本实用新型公开了耦合分级储热的汽轮机调峰系统，包括：高压缸、中压缸、低压缸、发电机、凝汽器、分级储热机构和分级加热机构；发电机通过驱动转轴与高压缸、中压缸、低压缸连接，汽压缸通入锅炉蒸汽做功转动驱动转轴使发电机发电；从高压缸和中压缸分别抽取蒸汽并混合，其流量占比和混合温度由阀门调节，随后进入分级储热机构，混合蒸汽的热量存储于分级储热机构，混合蒸汽被冷却为低温水后进入凝汽器。凝汽器接收低压缸排汽并冷却为凝结水；凝汽器的出口连通分级加热机构，凝汽器排出冷水经过分级加热机构的变成锅炉给水回流至锅炉内。不改造锅炉本体，实现汽轮机深度调峰，并避免低负荷时出现的锅炉水动力不足、受热面寿命缩短等问题。