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化石能源的日渐枯竭以及生态环境保护的强烈需求下,开发海洋热能利用逐渐成为新能源开发的热点。海洋温差能具有热能储量大,热源品质稳定的独特优点,然而因为冷热海水温度差相对较小,循环中主要设备损耗大,导致整个海洋温差发电系统效率太低。本文针对这两个主要影响热利用效率的因素,基于前人的研究上,对优化整个发电系统进行研究,为实现商业化运行提供理论依据。本文主要研究内容归纳如下:(1)利用太阳热能为辅助热源,设计太阳能辅热的海洋温差发电系统运行方案,并利用ORC实验台对其做原理性验证及可行性分析;(2)为达到更好的热能利用效率,基于前人在热能利用方面的研究,选择Kalina循环作为海洋温差发电系统的热利用方案。同时,针对带有太阳能辅助的海洋温差发电系统循环状态特性,提出了采用引射器的流程优化方案,结果表明优化后的循环效率提高了9%。利用商用Aspen Plus软件做仿真模拟,进一步分析循环中各个参数对系统性能的影响,得到优化后循环运行时最佳工况,为太阳能辅助Kalina温差发电系统运行提供理论研究依据;(3)针对发电系统中换热器的结构特性,对其内部结构的凹槽流路进行了实验研究。通过对不同几何尺寸的凹槽通道上附加脉动流的实验,分析其在附加的不同参数的脉动层流流域表现的流动特性,主要关注不同参数的脉动流场下,不同结构的凹槽通道的压降情况。研究发现凹槽长较小的凹槽通道在脉动流层流流域表现出较小的压降,以及压降随脉动流速变化较小;(4)为进一步探讨凹槽通达内附加脉动流对整体换热的影响,对这一部分的内容采取了数值模拟研究,重点考察了不同参数的脉动流对换热的影响,以及在不同几何结构中凹槽通道中影响的机理。研究结构表明,低频的脉动流可以提高凹槽通道中的换热,同时受到凹槽突起结构的影响,凹槽长较小的凹槽强化换热结果最好。