CN106103985A - 安装于船舶的海洋热能转换系统 - Google Patents

Abstract

一种离岸发电的系统，其包括：能够移动的浮式平台，该平台具有一个或多个OTEC热交换单元、一个或多个涡轮发电机、水引入和排出系统、以及系泊系统；和固定歧管，该固定歧管具有与冷水管连通的一个或多个冷水引入连接构件以及经由中间冷水管道与所述浮式平台的水引入系统连通的一个或多个冷水排出连接构件，其中各冷水排出连接构件均能够与中间冷水管脱离。

Description

安装于船舶的海洋热能转换系统

技术领域

本发明涉及海洋热能转换(OTEC)电站，更具体地涉及浮式OTEC电站。

背景技术

海洋热能转换(“OTEC”)是利用在海洋的热带区域中作为热量存储的太阳能来产生可再生能源的一种方式。全世界的热带大洋和大海提供了独特的可再生能源资源。在许多热带地区(在近似北纬20°与南纬20°之间)，表面海水的温度几乎保持恒定。直到近似100英尺深度，海水的平均表面温度随着季节在75°F至85°F或更高之间变化。在同一区域，深层海水(在2500英尺至4200英尺之间或更深)保持在相当恒定的40°F。因而，热带海洋结构在表面提供了大的热水储藏并在深层提供了大的冷水储藏，并且热水储藏与冷水储藏之间的温差在35°F至45°F之间。该温差在白天和夜晚保持得相当恒定，并且季节性的变化小。

OTEC过程利用表面热带海水与深层热带海水之间的温差来驱动热机以产生电能。OTEC发电在20世纪70年代后期被认同为对于能源生产而言具有低到零碳足迹(carbonfootprint)的可能的可再生能源资源。然而，与多数传统的高压高温发电站相比，OTEC电站具有低的热力学效率。例如，利用80°F与85°F之间的平均海洋表面温度以及40°F的恒定深水温度，OTEC电站的最大理想卡诺效率(Carnot efficiency)为7.5％至8％。在实际操作中，OTEC电力系统的总电力效率经估计为卡诺极限的大约一半，或者近似3.5％至4.0％。另外，由20世纪70年代和20世纪80年代前沿研究人员所进行的并且记载在1994年牛津大学出版社出版的由William Avery和Chih Wu发表的题为“来自海洋的可再生能源，OTEC指南”(“Renewable Energy from the Ocean,a Guide to OTEC”William Avery and Chih Wu,Oxford University Press，1994)(通过引用合并于此)中的分析表明：通过以ΔT为40°F进行操作的OTEC电站产生的总电力的四分之一至一半(或更多)将被需要用于使水泵和工作流体泵运行并为电站的其它辅助需要供电。基于此，OTEC电站的将存储在海洋表面水中的热能转化成净电能的低的整体净效率一直未能成为商业上可行的能源生产方案。

与OTEC电站相关联的对环境的关注也已经成为OTEC操作的障碍。传统的OTEC系统从海洋深处抽取大量的营养丰富的冷水并在表面或表面附近将这些水排出。这样的排放可能以正面或负面的方式对OTEC电站附近的海洋环境产生影响，可能对处于OTEC排放下游的鱼群和珊瑚礁系统带来冲击。

发明内容

安装于船舶的OTEC电站最优地系泊于平台并向电网一年365天、一天24小时地供电。平台支撑并保护机械装置和操作人员，并且还必须能够经受住恶劣的海洋风暴。在服务小商业市场的2兆瓦-10兆瓦的浮式发电电站的情况下，走航式驳船(sea-going barge)是最佳的平台。走航式驳船相对大的尺寸在为OTEC操作提供相对稳定且耐受的平台的同时以合理的投资成本支撑重的多部件OTEC机械装置。人员能够进行检查和维修，这对尺寸小的柱筒而言是不可能的。

在本发明的实施例中，离岸发电的系统包括能够移动的浮式平台(floatingportable platform)，浮式平台具有一个或多个OTEC热交换单元、一个或多个涡轮发电机、水引入和排出系统以及系泊系统。离岸发电的系统还包括固定歧管，固定歧管包括：一个或多个冷水引入和/或返回连接构件，其与一根或多根冷水管连通；一个或多个冷水排出连接构件，其经由中间冷水管道与浮式平台的水引入和/或返回系统连通，其中各中间冷水排出管连接构件均能够与歧管脱离，并且从冷水引入口行进且行进至冷水排出深度的排出管的各排出管连接构件均能够与歧管脱离。固定的歧管还可以包括热水返回系统，热水返回系统包括：一个或多个热水返回连接构件，其与热水管连通；一个或多个热水排出连接构件，其经由中间热水管道与浮式平台的水返回系统连通，其中各热水排出连接构件均能够与中间热水管脱离，并且从歧管行进至位于排出深度处的开口端的热水排出管能够与歧管脱离。在一些情况下，歧管自身被分成用于如下各类型的流的水密的界面：冷水引入、冷水返回和热水返回。在一些情况下，从歧管平行地行进至返回深度的冷水返回和热水返回管被绑在一起并在相同的深度处进行排出，以提供混合的流。

本发明的其它实施例可以包括以下特征中的一个或多个。一些系统具有包括多级级联混合(multi-stage cascading hybrid)OTEC热交换系统的一个或多个OTEC热交换单元。在一些系统中，各OTEC热交换单元均与水引入和排出系统连接，以允许冷水和热水大致直线状地流过OTEC热交换单元。在一些系统中，各OTEC热交换单元均包括位于冷水供给的流路中的多个热交换板。在一些系统中，各OTEC热交换单元均包括位于热水供给的流路中的多个热交换板。在一些系统中，OTEC工作流体流过一个或多个热交换板的内部流路，各热交换板均被冷水供给或热水供给的流路围绕并位于该流路中。在一些系统中，各OTEC热交换单元均包括四个级联热交换地带。在一些系统中，各级联热交换地带均被配置成利于冷水或热水供给的水平流动。在一些系统中，水引入和排出系统包括热水供给泵和冷水供给泵。在一些系统中，水引入和排出系统包括热水或冷水排出泵。

在一些情况下，由于通过一个或多个引入泵执行使水流过系统、即从引入开口流至返回开口所需的所有泵送电力，所以仅存在引入泵。可以存在多于一个的用于热海水和冷海水系统的主海水泵。例如，能够存在至少一个、可以为多个的用于各蒸发器室的专用热水海水泵，并且能够存在至少一个、可以为多个的用于各冷凝器室的专用冷水主海水泵。多个泵提供了冗余，使得例如如果需要维护泵，但此时热交换器无需泵，则水能够在最小的净功率输出降低的情况下流过热交换器室。因为泵引入口在海面处或在海面下方，设计降低了水头压力需求，所以能够使用具有较低寄生负载的较小的马达来驱动对实现该作业而言足够大的泵。

在一些系统中，一根或多根排出管与水引入和排出系统的排出构件连通。在一些系统中，中间冷水管能够与水引入和排出系统脱离。在一些系统中，中间热水管能够与水排出系统脱离。在一些系统中，排出管能够与水引入和排出系统脱离。在一些系统中，热水排出管的终端在25英尺至300英尺的深度处开口，例如，热水排出管的终端在250英尺至600英尺的深度处开口。在一些系统中，冷水排出管的终端在25英尺至600英尺的深度处开口，例如，冷水排出管的终端在250英尺至600英尺的深度处开口。在一些系统中，热水排出管和冷水排出管的终端在如下深度处排出水：该深度处的周围水的温度与排出水的温度的差小于或等于10华氏度。一些系统还包括：冷水排出管，其与水引入和排出系统以及固定歧管连通；热水排出管，其与水引入和排出系统以及固定歧管连通，其中，热水排出物和冷水排出物在固定歧管处混合并在如下位置处从该歧管排出：该位置处的周围水的温度与排出物的温度的差小于或等于10华氏度。

在流和压力不同的一些情况下，这能够在一系统中产生压头差(differentialhead)，这可能与另一系统的流干涉，从而可能防止该系统如期望地操作。在一些情况下，固定歧管具有用于热水和冷水排出物的分开的室。流在相同的深度处排出，并且代替在单个室内部，流被以使流在开放海洋中汇合并混合的方式喷出。通过允许独立地操作各系统，各系统能够具有适当的尺寸，以降低所需电力。

一些系统包括与热水排放和冷水排放连通的混合喷嘴。在一些系统中，冷水管经由冷水管连接构件与所述水引入和/或排出系统直接联接。一些系统包括辅助冷水供给，所述辅助冷水供给从热交换器离开并流向辅助固定歧管并对辅助系统进行供给。在一些系统中，辅助系统为岸基(shore based)空调系统或海水淡化系统或这两种系统的组合。

在本发明的另一实施例中，一种在沿海离岸地带发电的方法包括如下步骤：提供能够移动的浮式OTEC发电平台，其中所述浮式OTEC发电平台包括一个或多个OTEC热交换单元、一个或多个涡轮发电机、水引入和排出系统和系泊系统；将水引入歧管固定至深度为30英尺至450英尺的海底；将冷水管连接至固定的水引入歧管；将中间冷水管连接在固定的水引入歧管与浮式OTEC发电平台的水引入和排出系统之间。

本发明的各种实施具有以下优点中的一个或多个：

大多数沿海国家均容易建造本申请所需尺寸的船舶(例如驳船)，从而能够确保本技术在全球的商业化。

即使在偏远的岛处，也能够容易地在一个位置搭建驳船并将驳船拖至操作现场，由此利于本技术的广泛使用。

安装于驳船的OTEC电站和任意的动力驳船(power barge)能够向远离主电网的偏远社区供电，从而确保了当地的电气化和发展。

驳船利用如下岛和近岛地质构造：具有窄、浅的大陆架和下落得很深的非常陡的断崖。与所要求的能量的量相比，在深水中系泊是困难且昂贵的。离岛操作涉及用于四根热水和冷水引入和返回管的开凿穿过礁石40英尺至60英尺的非常宽的割幅(swath)。通过在靠近下落地的浅大陆架中系泊，安装于驳船的OTEC电站能够：

a)使用长度相对短的在商业上可获得的HDPE管来引出和返回冷海水和热海水；

b)停留在陆地的背风处，以减轻风和波浪的影响

c)代替来自世界的另一侧的特种电缆铺设船，调度和返航服役驳船，在对礁石产生最小冲击的情况下使用至岸上的行进距离较短的电缆，

d)在潜水员例行工作的深度处的较浅的水域中进行系泊

e)代替数千英里外的特种系泊船，使用在商业上可获得的安装于服役驳船的锚固系统(非定制的)进行系泊

f)提供用于发电设备的稳定平台

g)在现场建设期间通过建造和安装以及在操作期间，为当地经济提供工作

h)能够在全世界的许多船厂中进行搭建(无需具有巨型升降能力起重机服务的大型干船坞或造船坞(construction basin)

i)使用具有家系(pedigree)和技术数据的作为在商业上可获得的采购项目的系统、子系统和组成部件，如果需要的话，使用用于迅速更换的完备支撑设施和全球仓库(global warehousing)，为此，最小的可替换单元具有其能够通过通用卡车或空运进行发货的尺寸。

对于海水和工作流体的有效流通而言、对于非常大量的岛社区所需的2.5兆瓦至5.0兆瓦的净功率输出而言，驳船是优异的平台。

具有位于中央的月池的驳船设计使用船身来通过屏蔽引入口筛分出漂浮残骸(flotsam)和丢弃物(jetsam)。月池还使入口的中间区域中的表面湍流最小化，并且还使“吞咽”空气的风险最小化，围绕月池的船身的绝缘性质和温度帮助消除雨水的热影响和在风暴期间的表面混合；

平均最大要求为100兆瓦至200兆瓦的许多岛社区中，如果单个25MW或更大(要求负荷的25％或更大)的发电站断闸(如果船锚落在离岸系泊的OTEC电站的水下电缆上，则可能发生断闸)，则存在非常高的电网中断的风险。岛周围能够分散多个5MW的OTEC驳船，在不同的点处进入电网，以提供系统冗余并帮助确保传送和分布稳定性以及迅速的灾害恢复。

安装于驳船的OTEC电站将位于近岸(典型地，离岸一英里或更近)、船路之外的位置、位于通常比上层鱼类所存在的水域浅的水域中，还返回海水，增强恰好离岸如下深度的食物链：当地渔民能够获益的深度。

驳船系泊在相对浅的水中。这对代替全球公司而寻求更多的当地的海洋测量员、建造公司、潜水员、拖船和补给驳船服务的机会是开放的，由此在整个计划和建造阶段为当地经济创造了工作并使OTEC项目是更经济可行的。

5MW的OTEC电站生产较低电压的电力，该电力在较小直径的水下电缆中传送至岸上。水平方向钻探的钻孔具有较小的直径、较低的安装成本和对环境较轻的冲击。电缆是较低成本的，并且在相对浅的水中离岸的行进距离短，如果必要的话，能够容易地回收和维修。如果需要的话，能够在无需特种电缆铺设船的情况下通过商业拖船和驳船服务公司以相对短的时间展开和安装更换电缆。

用于安装于驳船的OTEC电站的系泊系统的规模明显小于用于柱筒的系泊系统的规模。系泊锚设定在相对浅的水中，处理能够通过诸如希利-蒂比特公司(Healy-Tibbitts)等的商业拖船和驳船服务公司来例行地进行。无需特种系泊船。

因为驳船是如此地近岸，以至于能够通过小船向电站输送可消费的补给品。无需直升机服务。归因于此，驳船上无需特殊的直升机设计和认证。

利用8点系泊的驳船为OTEC机械装置提高了极稳定的平台，于是可从全世界的许多供应商容易获得的商业级的电力设备，能够在确保最优的价值和经济可行性的同时快速且有竞争力地指定和供给。

驳船和固定歧管解决了平台的过度运动给冷水管造成的应力和早期失效的问题。通过从平台至固定歧管使用多根直径较小、但较柔性的在商业上可获得的标准尺寸的HDPE立管，将该HDPE立管设定和固定在远低于表面的波浪力的海底，然后通过从歧管至终端深度使用直径较大的在商业上可获得的HDPE管，冷水引入管以及冷水和热水返回管能够更耐受。各类型的流的多根立管提供了冗余。能够在诸如3级或更高的飓风等的恶劣风暴之前使立管与海底脱离并固定，然后回收并重新安装，使得为了迅速的灾害恢复而能够快速复原操作，并且能够快速向公用电网重新供电。通过使用具有标准尺寸、具有表明性能特性的可获得的技术数据的、在商业上可获得HDPE管，在能够预测和限制成本的同时降低了整体项目风险。支撑系统已经就位。

在恶劣风暴(例如，3级或更高的飓风)的情况下，驳船能够与海水管和系泊构件脱离并被拖至安全的港湾。通过卫星图像和飓风追踪飞机来进行辅助的当代天气预报通常能够对恶劣的热带风暴提前几天提供警报，有足够的时间采取预防措施。

驳船为操作和维护提供大的开放的甲板区域。能够容易地移除、移动、维修或更换设备，并且能够快速且有效率地复原系统。与在诸如柱筒等的狭窄且受约束的空间中进行安装相比，该开放还利于以较低的成本较容易且较迅速地安装设备。

包括电力块(power block)的系统组成部件和5MW的OTEC电站的水下系统的尺寸使得能够使用通用的现有管路、阀和配件，对此已经存在价格有竞争力的支撑结构，由此使制造、组装、操作和成本风险最小化。

能够使用弯曲的覆盖构件完全地包封驳船的主甲板，就像活动房屋结构(Quonsethut structure)那样，以防止阳光直射和雨水拍打设备壳体的表面，由此降低了维护需求，延长了其使用寿命并减少了操作成本。该包封还起到在主泄漏的情况下阻止氨蒸汽释放的作用。随着温度的升高，氨气会更容易地从水溶液中散出，所以甲板覆盖构件将蒸汽保持在内部，并且安装在甲板覆盖构件的结构的下侧的水雾系统捕获能够排入船身的罐中的水溶液中的氨，能够从该罐中安全地提取和反复利用无水的氨。弯曲的甲板覆盖构件还在风暴中为风提供平稳的滑流(slip stream)，就像飞机翼的前缘那样。最后，归因于驳船邻近岸，所以能够将驳船喷涂成其外观与周围大海和天空混成一色，使得驳船可以呈现最小化的视觉侵扰。

位于驳船或较小的船舶上的小型商用OTEC系统的两个主要挑战是CWP与平台的连接的长期性能以及快速返回服务的平台在恶劣风暴条件下的耐受性。所公开的设计通过如下减小了连接应力并降低了这些关键风险：(1)通过插入歧管，如此提供了从长3000英尺以上的CWP至歧管、然后从25英尺至300英尺的歧管至平台的“两段”连接；(2)通过在从平台至歧管的较大应力的浅区域中使用较小、较柔性的管路，通过对歧管至深水引入和返回使用较强、较硬和较大的管；和(3)设计具有在恶劣飓风条件下从平台至歧管的管能够脱离的能力，以受控处理的方式使操作停工，具有在风暴之后快速重新安装的能力，而非在连接点处将管破坏。

在附图及以下说明中阐述了本发明的一个或多个实施方式的细节。本发明的其它特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书变得明显。

附图说明

图1A和图1B分别为示例性的OTEC电站的立体图和端视图。

图2是图1A和图1B的OTEC电站的平面图。

图3和图4分别为包括月池的安装于驳船的OTEC电站的主甲板和下甲板的平面图。

图5-图7是图3和图4的安装于驳船的OTEC电站的管路的一部分的图。

图8和图9是被构造成提供岸上海水空调的OTEC电站的示意图。

图10是系泊系统的一部分的立体图。

图11是示出系泊系统随着海平面的改变而调整的示意图。

图12是安装于驳船的OTEC电站的系泊系统和冷水管构造的立体图。

图13和图14是用于管路的箍锚(collar anchor)的端视图。

图15-图17是系泊系统锚的示意图。

图18和图19分别是OTEC电站的立体图和相关联的电缆系泊系统的侧视图。

图20A-图20C示出热交换器在安装于驳船的OTEC电站上的接入过程。

图21A和图21B分别是冷水管连接构件的局部剖视图和侧视图。

图22是冷水管引入和返回歧管的立体图。

图23A-图23D示出安装于驳船的OTEC电站。

图24A和图24B示出接头。

图25示出在驳船与坐底的歧管之间延伸的立管。

各图中相似的附图标记表示相似的元件。

具体实施方式

紧凑的OTEC电站能够安装于船舶(例如，驳船)，以为岛或海岸线公用工程提供服务。安装于船舶的OTEC电站能够提供经济有效的发电。该OTEC电站还能够提供电池存储系统，对帮助稳定和支持公用电网提供辅助服务，并且在公用电网频率和电压波动期间提供穿越和加强(ride-through and ramp up)能力。安装于船舶的OTEC电站能够在常规天气和海洋条件下操作，并且能够经受住飓风条件(例如，高达3级飓风)。系泊系统、管路系统和传送线能够被构造成在当地环境下工作并对当地环境具有低的冲击。

用于安装于船舶的OTEC电站的设施被构造成在水下100英尺至300英尺为安装于船舶的OTEC电站提供系泊场地。特定场地的海床地形(seabed profile)决定系统的确切几何形状和配置。典型地，在该深度处，系泊场地位于岸的一英里内，离岸仍足够地远使得当存在船舶时在岸上观察时该船舶不显眼。该深度范围和离岸距离为现场调查、初始电站建立、维护和定期船员轮换提供容易的可达性。离岸产业潜水员例行地在该深度下工作，设定系泊锚、将水下电缆铺设至岸上并连接大直径的管，所以在时间和成本方面，在诸如飓风等的恶劣风暴之后进行复原和恢复操作是可合理实现的。该设计通过实现平台与必要管线的连接的长期耐受性以及几乎连续的长期操作、对于恶劣天气条件基于受控操作计划短期关闭，提供了长期(例如，25年以上)的商业可操作性。通过使用较低廉的HDPE管作为低应力的长的海下管线，和使用较昂贵的柔性管路作为从歧管至平台的行进距离短的管路，歧管方案还降低了项目成本。

参照包括安装于驳船的OTEC电站的示例来讨论系统特征。然而，含有许多所述特征的OTEC电站还能够安装于其它船舶，诸如安装于小型的半潜式平台、潜水式平台、柱筒和多腿柱筒。

参照图1A、图1B和图2，示例性的安装于船舶的OTEC电站100包括移动部件和固定设施。移动部件包括例如驳船110以及安装于驳船110的蒸发器112和冷凝器114。固定设施包括例如系泊线116、系泊浮筒118、系泊系统锚119和电缆120。以下公开说明移动部件安装于相关联的固定设施的OTEC电站100。然而，OTEC电站100的移动部件能够与固定设施脱离。这允许OTEC电站的移动部件从系泊场地移动，例如以在港口中执行维护或在恶劣天气条件下寻求庇护。

驳船110为大约300英尺长、90英尺宽，并且具有大约8英尺至20英尺的可变吃水深度(variable draft)。水线以上的高度为大约23英尺至35英尺。在图1A、图1B和图2所示的OTEC电站中，蒸发器112、冷凝器114和其它相关联的设备通过如下方式安装：仅将设备安装于驳船的甲板，而不对驳船进行改装。对于近海岸安装，能够将驳船110喷涂成海蓝色和白色，以降低视觉特征。能够使用其它类型和尺寸的船舶以及其它喷涂方案。

驳船110相对于其电站尺寸是超大的，以便提高对大风暴的可承受性并提供用于设备和人员的空间。因为加勒比海的风速通常维持在小于25节且波浪作用相对低，所以在常规条件下驳船将提供稳定的操作平台。相似的条件在20N与20S之间的全球各地比较普遍，与飓风相比，一些地区更易受到海啸的影响。驳船的设计预期能够经受住轻度海啸，因为驳船将被系泊在靠近在其越过陡壁时将产生压力波(pressure wave)的位置，并且系泊线能够升高20英尺至22英尺。

在异常的风暴和飓风期间，驳船的运动可以超过设备的0.2g加速度操作极限并使电站关闭。在一些情况下，船舶的设计中能够包括防震座(shock mount)，以提高该极限并使该极限高达0.3g或更大。

除了在飓风期间人员移动到岸上时以外，OTEC电站将始终载人。在大多数飓风情形下，基于驳船的电站能够停留在现场。然而，如果认为必要的话，系泊和管安装构造能够在非常恶劣的飓风到来之前使驳船脱离并将驳船拖入安全的港湾，然后在风暴过后使驳船返回现场。

能够使用例如2013年10月15日递交的PCT申请PCT/US2013/065004、2012年8月15日递交的PCT申请PCT/US2012/050941以及2012年8月15日递交的PCT申请PCT/US2012/050933(作为示例附在这里)中记载的热交换板、柜和系统来实施蒸发器112和冷凝器114。与这些系统相比，OTEC电站100中的蒸发器112和冷凝器114被定向成水平流通而非垂向流通。示例性的OTEC电站100容纳如2011年1月21日递交的PCT申请PCT/US2011/022115(作为示例附在这里)和2013年11月7日递交的PCT申请PCT/US2013/068894中记载的4-级混合热交换循环。坐底的OTEC电站(bottom founded OTEC plant)中还能够使用其它热交换循环和电站构造。

蒸发器112接收来自热水进入管路124的热海水，并且向热水排出管路126排出水。冷凝器114接收来自冷水进入管路128的冷水并向冷水排出管路130排出使用过的冷水。在如图1A、图1B和图2所示的安装于驳船的OTEC电站100中，热水进入管路124、热水排出管路126、冷水进入管路128和冷水排出管路130安装于配件132，配件132安装在驳船110的侧方。以下更详细地说明引入和排出管路124、126、128、130。

安装于船舶的OTEC电站预期生产2.5兆瓦至10兆瓦的电。电缆120向系于岸上电网的岸上互连装置传输所生产的电。示例性的OTEC电站100的电缆120为从驳船110行进至互连装置(未示出)的69千伏3-相水下电缆。在一些市面上，OTEC电站可以经由34.5kV 3-相水下电缆向岸上传送电力。

互连装置被设定成从海岸线退回，以降低在恶劣风暴期间被洪水和/或波浪损坏的可能性。为了保护电缆120和近岸环境两者，能够将电缆120安装在管道中，该管道穿过钻于互连装置的直径为8英寸至10英寸的孔并在海滩和近岸礁石下方延伸。在示例性的OTEC电站100中，孔和管道延伸近似1000英尺(例如，高达1600英尺)的总距离、延伸至位于海面下方近似50英尺(或更多)的钻孔的钻破点(breakout point)134(参见图1B)。钻破点134朝向大海，电缆120能够铺设于海底并被石基(riprap)或海垫(seamat)略微覆盖。可选地，电缆120能够铺设于海底，并且从海岸线至其从海床升起成朝向驳船110立起的位置始终被石基或海垫略微覆盖。

在所选位置处礁石应当尽可能地窄，以便使为了将电缆通至岸上而在礁石下方定向钻探的距离最小化。位置应当远离住宅，而应当靠近既有的配电网。

直径为6英寸的水下电缆将以懒波悬链状(lazy wave catenary)的方式从驳船110向海床行进、由浮箍(floatation collar)支撑、在大约80英尺的深度处接触海床并沿着海床行进至管道的海洋端。

图示的OTEC电站100具有一艘驳船110以及相关联的移动设备和设施。在一些系统中，单个互连装置连接并控制多艘驳船110以及相关联的设备和设施。

电池能量存储系统(BESS)能够安装于互连装置。按照当地的建筑规范和良好的工程实践，BESS将是防风雨的、升高的且固定的，以抵抗恶劣的风暴。在一些安装中，电池能量存储系统能够安装于船舶。

参照图3-图7，一些安装于船舶的OTEC电站100包括具有月池136的船舶(例如，驳船110)，海水引入和返回管路124、126、128、130通过月池136与蒸发器112和冷凝器114连接。月池136提供受保护的热表面水的源，其中热能提取自该热表面水。将月池136布置在船舶的中央使管连接构件的滚动、俯仰和偏航运动的幅度最小化，并且还会降低波浪拍打对这些连接构件的冲击。月池136使热水引入屏蔽表面异物，从而降低了对筛网的需要。冷水引入管路入口能够安全地穿过月池136的壁，使得冷水引入管路入口能够位于水线下方，从而降低了水头压力(head pressure)和泵送电力需求。

海水引入和返回管路124、126、128、130在维持主甲板的常规操作和维护不受影响的情况下在主甲板下方行进。冷水引入管路128引至冷水泵138，冷水泵138向位于主甲板上方的冷凝器114的入口进行排出。管路140在冷凝器114之间提供冷水交叉连接，使得任一冷水泵138均能够用于对任一或两个冷凝器114进行供送(参见图4)。

海水引入和返回管路124、126、128、130在维持主甲板的常规操作和维护不受影响的情况下在主甲板下方行进。冷水引入管路128引至冷水泵138，冷水泵138向位于主甲板上方的冷凝器114的入口进行排出。管路140在冷凝器114之间提供冷水交叉连接，使得任一冷水泵138均能够用于对任一或两个冷凝器114进行供送(参见图4)。可选地，代替图示的冷水泵138，能够使用从月池136上方的框架径直下降进入月池136的一对高效立式涡轮泵。如以下更详细说明的，冷水排出管路130从驳船110向下引导。

热水进入管路在月池136与热水泵142之间提供液压连接，热水泵142向位于主甲板上方的蒸发器112的入口进行排出。管路144在蒸发器112之间提供热水交叉连接，使得任一热水泵142均能够用于对任一或两个蒸发器112进行供送(参见图4)。可选地，代替图示的热水泵142，能够使用从月池136上方的框架径直下降进入月池136的一对高效立式涡轮泵。如以下更详细说明的，热水排出管路126从驳船110向下引导。

海水引入和返回管路124、126、128、130已经具有用于假想的为5兆瓦的安装于驳船的OTEC电站的尺寸。该假想电站包括位于驳船内的直径为72英寸至96英寸的主管路和引向大海或从大海引回的直径为48英寸至54英寸的管(或歧管)(参见图5)。如图6所示，大直径的管能够向小直径的管供送并能够供送自小直径的管。由于减小尺寸要求的多根管落在标准的现有聚乙烯管的尺寸内，所以多根管是有利的。可选地，如图7所示，排出管路能够与单根大管146组合。

在假想的为5兆瓦的安装于驳船的OTEC电站中，热交换器(蒸发器112和冷凝器114)安装在冷水室和热水室中。各室均具有供给泵142/138和排出构件，排出构件使用商业上现有的直径为72英寸的聚乙烯管。电力涡轮机、氨泵和电齿轮位于甲板上、水室上方，将它们放置在水面以上大约18英尺处，以防止它们在风暴条件下可能被海水冲到。为了冗余和利于在执行维护时连续操作，如上所述，热水供给线和冷水供给线两者均交叉连接。在线过滤器(in-line filter)能够安装在热水引入线中，并且不认为对于冷水引入线是必要的。

参照图8和图9，安装于船舶的OTEC电站100被构造成使用坐底的歧管146、148，歧管146、148有助于：使冷水流向船舶110；从船舶110排出热水和冷水；以及从船舶110向岸上传输冷水，用于为空调提供海水。该OTEC电站100使用与如上参照图1所讨论的系泊构造大致相同的系泊构造。

图8和图9所示的OTEC电站100具有与如上参照图3和图4所讨论的驳船布局大致相同的驳船布局。如上所讨论的，通过使引入和排出管路从位于船舶110的中央的月池起行进，减小了作用于管与驳船的连接处的应力。热水排出管路、冷水引入管路和冷水返回管路由多根较小直径的立管150(例如，柔性的立管)提供，立管150从船舶110行进至海床上的、位于船舶下方的混凝土OTEC歧管146。大直径的冷水管152以及分离的热水和冷水返回管154也安装于OTEC歧管146。

冷水和热水返回管154两者均沿着海底从歧管平行地向下行进至例如400英尺-500英寸的深度。冷水返回管的排出端和热水返回管的排出端能够被并排地捆绑，并且向上和远离海底地设置喷嘴和/或开孔(nozzled and/or louvered)，使得流混合，从而降低对表面海水的热/营养污染或对海底的侵蚀的可能性。冷水和热水返回管154被固定成维持其相对于彼此和海床的位置。马凯海洋工程(Makai Ocean Engineering)为美国能源部作出的题为“建模海洋热能转换电站排出物进入其邻近水域的物理和生化影响(Modeling thePhysical and Biochemical Influence of Ocean Thermal Energy Conversion PlantDischarges into their Adjacent Waters)”的、2012年10月发表的可在线获得的羽流研究(plume study)显示：使返回水的流混合是有益的。

一个或几个负重箍(weighted collar)156安装于这些较小直径的立管，使得较小直径的立管以懒波的方式延伸至安装于海底的歧管，用作用于解耦管与船舶之间的力和运动的冲击吸收器。各管路系统中的多根立管150还提供提高操作可靠性和灵活性的冗余。立管150能够由高密度聚乙烯(HDPE)制成，并且在商业上可获得所要求的直径。

OTEC电站100的冷水管152沿着海底从OTEC歧管146行进至水温始终为大约40华氏度的深度(例如，在大开曼岛的北岸为近似3800英尺)并具有96英寸的内径。冷水管152的引入端158(参见图9)被变型(例如，具有筛网)成通过具有每秒0.5英尺的平均进入速度来防止夹带任何大的海洋动物。能够如2013年10月15日递交的PCT申请PCT/US2013/065098所记载地形成冷水管152。然而，歧管146固定就位，冷水管152布置在海床上并任选地被石基覆盖。由于在与坐底结构的连接处冷水管152经受小到不计的应力，所以能够使用具有高达100年使用寿命的较低成本的HDPE作为管的材料，该管当前在商业上是可获得的。

在图示的OTEC电站100中，由系统排出的热水和冷水在捆在一起的热/冷水返回管154的出口处混合。该混合稀释了营养并降低了热水排放中的温度。捆在一起的热/冷水返回管154从位于海底的OTEC歧管146向下行进至透光带的底部附近的深度(例如，400英尺-600英尺的深度)。该方法避免了由将单独的热水从船舶110直接向下排出在相对浅的水中所可能导致的混浊和海底侵蚀问题。

溶解氧最多且上层鱼类趋于成群的深度称作海洋的混合层。使用夏威夷大学自主研发的水下数据收集装置大海滑翔机(SeaGlier)1号和大海滑翔机2号历经数月收集到的数据揭示：混合层为130米至160米深。泵送自3700英尺或更深的营养丰富的冷水比表面海水浓稠，并且将趋于相当快速地下沉直至水完全融入周围的海水为止。在OTEC过程中，水温将升高大约10华氏度，但不存在化学变化。热表面水将比其进入OTEC系统中时冷大约10华氏度地出去。需要在如下深度处将其返回海洋：确保不会使表面水上升和污染、由此影响电站输出能力。通过在相同深度、在混合层上方数米处返回冷深海水和热表面海水，OTEC电站工作以通过如下步骤快速恢复与自然的平衡：a)使输出物混合，使得冷凝器返回水与蒸发器返回水混合并使蒸发器返回水冷却；b)通过蒸发器返回水稀释冷凝器返回水中的营养；和c)现在的较浓稠的混合返回水将随着其融入周围的海水而趋于更快速地下沉。该融入将发生在混合层中，在混合层中，期望现在被稀释的营养增强上层鱼类的食物产量，由此增加中间地区中上层鱼类的数量。

捆在一起的热/冷水返回管154的排出端160远离海床地向上指向，并且能够包括喷嘴或扩散器。该方法能够避免由将返回管铺设在海底来平行于海底地排出所可能导致的混浊和海底侵蚀问题。一些OTEC电站100设置有组合的热/冷水返回管，而不是分离的冷水和热水返回管154。

使用相似的方法来为海水空调(SWAS(seawater air conditioning))提供来自OTEC电站100的将在岸上使用的冷凝器流出物。SWAC歧管148位于船舶110与海岸线之间、水下近似24英尺至50英尺处。冷凝器流出物线162将由OTEC电站100产生的冷凝器流出物的一部分通向SWAC海通阀箱(seachest)歧管148。一根或多根管从SWAC海通阀箱歧管148延伸至位于岸上的管歧管。OTEC电站上的、由接收来自岸上的歧管的控制信号的变频驱动器供能的增压泵在歧管处维持恒定的输出压力。

假想的SWAC系统被设计成包括单根内径为20英寸的HDPE管162，HDPE管162从船舶110延伸至位于水下近似24英尺至30英尺处的SWAC歧管148。两根12英寸内HDPE管166从SWAC歧管148延伸至植入岸上地面的混凝土排出水池(concrete discharge basin)164。两根12英寸内HDPE管166在海滩下方穿入通过水平方向钻探而形成的钻孔。与水池164位于同一位置的泵从SWAC歧管148向水池164传输水。其它的泵和管路用于向待被冷却的装置传输冷水。

平台将系泊在水下150英尺至300英尺，这是相对浅的(当前认为系泊在水下数千英尺是常规的)。将采用标准的八点系泊。为了便于安装和脱离，各系泊线均系于离岸的浮筒。可选地，各系泊线均系于安装于OTEC电站的甲板的恒张力系泊绞车。根据海底组成和安置成本，系泊锚将可能是重力锚、埋入锚或钻孔锚。所有选择在产业中均是熟知的。海底组成将通过包括岩心样品的现场调查确定。

参照图10，船舶110具有小折臂起重机168，折臂起重机168被安装成能够在无需额外花销(asset)的情况下使驳船系泊/解缆。终端系泊接口(interface)仅经由安装于甲板的链板。这些驳船上起重机还应当在常规操作期间有助于通用货物处理和转移。

参照图11，由于必须补偿与恶劣风暴或海啸相关联的风暴浪潮，所以系泊系统随着海平面的改变而动态调整。风暴浪潮为由风、潮汐和压力作用的组合产生的海平面的升起。作为被典型报道的飓风，风暴浪潮通常包括附加的表面波浪。20英尺的风暴浪潮将浸没海平面以上20英尺的陆地。风暴浪潮对固定的系泊构件的影响与开放水域的波浪对固定的系泊构件的影响不同。系泊构件能够被设计成通过张力杆浮筒(tension bar buoy)的作用而容许被系泊的驳船垂向运动。虽然该容许会对系泊齿轮作用小的额外载荷，但风暴浪潮不会像风、波浪、涌流那样对驳船产生水平载荷。当风暴浪潮到达时，驳船110从其初始位置升至相对较高的位置(例如，驳船110’)。系泊浮筒118也升至相对较高的位置(例如，浮筒118’)。由于驳船的上升(110﹥110’)使系泊线变松，所以系泊浮筒118会转动并被部分地浸没。系泊浮筒的转动和浸没起到增长作为冲击吸收器的系泊腿的有效长度的作用，以减小浪潮载荷(surge load)。

图12是安装于驳船的OTEC电站的系泊系统和冷水管构造的立体图。系泊和水管系统的这个特定界面被构造成用于Eleuthra海角(Cape Eleuthra)的沿海大陆架的目标位置。系泊腿能够根据需要具有非常不同的长度和角度，以与特定的底部地形接合。每间隔130英尺使用水下重量为4000磅的重力锚170来固定/系泊冷水管152。通过使用钢箱(steelbox)中的磁铁矿砂(比重＝5)以获得所要求的质量来降低成本。由于冷水管在每英尺管为15磅的情况下略微具有浮力，所以利用加重箍172来获得图示的悬链状曲线。加重箍能够为例如混凝土锚172’(参见图13)或装配式钢(fabricated steel)重力锚172”(参见图14)。

图15-图17是系泊系统锚119’、119”、119”’的示意图。如果将锚放置在例如泥岩或珊瑚中，则锚将更可靠。泥岩的性能与砂岩类似，珊瑚的性能与石灰石类似。这两种物质非常适于被恰当设计的埋入锚。

能够例如使用爆破埋设法、坐底液压打桩机装置和/或利用重的可回收鱼雷重量以将锚驱动进入的重力驱动系统，来安装锚119。数百吨能力的安装于驳船的小型起重机广泛地使用在沿海和离岸作业中并能够容易地用于安装锚119。一些驳船起重机仅使用安装于驳船的陆基履带式起重机(land-based crawler crane)。100吨起重机还可以暂时地或永久地安装在驳船110上并用于操作货物转移。

图18和图19分别是安装于驳船的OTEC电站100的立体图和相关联的电缆系泊系统的侧视图。示例性的电缆系泊为包括浮力箍172的支撑于浮筒的懒波设计。能够将多个浮力箍组在一起，以形成虚拟浮筒176。对于典型场地，行进至岸上的电缆将位于相对浅的水中，电缆120将典型地被岩石覆盖件保护和固定。穿过珊瑚礁或海滩沿岸的路线将经由定向钻探的隧道。驳船110具有行进至张力杆浮筒118的八条链腿(chain leg)。这些浮筒118在系泊腿中提供一些载荷衰减，并且如果驳船被断开仍维持系泊系统就位。系泊腿根据需要与多根直径为2英寸的聚乙烯(PE)线连续、每条腿与四根或三根线连续，以满足载荷需求。PE系泊线均终止于如上参照图15-图17所述的被单独布设的埋入锚的终端。

参照图20A-图20C，由于HX室是正压(positive pressure)且结构相当强，所以电站系统容易支撑于室的上甲板。热交换器板被组装成具有84块板的模块178。通过小的叉车容易处理这些模块。模块安装在架180中，架180在水室182(例如，蒸发器112/冷凝器114)中滑进滑出，从而对热交换模块提供接入。使用传统材料处理设备从驳船的甲板完成对热交换系统的所有妥善使用(husbandry)。

为了检查、维修或更换，能够从架中拆下热交换模块。水室的简单性质允许在安装舱门之前在室内完成所有模块-模块铅管工程(plumbing)。因而，舱门无需用于氨管路的贯穿配件(throug-fitting)。

图21A和图21B分别是冷水管连接阀184(被制造用于疏浚业的Dredge Yard的内径为48英寸的快速连接球阀)的局部剖视图和侧视图。48英寸直径与泵入口直径匹配，并且与内径为63英寸或更大的管适配。在一些系统中，例如，在不包括安装于海床的歧管的系统中，冷水管能够利用作为冷水管连接阀184的运动受限的球接头与驳船泵连接。该接头主要防止冷水管受短周期的小幅滚动和俯仰运动的影响。涌动、摆动和起伏的较大且较慢的运动被柔性的高密度聚乙烯(HDPE)冷水管的环吸收。

在具有海床歧管的系统中，小直径的水管将与驳船泵连接并利用商业上现有的球接头进行排放。该接头主要防止管受驳船的短周期小幅滚动和俯仰运动的影响。涌动、摆动和起伏的较大且较慢的运动被位于驳船与管浮筒之间的柔性PE管的环吸收。

图22是冷水管引入和返回歧管146的立体图。歧管146包括O形环和保持块。管的端制备有O形环和保持环，于是块栓接到容器外侧、密封在歧管中。

图23A-图23D示出了206英尺长、139英尺宽、28英尺高的驳船110。驳船110包括位于蒸发器112与冷凝器114之间的月池136。甲板上的主要设备为热交换器系统。HX阵列支撑于架并包在水室中，水室允许热水和冷水流过互连的HX盒(HX cartridge)以实现包含在盒内的氨工作流体的气化和冷凝。甲板安装还包括氨存储罐、生活舱和货物处理齿轮。

在本实施方式中，蒸发器112和冷凝器114位于驳船110的角部，具有诸如发电机和涡轮机等的移动机械部件的系统位于靠驳船110中央的位置。图23B示出了这些系统的位置。电站机械装置位于船体中部(amidships port)和月池的右舷。这些空间包含四个涡轮机、氨泵以及相关联的控制和切换齿轮，其包括发电系统。除了人员楼梯间和龙门起重机舱门以外，机械装置空间将还被船货升降机服务。机械装置尽可能地位于靠近船舶中央的位置，因为在该处运动的加速度最小。比例模型试验示出：即使在最糟糕的风暴条件下，这些加速度也小于0.2g。该构造在驳船110的多个部分放置有具有几个移动部件或不具有移动部件的大质量组成部件，当驳船110俯仰和/或滚动时，这些组成部件承受最高的加速度。

热交换器盒互连成阵列，其自身安装于在水室中滑进和滑出的架。在安装室侧舱门之前将氨管路连接在室的内部，并且使氨管路向下供应至位于甲板下方的电站系统。当检修或更换单个HX阵列时，能够通过将架滑出室来对HX阵列进行检修。甲板配置允许冷水室和热水室共用维护甲板区域，从而使整个平台尺寸最小化。HX阵列架通过可拆装的舱门从水室滑出。于是，能够单独地拆下HX阵列，HX阵列包括永久地安装在收纳茧壳(housingcocoon)中的84个热交换器盒。

月池起到平台与冷水和热水供给和返回管之间的连接点的作用。月池的使用允许该临界连接至少位于平台的运动点处，以防止被波冲击和碰撞。月池的使用还允许管路远离系泊系统链地行进。含有位于月池上方的有机式龙门起重机(organic gantry crane)对于水管路和海水泵系统的安装和维护有帮助。龙门起重机还服务位于机械装置空间上方的两个大甲板舱门，并且还允许将机械装置和供给物从平台甲板移动至甲板下方的空间。起重机具有悬起平台甲板和从供给船方便地卸载通用货物的能力。

平台外周舷墙用于在风暴条件下保护甲板不受绿水(green water)的影响，还用于遮挡甲板机械装置和活动不被平台外的人看到，并且还用于提供审美视觉特征。为了安装系泊链，舷墙在角部具有可拆装的板。舷墙在船体中部含有可滑动的舱门，使得能够将货物从供给船容易地传输至驳船110。舷墙在其甲板连接构件处具有排水间隙。

系泊链从驳船110的底角部向下延伸，而非向罐浮筒延伸。使用1/35比例模型的试验表明：能够在诸如岛的背风侧等的小波浪环境中使用该构造。罐浮筒系泊构造提供额外的柔性，而这在诸如岛的迎风侧等的较大波浪环境中可能是需要的。

图23C示出了泵和管路的配置。冷海水和热海水垂向轴泵位于从月池壁延伸出来的干室中、利用连接构件从月池壁延伸至水下管路和引入口。已经分配了用于泵隔离阀和歧管的空间，这将允许海水使用的冗余。钢分送管路在甲板下方行进并对位于HX室的端处的水分送填充部(water distribution plenum)直接进行供应。从位于HX室的端处的水返回填充部对返回管路直接进行供应。管路制造商能够根据安装需要供给分段焊接的管路转向件。

图23D示出了冷水和热水外部管路。外部供给和返回管通过焊接配件在月池壁处与内部泵和管连接。柔性的强的吸入疏通软管于是与位于月池正下方的海床歧管连接。混凝土歧管使柔性软管并入大的支撑于海床的直径为84”的冷水供给以及冷水和热水返回管。海床管能够为双壁旋转肋型HDPE(double wall spiral-rib type HDPE)。

除了如图8和图9所示地以懒波的方式从OTEC歧管146向驳船110立起以外，各立管150均分成两个部分，这两个部分形成一个环。作为该系统的发展，这两个部分通过限制拉伸/剪切/扭转(TST(tension/shear/torsion))的柔性接头186联接。以下参照图24A和图24B更详细地讨论这些接头的实施方式。该管路构造容许平台相对于固定的海床歧管运动。在百分之九十九的操作天气下，期望平台运动为如下数量级：涌动/摆动/起伏为几英尺，滚动/俯仰/偏航为几十度。在所有天气条件下，预张紧的系泊链系统均显著地改善了平台运动。在飓风条件下所期望的最大的涌动和摆动运动为15英尺，最大的起伏为10英尺。柔性连接系统必须在不使管路和管路连接构件过载的情况下容许这些运动。管路支撑平台被拉线至平台，使得载荷由缆线和结构承载，而不由与平台连接的垂向钢管承载。

图24A和图24B分别示出了限制拉伸和扭转的限制TST的柔性接头186。在本实施方式中，限制TST的柔性接头186包括位于两个凸缘190之间的柔性橡胶元件188，橡胶元件188用于容纳海水和抵抗压缩接头载荷。橡胶元件188被由柔性链192形成的网围绕，链192抵抗拉伸、剪切和扭转接头载荷。链通过拧入凸缘190的螺栓而交织和附接。链的数量和定向能够控制接头柔性的方向和程度。橡胶元件188基于接头应用而被成型为期望的形状，链基于接头柔性的期望方向而被定向。

限制TST的柔性接头186能够在设计用于使驳船110与OTEC歧管146附接的立管构造中提供足够的多功能性。图25示出了另一示例的立管构造。在这种情况下，海底下落得非常深(几乎垂向)、超过450英尺深。与一些其它位置相比，驳船与3800英尺深的冷水之间的距离非常短。立管组件由与限制TST的柔性接头186连接的90度弯头铰接。立管的数量取决于为了基于电站输出的尺寸的流所需的管的数量。

本文提及的所有文献的全部内容通过引用合并于此。

已经说明了本发明的多个实施方式。尽管如此，将理解的是，可以在不超出本发明的主旨和范围的情况下作出各种变型。例如，OTEC电站能够具有三个或更多个蒸发器或冷凝器室、三个或更多个热水或冷水泵、两根或更多根引入和排出海通阀箱歧管或者两根或更多根冷水流出物SWAC海通阀箱歧管以及用于岸上的两根或更多根管歧管的三根或更多根管；OTEC驳船具有系泊线，该系泊线径直立起且系于驳船上的系泊绞车，或者在该线行进至驳船且系于驳船之前向系泊罐立起；不遮住整个甲板，而以使OTEC电站的地平线上的轮廓为安装于甲板的结构的交错图像。因此，其它实施方式落在所附权利要求书的范围内。

Claims (25)

1.一种离岸发电的系统，其包括：

(a)能够移动的浮式平台，其包括：

(1)一个或多个OTEC热交换单元；

(2)一个或多个涡轮发电机；

(3)水引入和排出系统；

(4)系泊系统；以及

(b)固定歧管，其包括：

(1)一个或多个冷水引入连接构件，其与冷水管连通；

(2)一个或多个冷水排出连接构件，其经由中间冷水管道与所述浮式平台的水引入系统连通，其中各冷水排出连接构件均能够与所述中间冷水管脱离；

(3)一个或多个热水排出连接构件，其经由中间热水管道与所述浮式平台的水引入系统连通，其中各热水排出连接构件均能够与所述中间热水管脱离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个OTEC热交换单元包括多级级联混合OTEC热交换系统。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各OTEC热交换单元均与所述水引入和排出系统连接，以允许冷水和热水大致线性地流过该OTEC热交换单元。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，各OTEC热交换单元均包括位于所述冷水供给的流路中的多个热交换板。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，各OTEC热交换单元均包括位于所述热水供给的流路中的多个热交换板。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，OTEC工作流体流过一个或多个热交换板的内部通路，各热交换板均被所述冷水供给或所述热水供给的流路围绕并位于该流路中。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各OTEC热交换单元均包括四个级联热交换地带。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，各级联热交换地带均被配置成利于所述冷水或热水供给的水平流动。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水引入和排出系统包括热水供给泵和冷水供给泵。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水引入和排出系统包括热水或冷水排出泵。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一根或多根排出管与所述水引入和排出系统的排出构件连通。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间冷水管能够与所述水引入和排出系统脱离。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述排出管能够与所述水引入和排出系统脱离。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述热水排出管的终端位于25英尺至500英尺的深度处，例如，所述热水排出管的终端位于250英尺至500英尺的深度处。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述冷水排出管的终端位于25英尺至500英尺的深度处，例如，所述冷水排出管的终端位于250英尺至500英尺的深度处。

16.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述热水排出管和所述冷水排出管的终端在如下深度处排出水：该深度处的周围水的温度与排出水的温度的差小于或等于10华氏度。

17.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

(a)冷水排出管，其与所述水引入和排出系统以及所述固定歧管连通；

(b)热水排出管，其与所述水引入和排出系统以及所述固定歧管连通，

其中，所述热水排出物和所述冷水排出物在所述固定歧管处混合并在如下位置处从该歧管排出：该位置处的周围水的温度与排出物的温度的差小于或等于10华氏度。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述热水排出管和所述冷水排出管连通的混合喷嘴。

19.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷水管经由冷水管连接构件与所述水引入和排出系统直接联接。

20.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括辅助冷水供给构件，所述辅助冷水供给构件从所述固定歧管离开并对辅助系统进行供给。

21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述辅助系统为岸基空调系统。

22.一种在沿海离岸地带发电的方法，该方法包括：

(a)提供能够移动的浮式OTEC发电平台，其中所述浮式OTEC发电平台包括：

(1)一个或多个OTEC热交换单元；

(2)一个或多个涡轮发电机；

(3)水引入和排出系统；和

(4)系泊系统；

(b)将水引入歧管固定至深度为30英尺至450英尺的海底；

(c)将冷水管连接至固定的所述水引入歧管；

(d)将中间冷水管连接在固定的所述水引入歧管与所述浮式OTEC发电平台的水引入和排出系统之间。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

(a)将冷水排出管连接在所述水引入和排出系统与固定的所述水引入歧管之间；和

(b)从固定的所述水引入歧管排出冷水。

24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

(a)将热水排出管连接在所述水引入和排出系统与固定的所述水引入歧管之间；和

(b)从固定的所述水引入歧管排出热水。

25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，热水排出物和冷水排出物在固定的所述水引入歧管处混合。