對於潛艇而言，最大的瓶頸就在於速度和續航力問題上，這受限於人類自身原因，因爲人類離不開空氣，動力系統也離不開空氣，而在水下，空氣就成爲最大的問題。不管潛艇設備多麼的先進，人和發動機都需要空氣，這就導致元級潛艇始終無法突破這個瓶頸。
但這個瓶頸隨着中華帝國開戰核反應堆試驗後，給了帝國海軍潛艇設計師們新的發展思路，尤其是中華帝國首艘核動力終極戰列艦光華大帝號服役後，帝國的潛艇設計師們終於有了突破性的設計思路——核動力潛艇概念被提出。
中華帝國海軍早在20世紀20年代中期，便對科幻小說《海底兩萬裡》裡面的先見潛艇設想產生濃厚的興趣，當時帝國艦政總監魏翰便對利用核能推進潛艇的遠景表示出濃厚的興趣，只不過受限於帝國當時的核物理研究發展緩慢而放棄。
三十年代開始，中華帝國陸續完成了核反應堆試驗，並在大亞灣修建了人類歷史上第一個核電站。三十年代末，中華帝國成功的將核反應堆搬上了戰列艦，爲戰列艦提供近乎無限的能源，核動力終極戰列艦光華大帝號的出現，讓帝國潛艇設計師們眼前一亮，找到了元級潛艇的出路。
光華三十九年二月，北洋大學核物理實驗室在大沽完成了首個小型核反應堆，其體積相比光華大帝號戰列艦上的核反應堆更小。只有四分之一左右，一次性注入燃料可以支撐宋級潛艇全速行五萬公里的耗電需求。這樣一來，爲元級潛艇實現不依賴空氣推進提供了可能。
帝國海軍潛艇設計師們很快便開展了相關研究，並且開始考慮把核反應堆應用於潛艇推進方面。不過。把核反應堆裝備在潛艇上，必須解決以下兩個方面的問題，其一是潛艇對於核反應堆的重量和尺寸有着嚴格的限制。而且核反應堆必須具有足夠的功率，使得裝備核反應堆的潛艇具有符合起碼要求的水下航速。其二是裝備核反應堆的潛艇將是一個水下作戰平臺。在戰爭中有可能近距離受到水下爆炸衝擊。因此，潛艇反應堆及其屏蔽必須具有足夠的抗衝擊性能，否則的話將致使潛艇上的反應堆發生停堆或失控，使潛艇無法操縱或者釀成重大事故。
好在帝國海軍已經有了在光華大帝號戰列艦上安裝核反應堆的技術和經驗，縮小爲四分之一的小型核反應堆安裝到潛艇上亦成爲可能。
很快，帝國海軍艦政總署在獲得總參的允許後，立即展開了設計和研製。
首艘核動力潛艇依然被歸爲元級，編號按照CNSSN7XX命名（CN代表中華帝國。SSN代表核動力攻擊潛艇，7XX代表此類潛艇以7開頭的三位數編號）。首艘核潛艇以《海底兩萬裡》小說中的鸚鵡螺號命名，編號CNSSN701。
根據中華帝國海軍艦政總署的設計指標，鸚鵡螺號核潛艇設計排水量爲水面4891噸，水下排水量達到7022噸，其主尺寸爲105.5米×9.5米×7.6米，主機採用北洋大學核物理實驗室設計的DKS2W型壓水反應堆2座（一座備用），齒輪傳動汽輪機4臺（2臺備用）。雙軸雙螺旋槳推進，輸出功率達到24000馬力，設計水面航速25節，水下航速28.3節，武備爲533毫米艏魚雷發射管6具。紅頭魚雷48枚，安全潛航深度設計指標爲273米，實際最大下潛深度達到408米，艇員人數標準載員105名。
到光華四十年秋季時，北洋重工已經安裝北洋大學核物理實驗室和帝國海軍部的要求，建造了兩座反應堆，其中一個是DKS2W1型陸地模式反應堆，而另外一個則是裝備在潛艇上的DKS2W2型反應堆。1型陸地模式反應堆安裝在與核潛艇的反應堆艙相同尺寸的艇體艙段內，反應堆的每一個部件提前製造和安裝。在安裝、調試、運行以及維護保養等方面獲得足夠經驗之後，再製造和安裝艇上的2型反應堆，這樣可以減少許多失誤以及設計核潛艇時的工作量。
當然，這種技術和經驗也是取自當年帝國海軍給光華大帝號安裝核反應堆的經驗作爲參考。
到了光華四十一年二月，位於直隸州的北洋重工電船分公司與中華帝國海軍潛艇委員會簽訂了用於DKS2W1陸地模式反應堆的堆艙艇體艙段的建造合同。按照帝國海軍部的要求，帝國海軍的第一艘核潛艇應該是具有戰鬥能力的軍用潛艇，不能把它設計和建造成一艘試驗性質的潛艇，因爲建造核潛艇的預算已經高達一億龍幣，帝國國會議員們的眼睛都緊盯着核潛艇的預算，如果浪費錢財，很有可能被國會直接叫停，以後再想重啓核潛艇計劃就很困難了。
爲了檢驗第一艘核潛艇上的主要設備在戰爭環境下的可靠性，帝國海軍潛艇首席設計師張海明少校決定把即將裝備在第一艘核潛艇上的那些主要設備都裝在一艘無人的退役的魷魚號（唐級）潛艇上，使其在淺水域下潛之後，向魷魚號潛艇附近投擲深水炸彈和發射魚雷。
帝國時報當時對這項試驗戲稱是“炒魷魚”，由於帝國軍方對核潛艇測試高度保密，人民只知道是帝國海軍用反潛炸彈和魚雷測試魷魚號的抗沉能力，而魷魚號又是被帝國海軍拋棄的退役潛艇，從此炒魷魚一詞便成爲帝國國民用來表達被公司解僱的隱晦代名詞並風靡全國，後來更是成爲全世界流行的職場術語。
這次實際衝擊試驗的結果出來後。表明用於第一艘核潛艇上的主要設備的強度和抗震能力是能夠承受住水下爆炸產生的衝擊，甚至其裝甲防護可以直接擋住敵人發射的魚雷的衝擊力。
接着，帝國海軍又把將要裝備在第一艘核潛艇上的空調設備、海水製氧裝置、空氣壓縮裝置等裝備在魷魚號潛艇上進行水下長時間的時效試驗。
魷魚號潛艇經過了長達12個星期的連續水下航行，沒有發生關鍵故障。證明了即將在第一艘核潛艇上裝備的空調設備以及海水製氧裝置、空氣壓縮裝置的運行是十分穩定的。
光華四十一年六月，中華帝國皇帝王辰浩正式下旨建造帝國海軍第一艘核動力潛艇。接着，帝國海軍的第一艘核潛艇被正式命名爲CNSSN701鸚鵡螺號。
很快。西方歐美國家的軍事專家們紛紛進行猜想，認爲這是中華帝國的新一級潛艇。並猜到是元級潛艇。但是對於新型潛艇的編號問題，各國軍事家們頓時茫然了。因爲他們知道中華帝國的宋級潛艇只建造了200多艘，編號不超過300，但鸚鵡螺號的編號卻到了701，一時間引起爭論。有的宣稱中華帝國實際上秘密建造了五六百艘宋級潛艇，有的則看出了不同，認爲鸚鵡螺號的編號SSN比以往的SS多了一個N，表明它跟以往的潛艇不同。
只有德國潛艇司令鄧尼茨猜到了關鍵。他說N很可能代表核的意思，應該是中華帝國海軍準備在潛艇上也試驗覈動力。
鄧尼茨的觀點引起了國際社會的廣泛關注，各國軍事家們紛紛表示贊同這個觀點，但中華帝國海軍被記者追問時依然只有四個字“無可奉告”作爲迴應。
光華四十一年八月，中華帝國海軍部同北洋重工電船分公司簽訂了“鸚鵡螺”號核潛艇的建造合同。“鸚鵡螺”號核潛艇於當年十月在直隸秦皇島正式開工建造，中華帝國皇帝王辰浩御駕親臨秦皇島，並出席了“鸚鵡螺”號核潛艇的開工典禮。
“鸚鵡螺”號核潛艇的設計於以往的宋級、唐級等常規潛艇大爲不同，艏柱爲圓弧型。幹舷較低，上甲板爲平直形狀，艏水平舵採用收放式結構，在不使用時則可向上摺疊收放。“鸚鵡螺”號核潛艇的指揮台圍殼位於該艇的中間偏靠艇艏的位置上。“鸚鵡螺”號核潛艇的艉部採用了常規動力潛艇的艉部結構形式，艉舵位於螺旋槳的後面。但是艉垂直舵卻分成上下兩塊，與艉水平舵呈十字形佈置，採用兩根推進軸、兩個螺旋槳。
“鸚鵡螺”號核潛艇上裝備的聲吶是北洋科技生產的最新型的STDM系列聲吶陣列，探測能力較宋級潛艇的聲納陣列更遠，範圍更廣，精確度更高，主要得益於使用核動力供電，電力充足無比。同樣，該潛艇亦安裝了水下雷達系統，配合聲納陣列探測目標，並且安裝了先進的電子顯示屏，以及黑白圖像輪廓顯示設備，潛艇內的人員不用只靠耳朵，直接可以從顯示屏上判斷目標是否具備攻擊性。
同時，中華帝國海軍在“鸚鵡螺”號核潛艇配備了先進的雷達、無線電敵我識別系統，從而保證戰鬥時不會傷及己方人員，大大減少己方誤判而造成的損失。
另外，整個鸚鵡螺號核潛艇的耐壓艇體內總共分爲6個艙室，其佈置順序從艏至艉依次是一艙——魚雷艙，二艙——居住艙，三艙——作戰指揮艙，四艙——反應堆艙，五艙——主機艙，六艙——艉艙。
在魚雷艙裡除了佈置了6具533毫米魚雷發射管，還裝載了18枚備用紅頭魚雷，艇上魚雷的總裝載量爲48枚魚雷。其攻擊力之強悍，是世界各國潛艇所望塵莫及的。
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居住艙分爲三層：上層是供10名軍官居住的軍官艙室和軍官會議室，中層是艇上的烹調室和士兵艇員餐室，底層是蓄電池艙和信庫。作戰指揮艙也分爲三層，上層是潛望鏡和攻擊指揮室，攻擊指揮室的後部是無線電通信室。中層是操縱指揮室，“鸚鵡螺”號核潛艇上所有舵的操縱都集中在這裡，操縱指揮室的後部是士兵艇員居住艙。下層是各種液艙、蓄電池艙、泵室以及倉庫等。
反應堆艙里布置了兩臺DKS2W型壓水反應堆，一個是常備反應堆，一個是備用反應堆。另外還有熱交換器、各種泵以及反應堆用水艙等。整個反應堆安裝了厚達300毫米的中華特種鋼裝甲防護，確保敵人的魚雷和炸彈在擊沉鸚鵡螺號時，不會造成核反應堆的爆炸和泄露，保證潛艇人員的安全。反應堆艙的頂部利用鉛屏蔽進行了嚴格的密封，從而在反應堆艙的頂部形成了一條屏蔽走廊，它是艇上人員前後來往的安全通道。
主機艙內佈置有4臺齒輪傳動的汽輪機，其中兩臺同樣是備用，還有各種輔機，動力裝置的控制檯也佈置在主機艙裡，考慮極其周到。
“鸚鵡螺”號核潛艇上的2臺齒輪傳動汽輪機，在反應堆產生的飽和蒸汽的驅動下，可以發出24000馬力的強大功率，而且十分的穩定，從而使得“鸚鵡螺”號核潛艇的水面最高航速爲達到25節（服役時達到25.2節），水下最高航速達到28.3節，海試時實際爲28.55節。由於核反應堆提供穩定的功率輸出，使得潛艇的電壓十分穩定，從而令鸚鵡螺號核潛艇的航速相當的穩定。
當然，安裝了小型核反應堆的鸚鵡螺號，其續航力長達5萬公里。尤其是水下潛航時，潛艇上安裝的大批空氣壓縮裝置、海水製氧、制淡水裝置，以及大量的氧氣罐、冷凍櫃儲備食、舒適的空調裝置，使得潛艇水下可以續航高達120天，而上面的潛艇人員可以在此期間舒適的生活。都是這是任何常規潛艇所無法比擬的。
位於“鸚鵡螺”號核潛艇最後部的艉艙是士兵艇員的居住艙。“鸚鵡螺”號核潛艇上的艇員人數的基本編制爲93名，大部分艇員都使用二層或者三層的牀鋪。每一個牀鋪的三個壁面採用的都是輕金屬圍壁，形成一個基本獨立的個人支配空間，牀鋪上裝有個人使用的照明燈具，每一個艇員都有一個存放個人用品的專用櫃。
可以說，中華帝國的“鸚鵡螺”號作爲世界上第一艘核潛艇的問世，對全世界範圍內的潛艇技術發展具有巨大的推動作用，在潛艇技術的迅速更新換代、潛艇戰術的發展變化以及反潛戰戰術及技術發展等方面都產生了深刻深遠的影響。
不過，鸚鵡螺號核潛艇的造價也達到了9250萬龍幣，是常規潛艇成本的幾十倍，儘管中華帝國海軍非常有錢，但國會短期內只批准建造鸚鵡螺號一艘核潛艇，實際上更多的任務則是用於實驗，爲帝國海軍今後發展性能更好，成本更低的核潛艇打好基礎。