Joe Zacks kommentar är det som hjälpte mig att förstå vad som händer här. En mycket tydlig och kortfattad förklaring. Det här borde vara ett svar så att det är mer synligt för personer som kommer hit från en google-sökning.
SqlCommand anropar sql med parametrar via sp_executesql när det finns parametrar, vilket innebär att din temporära tabell skapas inuti (och sedan städar upp i) en lagrad procedur så att den inte är tillgänglig för framtida anrop - även när de delar samma anslutning