀板复位。阀板导承应使用相容的材料并且具有充分的硬度以避免磨损。阀座应使用比阀板更硬的材料，并且有一个可研磨表面以便整修。相对于阀板和阀体的阀座位置应可以锁定或紧固。
5.3 内槽欠压控制和真空防护
如果需要，储槽宜配备一个能够在以下所述的所有情况下保持最低运行压力的升压系统（例如使用一个升压盘管）。真空阀反复运行导致结冰从而导致储槽喷嘴堵塞。宜安装至少一个真空泄压装置，为内槽提供真空防护。
一个组合超压/真空泄压装置可以被用于这个应用，并且可以替代第5.2.5.2 节中所述的一个泄压装置。
内槽的设计真空泄放能力宜考虑到最坏可预测运行条件和异常条件组合，例如：
- 以最高速率提取液体
- 以压缩机最高吸入率提取蒸气
- 大气压力升高
- 在通过顶部充装喷嘴对液体进行充装或再循环时，储槽蒸气突然冷却
- 设备失效和操作错误导致的特定装置特有的其它情况
5.4 外槽超压防护
环形空间超压可能导致内槽失效。许多来源可能导致环形空间超压（其中包括内槽或环形空间管道
泄漏、环形空间加压系统失效、大气压力突然变化或暴露于热辐射（例如在附近发生火灾时））。
应使用一个单一泄压装置（例如排放阀、呼吸阀、泄压装置、弹簧盖或加重盖），为环形空间提供超压防护。在必要的情况下，宜提供一个独立的泄压装置用于紧急排放。应对泄压装置进行尺寸选型，在压力控制系统失效时对来源的最高潜在流量进行排放。
如果一个过滤器位于泄压装置上游以避免珍珠岩从环形空间逸出，应考虑避免系统堵塞和过高压降。
一个额外的安全泄压装置或一个爆破片宜最好直接位于环形空间加压系统的减压器供应阀下游。宜避免减压器阀手动旁通。
5.5 外槽真空防护
内槽迅速冷却或大气条件的某些变化可能导致在环形空间中形成真空条件。
宜在外槽上安装至少一个真空泄压装置，为外槽提供真空防护。
一个符合第5.2.5.4 节中所述的要求的组合超压/真空泄压装置可以替代这个应用。
可以在当前公认的标准（例如API 620 和API 2000）的适用的部分中，参考平底储槽的压力和真空泄压装置的安装和尺寸选型标准。
6、过量充装防护
如果被过量充装，平底储槽将受到严重损坏，这可能导致内槽失效和储槽内容物释出（由于高液位导致的超压或由此导致的溢流液体溢漏）。
平底储槽充装液位超过最高设计液位可能导致对内槽圆顶产生上举静水力，这可能导致许多部件失效（其中包括内槽锚固/压紧带、内槽壳体对地面连接或内槽壳体对顶部连接）。因此，泄压阀并不为储槽提供过量充装危险防护。
在储槽高液位时，过量充装防护装置应采用一个高液位跳脱器把储槽充装阀关闭，或采用一个能够通过最高液体充装率的溢流管线。
液位测量不仅提供正常运行库存状态，而且向安全系统提供输入信号以防止过量充装。因此，应在平底低温储槽上安装两个独立的液位测量装置应。可以采用许多方式提供液位测量和显示（例如压差显示、液体浮动装置、溢流管线中的温度检测、声波测量、雷达或电导）。
一次液位测量仪表宜用于正常运行显示。操作人员宜可接达读出装置，读出装置宜提供储槽库存的连续显示。这个装置宜在低液位和高液位时发出警报以指明储槽可能异常运行。典型的设定点可以是满储槽内容物的5%和低于5%、满储槽内容物的95%和高于95%。作为高液位警报响应，操作人员宜终止进入储槽的液体流量。
宜安装独立于一次测量装置的二次测量装置，用于检测满液位（100%）并且立即对储槽进行隔离以防止进一步充装。二次测量装置可以采用与一次液位仪表相似的结构，只要其输入信号与一次测量装置不是共用的。二次测量装置不宜用于正常运行显示，但是可以作为一次显示的后备装置（如果需要）。二次测量装置宜用于对接入储槽的所有液体充装源进行自动隔离（其中包括切断把液体输送到储槽中的所有泵的电源、关闭储槽进口管线上的储槽隔离阀）。如果仅提供一个隔离装置，需要考虑到失效的可能性。
二次测量装置应发出警报，通知操作人员已经进行隔离。应指示操作人员核实进入储槽的液体流量是否已经终止。
可以使用其它系统设计来实现这个意图（例如一个接入朝向安全位置的低温气化器并且带有适当的停机仪表的溢流装置，或者使用一个带有一个低温传感器的液体泄压阀来发出警报并且对充装流程进行隔离）。气化器的安装宜防止过量充装时低温液体释出的可能性。
7、内槽与外槽之间的环境空间中的管道
在环形空间内，应对接入内槽的管道中的所有接头进行焊接。不应在接入内槽环形空间管道中使用铝到不锈钢过渡接头、法兰或螺纹接头、波纹管或挠性金属软管。在储槽隔离阀上游，管道分支接头不应位于储槽环形空间内。
8、基础
除了第 5.1.5 节中所述的要求以外，应使用充分层数的泡沫玻璃块，把内槽平底与基础进行隔离。
每一层宜与前一层成90°。可以在泡沫玻璃顶层上铺设一层砂或水泥（图6），为了防止地震造成影响，可以在周边对装置进行增强。应在干燥的天气条件下进行底座保温材料铺设。
对于与土壤接触的储槽底部和基础，宜提供基础加热以防止地面冻结和冻胀。对于在地面上被支撑在桩帽上的储槽，要求提供1 米的最小空气间隙以确保桩帽下方充分的空气循环。
针对以下两种情况，内部容器的锚固/压紧带及其埋入混凝土基础的部分应有充分的设计安全余量：
- 内部容器过量充装导致的内部容器最大超压
- 储槽中最少液体内容物时的最大超压（以避免储槽抬升失效和内容物释出）
作为质量保证方案的组成部分，可以考虑在把锚固带固定在壳体上之前，对锚固带进行抽样试验。
