对于潜艇而言，最大的瓶颈就在于速度和续航力问题上，这受限于人类自身原因，因为人类离不开空气，动力系统也离不开空气，而在水下，空气就成为最大的问题。不管潜艇设备多么的先进，人和发动机都需要空气，这就导致元级潜艇始终无法突破这个瓶颈。
但这个瓶颈随着中华帝国开战核反应堆试验后，给了帝国海军潜艇设计师们新的发展思路，尤其是中华帝国首艘核动力终极战列舰光华大帝号服役后，帝国的潜艇设计师们终于有了突破性的设计思路——核动力潜艇概念被提出。
中华帝国海军早在20世纪20年代中期，便对科幻小说《海底两万里》里面的先见潜艇设想产生浓厚的兴趣，当时帝国舰政总监魏翰便对利用核能推进潜艇的远景表示出浓厚的兴趣，只不过受限于帝国当时的核物理研究发展缓慢而放弃。
三十年代开始，中华帝国陆续完成了核反应堆试验，并在大亚湾修建了人类历史上第一个核电站。三十年代末，中华帝国成功的将核反应堆搬上了战列舰，为战列舰提供近乎无限的能源，核动力终极战列舰光华大帝号的出现，让帝国潜艇设计师们眼前一亮，找到了元级潜艇的出路。
光华三十九年二月，北洋大学核物理实验室在大沽完成了首个小型核反应堆，其体积相比光华大帝号战列舰上的核反应堆更小。只有四分之一左右，一次性注入燃料可以支撑宋级潜艇全速行五万公里的耗电需求。这样一来，为元级潜艇实现不依赖空气推进提供了可能。
帝国海军潜艇设计师们很快便开展了相关研究，并且开始考虑把核反应堆应用于潜艇推进方面。不过。把核反应堆装备在潜艇上，必须解决以下两个方面的问题，其一是潜艇对于核反应堆的重量和尺寸有着严格的限制。而且核反应堆必须具有足够的功率，使得装备核反应堆的潜艇具有符合起码要求的水下航速。其二是装备核反应堆的潜艇将是一个水下作战平台。在战争中有可能近距离受到水下爆炸冲击。因此，潜艇反应堆及其屏蔽必须具有足够的抗冲击性能，否则的话将致使潜艇上的反应堆发生停堆或失控，使潜艇无法操纵或者酿成重大事故。
好在帝国海军已经有了在光华大帝号战列舰上安装核反应堆的技术和经验，缩小为四分之一的小型核反应堆安装到潜艇上亦成为可能。
很快，帝国海军舰政总署在获得总参的允许后，立即展开了设计和研制。
首艘核动力潜艇依然被归为元级，编号按照CNSSN7XX命名（CN代表中华帝国。SSN代表核动力攻击潜艇，7XX代表此类潜艇以7开头的三位数编号）。首艘核潜艇以《海底两万里》小说中的鹦鹉螺号命名，编号CNSSN701。
根据中华帝国海军舰政总署的设计指标，鹦鹉螺号核潜艇设计排水量为水面4891吨，水下排水量达到7022吨，其主尺寸为105.5米×9.5米×7.6米，主机采用北洋大学核物理实验室设计的DKS2W型压水反应堆2座（一座备用），齿轮传动汽轮机4台（2台备用）。双轴双螺旋桨推进，输出功率达到24000马力，设计水面航速25节，水下航速28.3节，武备为533毫米艏鱼雷发射管6具。红头鱼雷48枚，安全潜航深度设计指标为273米，实际最大下潜深度达到408米，艇员人数标准载员105名。
到光华四十年秋季时，北洋重工已经安装北洋大学核物理实验室和帝国海军部的要求，建造了两座反应堆，其中一个是DKS2W1型陆地模式反应堆，而另外一个则是装备在潜艇上的DKS2W2型反应堆。1型陆地模式反应堆安装在与核潜艇的反应堆舱相同尺寸的艇体舱段内，反应堆的每一个部件提前制造和安装。在安装、调试、运行以及维护保养等方面获得足够经验之后，再制造和安装艇上的2型反应堆，这样可以减少许多失误以及设计核潜艇时的工作量。
当然，这种技术和经验也是取自当年帝国海军给光华大帝号安装核反应堆的经验作为参考。
到了光华四十一年二月，位于直隶州的北洋重工电船分公司与中华帝国海军潜艇委员会签订了用于DKS2W1陆地模式反应堆的堆舱艇体舱段的建造合同。按照帝国海军部的要求，帝国海军的第一艘核潜艇应该是具有战斗能力的军用潜艇，不能把它设计和建造成一艘试验性质的潜艇，因为建造核潜艇的预算已经高达一亿龙币，帝国国会议员们的眼睛都紧盯着核潜艇的预算，如果浪费钱财，很有可能被国会直接叫停，以后再想重启核潜艇计划就很困难了。
为了检验第一艘核潜艇上的主要设备在战争环境下的可靠性，帝国海军潜艇首席设计师张海明少校决定把即将装备在第一艘核潜艇上的那些主要设备都装在一艘无人的退役的鱿鱼号（唐级）潜艇上，使其在浅水域下潜之后，向鱿鱼号潜艇附近投掷深水炸弹和发射鱼雷。
帝国时报当时对这项试验戏称是“炒鱿鱼”，由于帝国军方对核潜艇测试高度保密，人民只知道是帝国海军用反潜炸弹和鱼雷测试鱿鱼号的抗沉能力，而鱿鱼号又是被帝国海军抛弃的退役潜艇，从此炒鱿鱼一词便成为帝国国民用来表达被公司解雇的隐晦代名词并风靡全国，后来更是成为全世界流行的职场术语。
这次实际冲击试验的结果出来后。表明用于第一艘核潜艇上的主要设备的强度和抗震能力是能够承受住水下爆炸产生的冲击，甚至其装甲防护可以直接挡住敌人发射的鱼雷的冲击力。
接着，帝国海军又把将要装备在第一艘核潜艇上的空调设备、海水制氧装置、空气压缩装置等装备在鱿鱼号潜艇上进行水下长时间的时效试验。
鱿鱼号潜艇经过了长达12个星期的连续水下航行，没有发生关键故障。证明了即将在第一艘核潜艇上装备的空调设备以及海水制氧装置、空气压缩装置的运行是十分稳定的。
光华四十一年六月，中华帝国皇帝王辰浩正式下旨建造帝国海军第一艘核动力潜艇。接着，帝国海军的第一艘核潜艇被正式命名为CNSSN701鹦鹉螺号。
很快。西方欧美国家的军事专家们纷纷进行猜想，认为这是中华帝国的新一级潜艇。并猜到是元级潜艇。但是对于新型潜艇的编号问题，各国军事家们顿时茫然了。因为他们知道中华帝国的宋级潜艇只建造了200多艘，编号不超过300，但鹦鹉螺号的编号却到了701，一时间引起争论。有的宣称中华帝国实际上秘密建造了五六百艘宋级潜艇，有的则看出了不同，认为鹦鹉螺号的编号SSN比以往的SS多了一个N，表明它跟以往的潜艇不同。
只有德国潜艇司令邓尼茨猜到了关键。他说N很可能代表核的意思，应该是中华帝国海军准备在潜艇上也试验核动力。
邓尼茨的观点引起了国际社会的广泛关注，各国军事家们纷纷表示赞同这个观点，但中华帝国海军被记者追问时依然只有四个字“无可奉告”作为回应。
光华四十一年八月，中华帝国海军部同北洋重工电船分公司签订了“鹦鹉螺”号核潜艇的建造合同。“鹦鹉螺”号核潜艇于当年十月在直隶秦皇岛正式开工建造，中华帝国皇帝王辰浩御驾亲临秦皇岛，并出席了“鹦鹉螺”号核潜艇的开工典礼。
“鹦鹉螺”号核潜艇的设计于以往的宋级、唐级等常规潜艇大为不同，艏柱为圆弧型。干舷较低，上甲板为平直形状，艏水平舵采用收放式结构，在不使用时则可向上折叠收放。“鹦鹉螺”号核潜艇的指挥台围壳位于该艇的中间偏靠艇艏的位置上。“鹦鹉螺”号核潜艇的艉部采用了常规动力潜艇的艉部结构形式，艉舵位于螺旋桨的后面。但是艉垂直舵却分成上下两块，与艉水平舵呈十字形布置，采用两根推进轴、两个螺旋桨。
“鹦鹉螺”号核潜艇上装备的声呐是北洋科技生产的最新型的STDM系列声呐阵列，探测能力较宋级潜艇的声纳阵列更远，范围更广，精确度更高，主要得益于使用核动力供电，电力充足无比。同样，该潜艇亦安装了水下雷达系统，配合声纳阵列探测目标，并且安装了先进的电子显示屏，以及黑白图像轮廓显示设备，潜艇内的人员不用只靠耳朵，直接可以从显示屏上判断目标是否具备攻击性。
同时，中华帝国海军在“鹦鹉螺”号核潜艇配备了先进的雷达、无线电敌我识别系统，从而保证战斗时不会伤及己方人员，大大减少己方误判而造成的损失。
另外，整个鹦鹉螺号核潜艇的耐压艇体内总共分为6个舱室，其布置顺序从艏至艉依次是一舱——鱼雷舱，二舱——居住舱，三舱——作战指挥舱，四舱——反应堆舱，五舱——主机舱，六舱——艉舱。
在鱼雷舱里除了布置了6具533毫米鱼雷发射管，还装载了18枚备用红头鱼雷，艇上鱼雷的总装载量为48枚鱼雷。其攻击力之强悍，是世界各国潜艇所望尘莫及的。
居住舱分为三层：上层是供10名军官居住的军官舱室和军官会议室，中层是艇上的烹调室和士兵艇员餐室，底层是蓄电池舱和信库。作战指挥舱也分为三层，上层是潜望镜和攻击指挥室，攻击指挥室的后部是无线电通信室。中层是操纵指挥室，“鹦鹉螺”号核潜艇上所有舵的操纵都集中在这里，操纵指挥室的后部是士兵艇员居住舱。下层是各种液舱、蓄电池舱、泵室以及仓库等。
反应堆舱里布置了两台DKS2W型压水反应堆，一个是常备反应堆，一个是备用反应堆。另外还有热交换器、各种泵以及反应堆用水舱等。整个反应堆安装了厚达300毫米的中华特种钢装甲防护，确保敌人的鱼雷和炸弹在击沉鹦鹉螺号时，不会造成核反应堆的爆炸和泄露，保证潜艇人员的安全。反应堆舱的顶部利用铅屏蔽进行了严格的密封，从而在反应堆舱的顶部形成了一条屏蔽走廊，它是艇上人员前后来往的安全通道。
主机舱内布置有4台齿轮传动的汽轮机，其中两台同样是备用，还有各种辅机，动力装置的控制台也布置在主机舱里，考虑极其周到。
“鹦鹉螺”号核潜艇上的2台齿轮传动汽轮机，在反应堆产生的饱和蒸汽的驱动下，可以发出24000马力的强大功率，而且十分的稳定，从而使得“鹦鹉螺”号核潜艇的水面最高航速为达到25节（服役时达到25.2节），水下最高航速达到28.3节，海试时实际为28.55节。由于核反应堆提供稳定的功率输出，使得潜艇的电压十分稳定，从而令鹦鹉螺号核潜艇的航速相当的稳定。
当然，安装了小型核反应堆的鹦鹉螺号，其续航力长达5万公里。尤其是水下潜航时，潜艇上安装的大批空气压缩装置、海水制氧、制淡水装置，以及大量的氧气罐、冷冻柜储备食、舒适的空调装置，使得潜艇水下可以续航高达120天，而上面的潜艇人员可以在此期间舒适的生活。都是这是任何常规潜艇所无法比拟的。
位于“鹦鹉螺”号核潜艇最后部的艉舱是士兵艇员的居住舱。“鹦鹉螺”号核潜艇上的艇员人数的基本编制为93名，大部分艇员都使用二层或者三层的床铺。每一个床铺的三个壁面采用的都是轻金属围壁，形成一个基本独立的个人支配空间，床铺上装有个人使用的照明灯具，每一个艇员都有一个存放个人用品的专用柜。
可以说，中华帝国的“鹦鹉螺”号作为世界上第一艘核潜艇的问世，对全世界范围内的潜艇技术发展具有巨大的推动作用，在潜艇技术的迅速更新换代、潜艇战术的发展变化以及反潜战战术及技术发展等方面都产生了深刻深远的影响。
不过，鹦鹉螺号核潜艇的造价也达到了9250万龙币，是常规潜艇成本的几十倍，尽管中华帝国海军非常有钱，但国会短期内只批准建造鹦鹉螺号一艘核潜艇，实际上更多的任务则是用于实验，为帝国海军今后发展性能更好，成本更低的核潜艇打好基础。