改革开放40年来我国取得了举世瞩目的成就,然而科技的进步和社会发展都不可避免地伴随着大量能源的消耗。当前,发展可再生能源是缓解我国能源储备紧缺问题,调整优化我国能源结构的最佳方式。海洋温差发电是一种潜力巨大的可再生能源,我国拥有漫长的海岸线,尤其在南海区域极为适合推广海洋温差发电技术。低品位热源回收技术的工况与带辅热的海洋温差发电系统中相似,且基本循环原理相同。因此,为进一步提高循环系统的发电效率,本文通过对低品位热源回收技术中的两个关键设备换热器和膨胀机进行研究,为提高实际工程中循环系统的效率提供重要的参考意义。本文主要研究内容如下:矩形凹槽流路作为板式换热器的基本元件,应该进一步明确脉动流场下凹槽流路内的流动特性以及换热强化规律。通过电磁流量计监测瞬时脉动流流量用以分析实验中脉动流振幅的变化趋势,通过压差变送器监测流路的压降,通过铝尘法实现流动可视化。实验结果表明脉动流的实际振幅随频率的增加而降低。并且存在一个临界频率使得只有当脉动频率低于临界值时,脉动流的振幅才能达到理论设定值。流动可视化结果表明脉动流场下的凹槽流路中存在两种流动模式,即稳定流和不稳定流,其中不稳定流促进主流和凹槽内循环涡流内的流动混合,从而增强换热。二维凹槽流路数值结果表明换热效率随频率的增而增加。此外,在低频下,脉动流的振幅越小换热效果越好。模拟结果还揭示了流量、压降、出口温度和壁面平均努塞尔数的随时间变化的曲线之间存在相位差。涡旋膨胀机作为第三代容积型膨胀机,具有体积小巧轻便、安全可靠等优势,非常适合作为小型海洋温差发电系统的动力输出设备。本文通过实验探究了影响涡旋膨胀机效率的因素。实验结果表明入口温度和速度都对膨胀机输出功率有较高影响,入口温度越高输出功率越大,存在一个最佳流速使得膨胀机输出功率最大。涡旋膨胀机的数值结果揭示了膨胀腔内复杂的流动情况。此外,膨胀机的入口位置、形状和出口位置都对膨胀输出功率影响很大,通过比较八种组合方案得到使涡旋膨胀机输出功率最高的最优几何组合方案。