液氮低温卧式储罐是广泛应用于空分系统中的产品化工储罐，由于其特殊的工作环境，工作温度为-196℃，致使其结构及材料的应用必须满足超低温的要求，工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。设计温度为-20℃以下的压力容器被称为低温压力容器，对于低温压力容器首先要选用合适的材料，材料在使用温度下应具有良好的韧性。致使低于-196℃时可选用奥氏体不锈钢。罐体分内罐，外罐两层，因此内罐材质选用不锈钢为0Cr18Ni9，外罐材质选用碳钢为Q235-B。内外罐中间填充绝热材料，即内筒壁与外筒壁之间用珠光砂填充绝热。本储罐结构示意图见图1.1。

　　图1.1卧式储罐结构示意图
　　表1.1 设计数据

序号	项目	数值1	数值2	单位
1	名称	20m3液氮卧式储罐
2	筒体材料	内胆：16MnDR    外胆：Q-235B
3	设计压力	0.88		MPa
4	设计温度	内胆：-196	外胆：室温
5	公称直径	2200		mm
6	公称容积	20		m3
7	充装系数	0.9
8	工作介质	液氮
9	其他要求	100%无损检测

　　依据表1.1设计参数得出卧式储罐结构尺寸见表1.2。
　　表1.2卧式储罐结构 尺寸 (单位：mm)

项目	直径	高	筒体长	筒体壁厚	封头壁厚	材质
内筒	2200	15270	5000	8	8	0Cr18Ni9
外筒	2300	16941	7136	10	10	Q235-B

　　封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。本储罐选择椭圆形封头，其内胆封头与外胆封头尺寸见表1.3。
　　表1.3 EHA椭圆形封头内表面积、容积

封头类别	公称直径DN /mm	曲面高 hi/mm	直边高度h/mm	总深度H /mm	内表面积A/		容积 /
内封头	2200	550	40	590	5.5229	1.5459
外封头	2300	575	40	615	6.0233	1.7588

　　储罐还有人孔、支座以及各种接管组成。接管主要设有排污管、安全阀、压力表、温度计、进料口和出料口等。
　　根据HG/T21517-2005回转盖带颈平焊法兰人孔，查表3-3，选用凹凸面型，其明细尺寸见表1.4。

序号	名称	数值	序号	名称	数值
1	公称压力	PN=1.0MPa	11	D1	620
2	公称直径	DN=500	12	D	670
3	螺栓尺寸	M24×100	13	H1	250
4	螺母数量	20	14	H2	103
5	螺栓数量	20	15	A	365
6	总质量	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 单位：mm
　　查JB4712.1-2007《容器支座》，选取轻型，焊制为BⅠ,包角为120°，有垫板的鞍座。设计鞍座结构尺寸如下表1.5。
　　表1.5 鞍式支座结构尺寸 单位mm

序号	名称	数值1	数值2	数值3
1	垫板弧长	2680
2	公称直径	DN=2300
3	允许载荷	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	垫板	e=100          b4=500		δ4=10
9 10 11 12	螺栓间距 螺孔/孔长 鞍座质量 腹板	l2=1460    D/l=24/40    215Kg    δ2=14

　　接管的材料为0Cr18Ni9，长度根据实际情况选择，查得接口管口参数见表1.6。
　　表1.6 接口管口表

符号	公称尺寸（mm）	连接尺寸（mm）	用途或名称
a	500	Φ530×8	人孔
b	20	Φ25×3.5	压力表口
c	20	Φ25×3.5	温度计口
d	40	Φ45×4	排空口
e	65	Φ76×6	安全阀口
f	65	Φ76×6	液料进口
g	65	Φ76×6	排污口
h	65	Φ76×6	液料出口

　　查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表8.2.2-2 PN10带颈对焊焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸见表1.7。
　　表1.7 法兰表

管口名称	公称直径DN（mm）	钢管外径A1（mm）	法兰外径D（mm）	螺孔中心圆直径K（mm）	螺孔直径L（mm）	螺孔数量n（个）	螺纹Th
出料口	65	76B	185	145	18	8	M16
进料口	65	76B	185	145	18	8	M16
排污口	65	76B	185	145	18	8	M16
安全阀口	65	76B	185	145	18	8	M16
排空口	40	45B	150	110	18	4	M16
压力表口	20	25B	105	75	14	4	M12
温度计口	20	25B	105	75	14	4	M12

　　密封垫片选择非金属软垫片系列中的石棉橡胶板。