本实用新型属于煤气化关键设备技术领域，具体涉及一种烧嘴。
背景技术：
烧嘴是煤气化技术的关键设备之一，它的主要作用是将燃料和气化剂以一定的速度喷入气化炉，然后通过烧嘴头部的特殊结构将二者充分混合后燃烧、气化。气化炉正常运行时，烧嘴头部处于高温高压环境下，温度通常高于1400℃，压力通常高于3MPa，因此对烧嘴头部材料的要求极高，冷却结构必不可少，如果冷却方式设计不合理，将会导致烧嘴头部换热效率低、热应力过高，烧嘴寿命缩短，严重影响气化炉的运行效率。现有的烧嘴冷却方式存在冷却水通道换热死区、冷却水流速低、换热效率低等问题，具体入下：存在冷却水通道换热死区：盘管冷却方式受结构缺陷影响，入口和出口处有循环冷却水无法流经的死区，该区域由于没有循环冷却水进行换热降温保护，材料就长期处于高温高压环境下，热应力过高，很容易受损，导致烧嘴寿命缩短；换热效率低：传统的换热方式流通面积过大，流速过低，换热效率低下，导致烧嘴头部温度降低不多，材料仍处于温度过高的环境中；换热区管壁较厚：夹套式、盘管式头部高温换热区域管壁厚均比较厚，一般都大于5mm，换热效率较低。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷和不足，本实用新型提供了一种烧嘴，克服现有烧嘴冷却效率低的缺陷。
为达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：
一种烧嘴，包括由内到外依次套装的粉煤喷管、氧蒸汽喷管、进水管和出水管，在进水管和出水管的端部设有冷却腔，冷却腔内设有多个半径依次增大的环形隔板，将所述冷却腔分隔成多个环形冷却腔，每个环形冷却腔之间相互连通；在靠近出水管的端部的出水管内壁和进水管外壁之间设有旋流隔板，以形成旋流冷却腔；所述旋流冷却腔与最靠近出水管的环形冷却腔之间连通。
本实用新型还具有如下区别技术特征：
可选地，最靠近所述氧蒸汽喷管的环形冷却腔与进水管形成的进水通道连通。
可选地，所述进水管和出水管的端部设有第一端盖，第一端盖密封连接出水管内壁、进水管的端部和氧蒸汽喷管的外壁；在出水管的端部和氧蒸汽喷管的端部之间密封连接有第二端盖；第一端盖和第二端盖之间形成的腔体为所述冷却腔；在第一端盖和第二端盖之间连接所述环形隔板。
可选地，所述第一端盖平行于第二端盖；所述环形隔板垂直于第一端盖。
可选地，在所述第一端盖上设有内圈通孔，内圈通孔连通最靠近氧蒸汽喷管的环形冷却腔与进水管形成的进水通道。
可选地，在所述第一端盖上设有外圈通孔，外圈通孔连通最靠近出水管的环形冷却腔与旋流冷却腔。
可选地，所述旋流隔板包括多个环形旋流隔板，且多个环形旋流隔板沿出水管的轴向分布，每个环形旋流隔板垂直于出水管的轴向；环形旋流隔板上设有开口，每个环形旋流隔板通过环形旋流隔板上的开口连通下一个环形旋流隔板，且每个环形旋流隔板的开口的一个端部通过一个弧形的连接板连接下一个环形旋流隔板的开口的一个端部，以将多个环形旋流隔板形成旋流结构。
可选地，在靠近进水管的端部为管径依次减小的进水管缩径段；在靠近出水管的端部为管径依次减小的出水管缩径段；所述旋流隔板连接进水管缩径段的进水管内壁与出水管缩径段的出水管内壁。
可选地，所述旋流隔板的多个环形旋流隔板的内径随进水管的管径的减小而减小；所述旋流隔板的多个环形旋流隔板的外径随出水管的管径的减小而减小。
可选地，所述粉煤喷管、氧蒸汽喷管、进水管和出水管的中心轴相同；多个环形隔板同心设置。
本实用新型与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)通过上述技术方案，本实用新型的烧嘴在烧嘴的端部设置多个环形冷却腔并在靠近烧嘴端部的出水管内设置有旋流冷却腔，从而利用旋流式冷却方式使冷却水可以有效的覆盖到烧嘴端面的所有区域，使烧嘴头部端面所有区域换热效率一致，热应力均匀，彻底解决了盘管式冷却方式进口和出口处换热死区的问题，头部材料不会出现局部热应力过大导致烧嘴寿命缩短的问题。
(Ⅱ)本实用新型的烧嘴通过旋流式冷却方式对流道进行的优化，将传统的直流式改为旋流式，流通面积缩小，增加湍流强度，流速增加，烧嘴头部端面的换热效率增加，烧嘴头部的接触的烟气温度比传统冷却方式下的温度有效降低，材料热应力降低，烧嘴使用寿命也有效延长，保证了气化炉的运行效率。
(Ⅲ)本实用新型的烧嘴通过旋流式冷却方式对头部高温换热区壁厚进行了有效降低，一般不大于2mm，最大限度的提升了换热效率，进一步降低了头部高温区的烟气温度，大大延长了烧嘴的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型的内部结构示意图。
图2为本实用新型的环形隔板的结构示意图。
图3为本实用新型的旋流隔板的结构示意图。
图中各标号表示为:1-粉煤喷管，2-氧蒸汽喷管，3-进水管，4-出水管，5-中心轴，6-第一端盖，7-第二端盖，8-环形隔板，9-旋流隔板；
91-环形旋流隔板，92-连接板。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图1至图3所示，一种烧嘴，包括由内到外依次套装的粉煤喷管1、氧蒸汽喷管2、进水管3和出水管4，在进水管3和出水管4的端部设有冷却腔，冷却腔内设有多个半径依次增大的环形隔板8，将冷却腔分隔成多个环形冷却腔，每个环形冷却腔之间相互连通；在靠近出水管4的端部的出水管4内壁和进水管3外壁之间设有旋流隔板9，以形成旋流冷却腔；旋流冷却腔与最靠近出水管4的环形冷却腔之间连通。
通过上述技术方案，本实用新型的烧嘴在烧嘴的端部设置多个环形冷却腔并在靠近烧嘴端部的出水管内设置有旋流冷却腔，从而利用旋流式冷却方式使冷却水可以有效的覆盖到烧嘴端面的所有区域，使烧嘴头部端面所有区域换热效率一致，热应力均匀，彻底解决了盘管式冷却方式进口和出口处换热死区的问题，头部材料不会出现局部热应力过大导致烧嘴寿命缩短的问题；本实用新型的烧嘴通过旋流式冷却方式对流道进行的优化，将传统的直流式改为旋流式，流通面积缩小，增加湍流强度，流速增加，烧嘴头部端面的换热效率增加，烧嘴头部的接触的烟气温度比传统冷却方式下的温度有效降低，材料热应力降低，烧嘴使用寿命也有效延长，保证了气化炉的运行效率；本实用新型的烧嘴通过旋流式冷却方式对头部高温换热区壁厚进行了有效降低，一般不大于2mm，最大限度的提升了换热效率，进一步降低了头部高温区的烟气温度，大大延长了烧嘴的使用寿命。
在图1所示的具体实施方式中，最靠近氧蒸汽喷管2的环形冷却腔与进水管3形成的进水通道连通。从而使冷却水从进水管3流入环形冷却腔的最内圈，再通过每个环形隔板8上的开口从最内圈的环形冷却腔逐级流入最外圈的环形冷却腔，最终流入旋流冷却腔。从而有效的覆盖到烧嘴端面的所有区域，使烧嘴头部端面所有区域换热效率一致，热应力均匀，彻底解决了盘管式冷却方式进口和出口处换热死区的问题。
在本实施方式中，进水管3和出水管4的端部设有第一端盖6，第一端盖6密封连接出水管4内壁、进水管3的端部和氧蒸汽喷管2的外壁；在出水管4的端部和氧蒸汽喷管2的端部之间密封连接有第二端盖7；第一端盖6和第二端盖7之间形成的腔体为所述冷却腔；在第一端盖6和第二端盖7之间连接环形隔板8。第一端盖6和第二端盖7的布设方式形成的冷却腔使冷却水可以有效的覆盖到烧嘴端面的所有区域，使烧嘴头部端面所有区域换热效率一致，热应力均匀；环形隔板8的布设方式形成了多个环形冷却腔，从而增加湍流强度，流速增加，烧嘴头部端面的换热效率增加。
具体的，第一端盖6平行于第二端盖7；环形隔板8垂直于第一端盖6。第一端盖6和第二端盖7的布设方式使第二端盖7与第一端盖6之间的环形冷却腔充分发挥冷却作用，同时保证烧嘴头部端面所有区域换热效率一致，热应力均匀。
在本实施方式中，在第一端盖6上设有内圈通孔，内圈通孔连通最靠近氧蒸汽喷管2的环形冷却腔与进水管3形成的进水通道。从而使冷却水从进水管3流入环形冷却腔的最内圈，再通过每个环形隔板8上的开口从最内圈的环形冷却腔逐级流入最外圈的环形冷却腔，最终流入旋流冷却腔。
在第一端盖6上设有外圈通孔，外圈通孔连通最靠近出水管4的环形冷却腔与旋流冷却腔。使冷却水从环形冷却腔最终流入旋流冷却腔。
在本实施方式中，旋流隔板9包括多个环形旋流隔板91，且多个环形旋流隔板91沿出水管4的轴向分布，每个环形旋流隔板91垂直于出水管4的轴向；环形旋流隔板91上设有开口，每个环形旋流隔板91通过环形旋流隔板91上的开口连通下一个环形旋流隔板91，且每个环形旋流隔板91的开口的一个端部通过一个弧形的连接板92连接下一个环形旋流隔板91的开口的一个端部，以将多个环形旋流隔板91形成旋流结构。通过旋流式冷却方式对流道进行的优化，将传统的直流式改为旋流式，流通面积缩小，增加湍流强度，流速增加，烧嘴头部端面的换热效率增加，烧嘴头部的接触的烟气温度比传统冷却方式下的温度有效降低。在其他实施方式中，旋流隔板9可以设置成其他的旋流结构，都能达到实现旋流冷却方式的目的。
具体的，在靠近进水管3的端部为管径依次减小的进水管3缩径段；在靠近出水管4的端部为管径依次减小的出水管4缩径段；旋流隔板9连接进水管3缩径段的进水管3内壁与出水管4缩径段的出水管4内壁。将旋流隔板9布设在进水管3和出水管4的缩径段，旋流式冷却方式增加湍流强度，流速增加，烧嘴头部附近的换热效率增加，进一步降低了头部高温区的烟气温度，大大延长了烧嘴的使用寿命。
旋流隔板9的多个环形旋流隔板91的内径随进水管3的管径的减小而减小；旋流隔板9的多个环形旋流隔板91的外径随出水管4的管径的减小而减小。实现旋流隔板9的多个环形旋流隔板91与进水管3和出水管4的配合安装。
在另一种实施方式中，粉煤喷管1、氧蒸汽喷管2、进水管3和出水管4的中心轴5相同；多个环形隔板8同心设置。使各个部件之间的安装更符合工业要求的同时，使烧嘴头部端面所有区域换热效率一致，热应力均匀。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。