本发明公开了一种汽轮机循环水余热与海洋温差能综合利用发电系统及方法，包括有机工质汽轮机组、工质循环系统和循环水系统；有机工质汽轮机组的排汽连接工质循环系统，工质循环系统与冷海水进行换热；工质循环系统与冷海水换热后再与循环水系统进行换热，换热后的工质返回至有机工质汽轮机组继续做功。本发明通过增设有机朗肯循环发电系统，吸收循环水的出水以及温海水中的热量，利用温差进行发电。本发明在原有发电机循环水系统中增设一套有机朗肯循环发电系统，蒸发器吸收循环水余热以及温海水中的热量以加热有机工质，工质进入机工质汽轮机中发电，以此利用温海水与冷海水的温差以及发电机组的循环水中的热量，达到利用清洁能源发电的目标。