0、热水栗室341、堆叠式 蒸发器部344、涡轮发电机349、堆叠式冷凝器部348、冷水引入部350和冷水栗室351。
[0102] 在操作中，75°F至85°F之间的热海水通过热水引入部340而被引入并且通过未示 出的结构一体化的热水管道在柱筒中向下流动。由于OTEC热机所需的水流量大，所以热水 管道将水流以500 ,OOOgprn至6，000 ,OOOgprn之间的流量引导至蒸发器部344。这样的热水管 道具有6英尺至35英尺之间或更大的直径。由于该尺寸，所以热水管是柱筒310的垂向结构 构件(vertical structural member)。热水管道可以是强度足够垂向支撑柱筒310的大直 径管。可选地，热水管道可以是与柱筒310的构造为一体的通道。
[0103] 热水然后流过蒸发器部344,该蒸发器部344容纳有用于将工作流体加热至蒸汽的 一个或多个堆叠式多级热交换器。热海水然后经由热水排放部346从柱筒310排放。热水排 放可以位于或靠近温度与热水排出温度大致相同的海洋热层处，或者经由热水排放管被引 导至或被引导靠近温度与热水排放温度大致相同的海洋热层的深度，以使环境冲击最小 化。热水排放可以被引导至能够确保与热水引入或冷水引入均没有热回流的足够的深度 处。
[0104] 冷海水经由冷水管351被从2500英尺至4200英尺之间或更深的深度抽取，温度大 约为40°F。冷海水经由冷水引入部350进入柱筒310。由于OTEC热机需要大的水流量，所以冷 海水管道将水流以500，OOOgpm至3，500，OOOgpm之间的流量引导至冷凝器部348。这样的冷 海水管道具有6英尺至35英尺之间或者更大的直径。由于该尺寸，所以冷海水管道是柱筒 310的垂向结构构件。冷水管道可以是强度足够垂向支撑柱筒310的大直径管。可选地，冷水 管道可以是与柱筒310的构造为一体的通道。
[0105] 冷海水然后向上流到堆叠式多级冷凝器部348,在那里冷海水将工作流体冷却成 液体。冷海水然后经由冷海水排放部352从柱筒310排放。冷海水排放可以位于或靠近温度 与冷海水排放温度大致相同的海洋热层处，或者经由冷海水排放管被引导至或被引导靠近 温度与冷海水排放温度大致相同的海洋热层的深度。冷水排放可以被引导至能够确保与热 水引入或冷水引入均没有热回流的足够的深度处。
[0106] 机械甲板部354可以被定位成在垂向上位于蒸发器部344和冷凝器部348之间。将 机械甲板部354定位在蒸发器部344的下方允许几乎直线状的热水从引入部流动经过多级 蒸发器并且排放。将机械甲板部354定位在冷凝器部348的上方允许几乎直线状的冷水从引 入部流动经过多级冷凝器并且排放。机械甲板部354包括涡轮发电机356。在操作中，来自蒸 发器部344的被加热成蒸汽的热工作流体流到一个以上的涡轮发电机356。工作流体在涡轮 发电机356中膨胀从而驱动用于发电的涡轮机。工作流体然后流到冷凝器部348,在那里工 作流体被冷却成液体并且被栗送至蒸发器部344。
[0107] 热交换器的性能受到流体之间可用的温差以及热交换器的表面处的热传递系数 的影响。热传递系数一般随着经过热传递表面的流体的速度而变化。流体速度越高需要的 栗取功率越高，由此降低了电站的净效率。混合级联的多级热交换系统有利于较低的流体 速度和较大的电站效率。堆叠式混合级联热交换设计也有利于通过热交换器的较低的压 降。并且垂向的电站设计有利于整个系统的较低的压降。在2010年1月21日提交的名称为 "海洋热能转换电站"的美国专利申请No. 12/691,663(律师签号：25667-0004001)中描述了 混合级联的多级热交换系统，该申请的全部内容通过引用合并于此。
[0108] 冷水管
[0109]如上所述，OTEC操作需要温度恒定的冷水源。冷却水中的变化可能大大影响OTEC 电站的整体效率。因此，从2700英尺至4200英尺之间或更深的深度抽取大约40°F的水。需要 长引入管以将该冷水抽送至表面以便被OTEC电站使用。这样的冷水管由于在构造适合性能 和耐久性的管时的成本而已经妨碍了商业上可行的OTEC操作。
[0110] 这样的冷水管由于在构造适合性能和耐久性的管时的成本而已经妨碍了商业上 可行的OTEC操作。OTEC需要处于期望温度的大量的水，以确保发电时的最大效率。以前的针 对OTEC操作的冷水管设计包括段式构造 (sectional construction)。筒形管段以串联的方 式螺栓连接或机械接合到一起直到获得足够的长度。在电站设备附近组装管段并且接着将 完全构造好的管竖立并安装。这样的方式具有包括在管段之间的连接点处的应力和疲劳在 内的显著的缺点。此外，连接器件（connection hardware)增加了管的整体重量，进一步使 管段连接处以及完全组装好的CWP与OTEC平台或船舶之间的连接处的应力和疲劳考虑复杂 化。
[0111] 冷水管（"CWP"）用于从2700英尺至4200英尺之间或更深的海洋深度处的冷水储藏 中抽取水。冷水用于对从电站涡轮机出来的蒸汽状的工作流体进行冷却和冷凝。CWP及其与 船舶或平台的连接被构造成承受由管重量施加的静态及动态负载、遭受波浪时管和平台的 相对运动及高达百年一遇的强度(severity)的海流负载以及由水栗栗取引起的溃缩负载。 CWP的尺寸制造成以低的阻力损失(drag loss)操作所需的水流量，并且CWP由在海水中具 有耐久性和耐腐蚀性的材料制成。
[0112] 冷水管的长度根据从温度大约40°F的深度抽取水的需要而限定。CWP的长度可以 在2000英尺至4000英尺之间或者更长。在本发明的方面中，冷水管的长度可以是大约3000 英尺。
[0113] CWP的直径由电站的大小和需要的水流量来确定。通过管的水流量由期望的电力 输出和OTEC电站效率来确定。CWP可以以500 ,OOOgprn至3，500 ,OOOgprn之间或更高的流量将 冷水输送至船舶或平台的冷水管道。冷水管的直径可以在6英尺至35英尺之间或者更大。在 本发明的方面中，CWP的直径大约为31英尺。
[0114] 以前的针对OTEC操作的冷水管设计包括段式构造。长度在10英尺至80英尺之间的 筒形管段以串联的方式螺栓连接或接合到一起直到获得足够的长度。采用多个筒形管段， 能够在电站设备附近组装CWP并且能够将完全构造好的管竖立并安装。这种方式具有包括 在管段之间的连接点处的应力和疲劳在内的显著的缺点。此外，连接器件增加了管的整体 重量，进一步使管段连接处以及完全组装好的CWP与OTEC平台或船舶之间的连接处的应力 和疲劳考虑复杂化。
[0115] 参照图4,示出了连续的错开板条式冷水管。冷水管451没有像以前的CWP设计一样 使用段式接合，而是利用了错开板条式构造。CWP451包括用于连接至浮式OTEC平台411的浸 没部的顶端部452。与顶端部452相反的是底端部454,该底端部454可以包括压舱物系统、锚 泊系统和/或引入口拦网。
[0116] CWP451包括被构造成形成筒体的多个错开板条。在一个方面中，多个错开板条可 以包括交替的多个第一板条465和多个第二板条467。每个第一板条均包括顶边缘471和底 边缘472。每个第二板条均包括顶边缘473和底边缘474。在一个方面中，第二板条467与相邻 的第一板条部465在垂向上错开使得(第二板条部467的）顶边缘473从(第一板条部465的） 顶边缘471在垂向上位移3%至97%之间。在另外的方面中，相邻的板条之间的错位可以为 大约 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50% 或者更大。
[0117] 图5示出本发明的一个方面的错开板条图案的细节图。图案包括多个第一板条 465,每个均具有顶边缘部471、底边缘部472、连接边缘480和错开边缘478。图案还包括多个 第二板条467，每个均具有顶边缘部473、底边缘部474、连接边缘480和错开边缘479。在形成 冷水管时，第一板条部465以如下的方式接合至第二板条部467:当从顶边缘471向底边缘 472测量时，连接边缘480是第一板条部465的长度的大约3%至97%。在一方面中，连接边缘 480是板条长度的大约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%或90%。
[0118]可以理解的是，在完全构造好的管中，第一板条465可以沿着连接边缘480接合至 第二板条467。第一板条465也可以沿着错开边缘478连接至另外的板条，包括另外的第一板 条部、另外的第二板条部或者任何其他板条部。类似地，第二板条467可以沿着连接边缘480 接合至第一板条部。并且第二板条467可以沿着错开边缘479接合至另一板条，包括另外的 第一板条部、另外的第二板条部或者任何其他板条部。
[0119]在若干个方面中，多个第一板条465和多个第二板条467之间的连接边缘480可以 是固定长度(consistent length)或者是每个板条的绕着管周向的板条长度的百分比。多 个第一板条465和多个第二板条465之间的连接边缘480可以是固定长度或者是每个板条的 沿冷水管451的长轴的板条长度的百分比。在进一步的方面中，连接边缘480的长度可以在 交替的第一板条465和第二板条467之间变化。
[0120]如图5所不，第一板条465和第二板条467具有相同的尺寸。在若干个方面中，第一 板条465的宽度可以在30英寸至130英寸之间或者更宽，长度可以是30英尺至60英尺，并且 厚度可以在1英寸至24英寸之间。在一个方面中，板条尺寸可以是大约80英寸宽、40英尺长 以及4英寸至12英寸厚。可选地，第一板条465可以具有与第二板条467不同的长度或宽度。 [0 121 ]图6不出冷水管451的横截面图，该图不出了交替的第一板条465和第二板条467。 各板条均包括内表面485和外表面486。相邻的板条沿着连接面480接合。单个板条的相反侧 上的任何两个连接面限定了角度α。角度α通过360°除以板条的总数量来确定。在一个方面 中，α可以在1°至36°之间。在一个方面中，α可以是对于16板条管而言的22.5°或者是对于32 板条管而言的11.25°。
[0122]冷水管451的单个板条可以由如下材料制成：聚氯乙烯（PVC)、氯化聚氯乙烯 (CPVC)、纤维增强塑料(FRP)、增强聚合物砂浆(RPMP)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、交联高密 度聚乙烯(PEX)、聚丁烯(ΡΒ)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS);聚氨酯、聚酯、纤维增强聚酯、 尼龙增强聚酯、乙烯基酯、纤维增强乙烯基酯、尼龙增强乙烯基酯、混凝土、陶瓷，或它们中 的一个或多个的组合物。单个板条可以利用标准制造技术模塑成型、挤出成型或者拉挤成 型(pulltruded)。在一个方面中，单个板条被拉挤成型为期望的形状和形式，并且包括纤维 或尼龙增强乙烯基酯。乙烯基酯可以从肯塔基州卡温顿的阿施兰德化学公司（Ashland Chemical)得到。
[0123] 在一个方面中，板条可以利用适合的粘合剂结合至相邻的板条。柔性树脂可以被 用于提供柔性接合以及均匀的管性能。在本发明的若干个方面中，包括了增强乙烯基酯的 板条利用乙烯基酯树脂被结合至相邻的板条。也可以使用甲基丙烯酸酯粘合剂，如马萨诸 塞州丹佛斯的Plexis Structural Adhesives生产的MA560-1 〇
[0124] 参照图7A至图7C，示出了各种板条的构造，其中单个板条465包括顶边缘471、底边 缘472和一个以上的空孔(void)475。空孔475可以是空的、填充有水、填充有树脂、填充有粘 合剂或者填充有诸如复合泡沫塑料等泡沫材料。复合泡沫塑料是树脂和小玻璃珠的基体 (matrix)。小珠子可以是空心的或者实心的。空孔475可以被填充以影响板条和/或冷水管 451的浮力。图7A示出单个空孔475。在一个方面中，多个空孔475可以沿着板条的长度均匀 地隔开，如图7B中所示。在一个方面中，可以朝向板条的一个端部、例如朝向底边缘472放置 一个以上的空孔475,如图7C中所示。
[0125] 参照图8,各单个板条465可以包括顶边缘471、底边缘472、第一长边491和第二长 边492。在一个方面中，长边491包括接合构件（joinery member)，如接合舌493。接合构件可 以可选地包括条(biscuit)、半搭接头或其他接合结构。第二长边492包括配合接合面，如凹 槽494。在使用时，第一板条的第一长边491与第二板条的第二长边492配合或接合。虽然未 示出，但是也可以在顶边缘471和底边缘472处使用诸如舌槽等接合结构或者其他结构，以 将板条接合至长度方向上相邻的板条。
[0126] 在本发明的若干个方面中，第一长边可以包括用于与第二长边492配合接合的主 动卡合锁扣连接491。在美国专利No. 7，131，242中大概描述了主动卡合锁扣连接或卡合锁 扣连接，该专利的全部内容通过引用合并于此。接合舌493的整个长度可以包含主动卡合锁 扣或者部分接合舌493可以包括主动卡合锁扣。接合舌493可以包括卡合铆钉。可以理解的 是，当接合舌493包括卡合锁扣结构时，在具有凹槽494的第二长边上设置适当的接收结构。
[0127] 图9示出示例性主动卡合锁扣系统，其中阳部970包括凸缘972。阳部970与包括内 凹的凸缘安装部977的接收部975机械接合。使用时，将阳部970插到接收部975中使得凸缘 部972与内凹的凸缘安装部977接合，从而允许阳部970的插入而防止松开或脱出。
[0128] 错开板条式管的板条部之间的主动卡合锁扣接头可以用于将两个板条部机械地 锁定到一起。主动卡合锁扣接头可以单独使用，或者与树脂或粘合剂组合使用。在一个方面 中，柔性树脂与主动卡合锁扣接头组合使用。
[0129] 图10示出具有错开板条式构造的冷水管451，该错开板条式构造包括多个交替的 第一板条465和第二板条467,并且进一步包括覆盖冷水管451的外表面的至少一部分的螺 旋状卷绕带497。在若干个方面中，带从冷水管451的底部454连续至冷水管451的顶部452。 在其他方面中，带497仅设置在管451的由于水通过冷水管451的运动而经历涡流脱落的那 些部分中。带497为冷水管451提供径向和长度方向上的支撑。带497还防止沿着冷水管的振 动并且降低由于海洋流运动而引起的涡流脱落。
[0130] 带497可以具有与冷水管451的单个板条相同的厚度和宽度，或者可以是厚度为单 个板条的厚度的两倍、三倍、四倍或更宽，并且宽度为单个板条的宽度的最高达10倍(例如， 2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍）。
[0131] 带497可以以沿着外表面基本上平坦铺设的方式安装在冷水管的外表面上。在一 个实施方式中，带497可以从冷水管451的外表面向外突出以形成螺旋状卷绕箍。在发明的 方面中，可以在带或箍497的各个部分上附加翅片、叶片或翼片。这样的翅片可以形成绕着 冷水管的一部分卷绕的或者绕着冷水管的整个长度卷绕的螺旋结构。翅片可以成角度并且 可以以任何数量绕着箍设置以防止由冷水管引起的漩涡情况。在一些方面中，翅片可以从 管表面突出管直径的1/32至1/3之间的距离(例如，约管直径的1/32,约管直径的1/16,约管 直径的1 /8，约管直径的1 /7，约管直径的1 /6，约管直径的1 /5，约管直径的1 /4，以及约管直 径的1/3)。
[0132]带497可以由与形成冷水管451的多个板条的材料兼容的任何适合的材料制成，包 括:聚氯乙烯(PVC )、氯化聚氯乙烯(CPVC )、纤维增强塑料(FRP )、增强聚合物砂浆(RPMP )、聚 丙烯（PP)、聚乙烯（PE)、交联高密度聚乙烯（PEX)、聚丁烯（PB)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS);聚氨酯、聚酯、纤维增强聚酯、乙烯基酯、增强乙烯基酯、混凝土、陶瓷或它们中的一 个或多个的组合物。带497可以利用标准制造技术模塑成型、挤出成型或拉挤成型。在一个 方面中，带497被拉挤成型为期望的形状和形式，并且包括与冷水管451的板条所使用的材 料相似的纤维增强或尼龙增强乙烯基酯。带497可以利用包括上述材料中任何一个的树脂 的适合的粘合剂或树脂接合至冷水