国内外での集光型太陽熱発電に適した場所は主に砂漠地帯にあり、環境中の砂塵粒子が受熱管の表面に付着し、管および塗装の疲労破壊を引き起こします。これに対し、砂塵粒子が受熱管壁面温度に及ぼす影響を研究しました。数値シミュレーション手法を用いて砂塵と受熱管の連成熱伝達解析モデルを構築し、砂塵粒径、砂塵と壁面との接触範囲、集光日射エネルギー流束の強度が受熱管温度に与える影響をシミュレーションしました。結論は以下の通りです：受熱管上の砂塵粒子が温度に及ぼす影響は非常に限定的ですが、局所的な高温ホットスポットを引き起こします；集光日射エネルギー流束の強度が強いほど、砂塵粒子径が大きいほど、砂塵と受熱管の接触範囲が小さいほど、砂塵粒子および受熱管の高温ホットスポット温度は高くなります；砂塵粒子の温度は融点を超え、カルシウム・マグネシウム・アルミニウムケイ酸塩（CMAS）堆積物を形成し、受熱器はCMASによる腐食リスクに直面します；また、受熱管の高温ホットスポットは局所的な熱応力分布に影響し、受熱器の損傷を悪化させるため、実運転時には受熱管壁面の清掃状況を定期的に点検し、大きな粒子の砂塵の堆積を防ぐべきです。本研究成果は受熱器の運用・保守に技術的指針を提供できます。

太陽熱発電;塔型;受熱器;砂塵粒子;温度分布