本发明公开了一种一次风室支撑梁冷却系统，包括连通于冷却风供给设备与垃圾焚烧炉的一次风室之间的一次风道以及位于垃圾焚烧炉的一次风室的各支撑梁内的冷却风道，一次风道上设置有一次风机，一次风机的下游连通有支路风道；还包括回流风道，回流风道的出风口连通于一次风道上并位于一次风机的进风口的上游，各冷却风道均连通于支路风道的下游，回流风道连通于各冷却风道的下游，且各冷却风道相互并联。该一次风室支撑梁冷却系统能够稳定高效地降低垃圾焚烧炉一次风室处的支撑梁的温度，避免一次风室处的支撑梁及其周围液压缸等相关设备过热，保证垃圾焚烧炉的平稳连续运行。本发明还公开了一种应用上述冷却系统的垃圾焚烧炉。