水蓄熱罐的外形和結構如圖所示。它是鋼制圓柱形壓力容器,外壁敷有保溫層。容器內部裝有充蒸汽的分配總管和支管,支管末端裝有蒸汽噴頭,噴頭外圍裝有水流循環筒(或稱換流管),容器壁上有蒸汽入口和出口、人孔、進水口,其底部有排水口和定位支座。此外,裝有壓力計、水位計等檢測控制儀表,并可根據不同工程的要求,裝設蒸汽流量計、遠傳式壓力計等。一般采用臥式的蒸汽蓄熱器較多,也有立式的,均可安裝在室外,通常裝在鍋爐房的附近。
水蓄熱罐依靠容器內飽和水(熱介質)壓力的升降變化,使容器內飽和水的焓值相應地變化,從而蓄存或釋放熱能(蒸汽),稱為變壓式(或降壓式)蓄熱罐。變壓式蓄熱罐中的水在經蒸汽充熱提高溫度和壓力以后,只有在當蓄熱罐內壓力下降時才形成過熱水而發生自蒸發,所產生的蒸汽為飽和蒸汽,其壓力必低于充熱壓力。因此過熱蒸汽或飽和蒸汽充入變壓式蓄熱罐蓄存以后再釋放出的蒸汽存在著壓力比原充入蒸汽壓力低和過熱度消失(如用過熱蒸汽充熱)的熱力損失,亦即能質有所降低。
水蓄熱罐在火力發電廠中,在遇到事故時須立即緊急起動備用汽輪發電機組,但即使是快速起動的電站鍋爐,從緊急起動達到滿負荷供汽也須十五分鐘。如裝用蓄熱罐蓄存定量蒸汽后,即可隨時緊急供汽給汽輪發電機組運行,直到緊急起動鍋爐能滿負荷供汽。這樣可使輸電網絡電壓不致下降。