吸热器是塔式太阳能热发电系统中的关键部件之一，类似于火电厂中的锅炉，一般位于集热塔的上部。在以熔融盐为工作介质的电站中，定日镜场将阳光聚焦至吸热器面板，以此把吸热管内的熔盐从290℃加热到565℃左右，并与蒸汽发生器中的热流体进行热交换，实现光热转换过程。
塔式吸热器一般主要分为外露管式和腔体式两种形式。虽然很多国家已经建立了运行稳定的塔式太阳能热发电系统，但是由于吸热器单管的半周加热半轴绝缘的特殊加热方式，特别是吸热管的外壁面温度可能达到670℃，对于吸热器的安全稳定运行至关重要。因此对于吸热器受热面热应力的分析对于吸热器的设计至关重要。
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司研究员陈鹏飞对基于材料热应力的塔式熔盐吸热器设计方法进行了研究，以下是部分研究成果，以供参考。
一、吸热器数学模型
1、物理模型
2、 数学模型
辐射换热项（从吸热器到大气）：
对流热损：
管内换热方程：
吸热管表面热流密度分布：
吸热管壁面温度通过下式：
吸热管热应力计算：
式中，e为吸热器热应力，α和v为热膨胀系数和泊松比，Tave为圆周平均温度。
二、结论与讨论
从图1可以看出，吸热器内部熔盐温度随着管程的增加在不断的升高，基本呈现出线性的变化，而，由于吸热器的壁面热流密度成高斯分布，可以看到吸热器的外壁面温度在中间管程达到最大，此时，熔盐的温度大约维持在450℃。从图2可以看出，吸热器的热应力随熔盐的温度变化，热应力分布基本与吸热器的外壁面温度变化呈正相关关系随着熔盐温度的升高，为了防止熔盐温度过高，吸热器的热流密度降低，引起吸热器管壁温度下降，热应力下降。
图3为不同内径下的吸热器热流密度随熔盐的温度分布情况，图4为在流速为2m/s，管径Din=20mm下吸热器的热应力随热流密度的分布情况。从图3可以看出，不同内径下的吸热器热流密度随熔盐的温度变化情况。吸热器的热流密度随着管径的增大而减小，但是变化并不是特别显著。因此，管径对热流密度的影响并不是很大。从图4可以看出，随着吸热器外壁面热流密度的变化，吸热器的热应力在不断增加，在高热流密度区域，由于熔盐温度的提高以及吸热管壁面温度的升高，造成热应力变大。
图5和图6分别为不同壁厚和不同流速下的吸热器热流密度随熔盐温度的分布，可以看到在约束范围内，其热应力满足Alloy230温度热应力曲线，吸热管壁厚越大，吸热器热流密度越小，所以在设计吸热器的时候应该选择壁厚较小的管材；熔盐流速越大，吸热器热流密度越大，所以在吸热器选择的时候应选择较大的熔盐流速。
三、总结
1、吸热器的最高热流密度受吸热器材料和熔盐分解温度的影响较大，因此选择合适的吸热器材料至关重要。
2、吸热器的热流密度受吸热管壁厚影响较大，但吸热管的壁厚可选范围不大，0.8~2mm，因此，在设计的时候吸热器的壁厚并不是关键因素，满足强度和腐蚀要求即可。
3、熔盐流速增大，许用热流密度跟着增加，但是同时也增加了流动阻力，受塔高和熔盐泵扬程限制，设计时尽可能选取满足工艺要求的最大流速，借以满足吸热器的输出功率。
4、吸热器的设计受到多方面因素的影响，因此需要综合考虑吸热管的各种参数，并根据镜场的相应热流密度分布图对其进行优化设计。
