1. 概述
低温罐（Cryogenic Tank）是一种专门用于储存液化天然气（LNG）、液氧（LO2）、液氮（LN2）、液氩（LAr）等深冷介质的固定式或移动式压力容器。其核心功能是在极低温度（通常低于 -100℃）条件下，通过高效的绝热结构，将介质维持在液态，从而实现安全、经济的大规模储存与运输。
本产品严格执行《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG 21）及相关国际标准（如ISO 21009、EN 13458），广泛应用于工业气体、能源、医疗及航空航天等领域。
2. 工作原理
低温罐基于以下物理原理与工程结构实现安全储存：
低温常压/低压储存：通过维持罐内介质在沸点温度以下，使介质处于饱和液态。罐体设计压力通常为0.2 MPa至1.6 MPa，兼顾安全性与经济性。
高效绝热：采用双层罐体结构，夹层抽至高真空并填充绝热材料（如珍珠岩、多层绝热薄膜），最大程度减少外界热量传入，降低蒸发率。
自蒸发压力调节：少量进入的热量导致介质汽化（蒸发气体，BOG），罐体通过自动增压系统和安全阀组维持稳定的操作压力，确保液体输送与储存稳定。
3. 主要形式与分类
分类方式 | 类型 | 说明 |
按安装方式 | 立式低温罐 | 占地面积小，适用于场地受限的固定储存，常见于气化站。 |
卧式低温罐 | 重心低，运输稳定性好，适用于储罐车及小型储罐。 | |
按绝热方式 | 真空粉末绝热 | 夹层填充珠光砂并抽真空，绝热性能优异，应用最广。 |
高真空多层绝热 | 夹层为多层铝箔与间隔材料组合并抽高真空，适用于高要求场合。 | |
堆积绝热 | 仅填充绝热材料，不抽真空，适用于大型常压储罐。 | |
按用途 | 固定式储罐 | 用于工业现场、加气站、气化站等固定储存。 |
罐式集装箱 | 可公路、铁路、水路联运，标准化尺寸。 | |
运输罐车 | 用于液态气体运输，具备移动充装功能。 |
4. 主要结构与材质
结构组成
内罐（内胆）：直接接触低温介质，承受内压。
外罐（外壳）：形成绝热夹层，承受大气压及机械载荷。
绝热层：位于内外罐之间，降低漏热。
管道系统：包括上进液、下进液、气相回流、排液、增压、放空等。
安全附件：安全阀、爆破片、压力表、液位计、温度计等。
材质选用
部件 | 材质 | 特性 |
内罐 | 奥氏体不锈钢（S30408/S30403/S31603） | 优良的低温韧性，耐腐蚀，无脆性转变。 |
外罐 | 碳钢（Q245R/Q345R）或不锈钢 | 强度高，焊接性能好，外表面防腐涂层。 |
管道与阀门 | 不锈钢（铜合金适用于部分低温） | 低温下密封性好，抗疲劳。 |
绝热材料 | 膨胀珍珠岩、玻璃纤维、多层绝热膜 | 导热系数低，吸附性好，稳定。 |
5. 主要技术参数
参数项目 | 典型值范围 |
公称容积（m³） | 5、10、20、30、50、100、200 及以上 |
设计压力（MPa） | 0.2 ~ 1.6（内筒） |
工作温度（℃） | -196 ~ -162（根据介质） |
日蒸发率（%/d） | ≤ 0.3%（真空粉末绝热） |
绝热方式 | 真空粉末绝热 / 高真空多层绝热 |
主体材质 | 内筒：S30408 / S30403 / S31603 |
设计标准 | GB/T 18442、TSG 21、ISO 21009 |
注：实际参数以产品设计图纸及铭牌为准。
6. 特点与优势
卓越的绝热性能：日蒸发率低，长期储存损耗小，运行成本低。
结构紧凑：立式或卧式结构灵活，占地面积小，适应性强。
安全性高：配置多重安全保护装置，符合国家压力容器安全规范。
操作便捷：配有完整的自增压系统、液位显示、远程监控接口，自动化程度高。
适用介质广泛：可用于LNG、液氧、液氮、液氩、乙烯等多种低温液体。
使用寿命长：采用优质不锈钢内罐，耐低温疲劳，设计寿命可达15年以上。
7. 应用领域
行业领域 | 典型应用 |
工业气体 | 气体公司集中储存、分装站、供气中心 |
能源与燃气 | LNG气化站、加气站、调峰站、分布式能源 |
医疗与健康 | 医用液氧储罐，支撑医院中心供氧系统 |
电子与半导体 | 高纯液氮、液氧储存，用于制造工艺 |
航空航天 | 液氢、液氧推进剂储存与加注 |
食品冷冻 | 速冻食品、液氮冷冻保鲜 |
8. 安全附件与安装
安全附件
安全阀：防止超压，每个腔室（内罐夹层）均独立设置。
爆破片装置：与安全阀串联或并联使用，提供超压冗余保护。
压力表：实时显示罐内及夹层压力，精度不低于1.6级。
液位计：差压式液位计或雷达液位计，连续指示液位高度。
温度计：监测罐内介质温度及夹层温度。
阻火器：用于可燃介质（如LNG）的气相管路，防止回火。
安装要求
储罐应安装在混凝土基础或专用支座上，确保水平、牢固。
周围应设置防火堤（可燃介质）或围堰，满足安全间距要求。
电气设备应符合防爆区域等级要求。
所有管路连接应进行气密性试验和吹扫处理，确保无泄漏、无水分。
安装完毕后，应按规范进行抽真空、置换、预冷等调试工序。
9. 维护与注意事项
定期维护
日常检查：检查压力、液位、温度是否正常；检查安全阀、阀门、法兰有无泄漏。
月度维护：检查夹层真空度，确认仪表工作状态，清洁罐体外观。
年度检验：委托具备资质的特检机构进行年度检查，包括壁厚测定、无损检测、安全阀校验。
定期检验：按《压力容器定期检验规则》要求，进行全面检验（通常3-6年）。
注意事项
严禁超压、超液位运行，防止液体溢出或压力失控。
操作前必须进行气体置换（如氮气置换），防止可燃气体与空气混合形成爆炸性环境。
在充装或排放液体时，操作人员应穿戴低温防护服、面罩、防冻手套，防止低温灼伤。
严禁在有泄漏或真空失效的情况下长期运行，应及时修复。
储罐长期停用时，应充入干燥氮气保持正压，防止湿空气进入。
