本申请公开了一种多级U型水封系统，包括依次串联的多级水封，任一级水封包括：水封桶；进水管，一端伸入在水封桶内，另一端位于水封桶外；出水管，设置在水封桶上，出水管上设置有出口阀；旁路阀，一端与位于水封桶外的进水管连通，另一端与下一级水封的进水管连通；其中，第一级水封的进水管与轴封加热器的出水管路连通，最后一级水封的出水管与凝汽器的进水管路连通，除最后一级水封外的出水管还与下一级水封的进水管连通，形成多级串联的水封系统。采用上述方式，能够实现对水封水阻的在线调节作用，适应水封前后压差变化，达到多级U型水封进、出水量平衡的目的，同时也避免停机处理多级U型水封所带来的经济损失。