本发明公开了一种火力发电机组热水储能系统，包括与火力发电机组的冷凝器出口连接的冷水储存单元、接收来自火力发电机组中的蒸汽以及冷水储存单元的冷水并加以混合的气液混合装置、与气液混合装置的出水口相连用于储存近饱和热水的热水储存单元；还公开了该火力发电机组热水储能系统的储能方法，在电网低负荷要求时，抽取火力发电机组中未完全膨胀的蒸汽与冷水储存单元的冷水混合为近饱和热水并储存在热水储存单元内；在电网高负荷要求时，抽取热水储存单元中的热水与火力发电机组中的锅炉用水混合并供向锅炉；该储能技术直接储存和释放热能，不存在多种形式能量的多次转化过程，综合储能效率较高，比热容较大、安全性好、价格低廉。