高温蒸汽是火力发电厂、太阳能热发电及诸多工业过程中的主要热载体，可以推动汽轮机发电，可以直接与工业产品结合应用。而对于用汽负荷波动较大或者汽源供汽不稳定的蒸汽系统，采用合适的储热系统可有效地解决蒸汽的供需矛盾，从而稳定汽源运行工况，达到提高蒸汽品质，稳定生产工艺、节能降耗的目的。
存储蒸汽热能的系统需要对水蒸气显热、水蒸气凝结过程的凝结热和凝结水的显热等三部分热量进行合理存储，放热过程需要对凝结水的显热、饱和水的蒸发或沸腾过程的汽化潜热和过热蒸汽的显热进行有效提取。以5MPa、400℃ 的过热蒸汽被冷却到5MPa，200℃为例，5MPa的饱和蒸汽温度为263.9℃，1公斤5MPa、400℃的过热蒸汽被冷却至同等压力下的饱和蒸汽需要能量404.1kJ，1公斤5MPa饱和蒸汽凝结过程放热量为1639.7kJ，将1公斤5MPa的饱和水冷却至200℃可以释放300.7kJ。其中蒸汽凝结过程可以释放的能量占整个过程的70%。
在存储蒸汽的热能过程中，如何存储蒸汽的凝结热是关键。蒸汽定压凝结过程是个温度维持饱和温度不变而释放大量热量的换热过程。如采用熔融盐显热存储该部分热能，以二元硝酸盐为例，按照260℃时的物性参数，1kg熔融盐温度升高10℃ 可以存储的热量是14.9kJ，仅存储1kg的5MPa蒸汽凝结潜热需要熔融盐110kg。
图1 蒸汽蓄热器照片（来源于网络）
采用蒸汽蓄热器存储蒸汽的热能是最直接的储热方式。中国科学院电工研究所白凤武研究员基于热力学方程和质量守恒方程，对蒸汽蓄热器的基本原理进行了细致分析。
蒸汽蓄热器是热能的吞吐仓库，一般为卧式圆筒体，内装软化水。工作原理的基本原理如下：
（1）充热过程：当用汽负荷下降时，锅炉产生的多余蒸汽以热能形式通过充热装置充入软水中贮存，使蓄热器内水的压力、温度上升，形成一定压力下的饱和水；
（2）放热过程：当用汽负荷上升，锅炉供汽不足时，随着压力下降，器内饱和水成为过热水而产生自蒸发，向用户供汽。
通过蓄热器对热能的吞吐作用，使供用热系统平稳运行，从而可使锅炉在满负荷或某一稳定负荷下平稳运行。蓄热器中的水既是蒸汽和水进行热交换的介质，又是蓄存热能的载体。
蒸汽蓄热器技术已经在西班牙的PS10、PS20和南非的Khi Solar One塔式太阳能热发电站中得到了成功应用。
9月12-14日，由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国工程热物理学会、中国可再生能源学会，中国电机工程学会发起主办，常州龙腾光热科技股份有限公司联合主办，北京奥普科星技术有限公司和河北道荣新能源科技有限公司共同协办的“2018第四届中国太阳能热发电大会”将在常州新城希尔顿酒店盛大举行。届时，白凤武研究员将作“第四代太阳能热发电系统特征与技术难点”的报告。欢迎参会交流。
