本发明属于石油化工领域的储罐技术领域，具体公开了一种贮存深冷介质的双层球罐系统，该系统由一个内球罐和一个外球罐组成双层球罐系统。外球罐由立柱支撑系统支撑，立柱支撑系统安置于混凝土基础之上并由地脚螺栓固定；内球罐通过拉杆悬挂系统安置于外球罐罐壁上，内球罐与外球罐之间设有绝热系统；外球罐顶部设有夹套人孔，外球罐底部设有外球罐仪表通过口、内球罐外壁设有位移传感器，内球罐内部设有桁架爬梯平台，桁架爬梯平台上安装有超低温温度计。该系统可降低深冷介质的BOG量，解决储罐深冷收缩后温差应力问题，满足中转和长期大规模、低损耗存储深冷液化气体的需求。