DE19850444C2 - Method for the analysis of flowing liquids and device for carrying it out - Google Patents
Method for the analysis of flowing liquids and device for carrying it outInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analytik strömender Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere in der Kraftwerkstechnik. Eine Vor richtung in kompakter oder modularer Bauweise dient der Durchführung des Verfah rens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.The invention relates to a method for the analysis of flowing liquids according to the Preamble of claim 1, especially in power plant technology. A before direction in a compact or modular design serves to carry out the procedure rens according to the preamble of claim 2.
Es sind bereits Verfahren bekannt, strömende Flüssigkeiten zu analysieren. Dazu gibt es eine kaum überschaubare Vielzahl von Verfahren, zusammenfassender Darstellungen, Handbücher und dergleichen.Methods are already known for analyzing flowing liquids. To there is a hardly manageable variety of procedures, more summarizing Representations, manuals and the like.
Es ist auch bereits bekannt, in einem Dampf-Wasser-Kreislauf eines Kraftwerkes die Bestandteile des Wassers analytisch zu kontrollieren. Eine häufig verwendete Methode ist die Leitfähigkeitsmessung. Der Dampfstrom wird kontinuierlich oder diskontinuierlich kontrolliert. Neben der Leitfähigkeit werden pH, O2, Na+, Si, m- und p-Wert bestimmt. Zur Durchführung der Messungen wird so verfahren, daß aus dem Medienstrom eine Probe entnommen wird. Das geschieht kontinuierlich über eine Sonde, die über eine eingeschweißte Hülse in den Medienstrom eintaucht. Durch ein Rohr aus V4A Stahl wird die Probe an den Meßplatz geleitet und dort nach hinreichender Abkühlung und Entspannung (Drosselung) vermessen.It is also known to analytically control the constituents of water in a steam-water cycle of a power plant. A frequently used method is the conductivity measurement. The steam flow is controlled continuously or discontinuously. In addition to conductivity, pH, O 2 , Na + , Si, m and p values are determined. The procedure for carrying out the measurements is that a sample is taken from the media stream. This is done continuously by means of a probe that is immersed in the media flow via a welded-in sleeve. The sample is passed through a V4A steel tube to the measuring station and measured there after sufficient cooling and relaxation (throttling).
Für das Entnahmerohr gibt es eine Vielzahl angebotener technischer Lösungen. Diese sind häufig verbunden mit einem Probenahmekühler und einem Kationenfil ter, wobei letzterer eine Differenzleitfähigkeitsmessung in z. B. einem Messkopf ermöglicht (DE 297 19 752 U1). Der Messkopf ist gegenüber herkömmlicher Tech nik deutlich verkleinert und gestattet - mit in einem zur Aufnahme von kompakt angeordneten Leitfähigkeitsmesszellen geeigneten Behälter für die Messungen vorher und nachher und einem dazwischengeschalteten Kationenfilter - Differenz leitfähigkeitsmessungen. There are a variety of technical solutions offered for the sampling tube. These are often combined with a sampling cooler and a cation fil ter, the latter a differential conductivity measurement in z. B. a measuring head enables (DE 297 19 752 U1). The measuring head is compared to conventional tech nik significantly reduced and allowed - with in one to accommodate compact arranged conductivity measuring cells suitable containers for the measurements before and after and an intermediate cation filter difference conductivity measurements.
Es ist üblich, dass aus dem Dampf-Wasser-Kreislauf eines Heizkraftwerkes laufend Proben entnommen werden, im Umfang von 60 l/h, Diese Flüssigkeitsmenge wird auf +25 Grad C gekühlt und die Messungen werden in an sich bekannter Weise durchgeführt. Der Druck des Produktsstromes wird vor der Beaufschlagung der Messzellen jeweils durch Ventile gemindert, die technisch raffiniert ausgestattet sind. Im Anschluss an die Druckminderung kann die Fließrate der Flüssigkeit in einem Rohr recht genau gemessen werden (US 4 516 425).It is common for the steam-water cycle of a thermal power station to run continuously Samples are taken, amounting to 60 l / h, this amount of liquid cooled to +25 degrees C and the measurements are carried out in a manner known per se carried out. The pressure of the product stream is checked before the Measuring cells each reduced by valves that are technically sophisticated are. Following the pressure reduction, the flow rate of the liquid in a pipe can be measured very precisely (US 4,516,425).
Sofern die Kühlwassertemperaturen nicht ausreichen, um die geforderte Meß temperatur der Analysenflüssigkeit zu erreichen, wird ein Elektrokühler eingesetzt, mittels dem - bevorzugt in klimatisch heißen Regionen - das gesamte Probengut (60 l/h) thermostatiert wird. Dies erfordert einen hohen Energieaufwand.If the cooling water temperatures are not sufficient to meet the required measurement to reach the temperature of the analysis liquid, an electric cooler is used, by means of - preferably in climatically hot regions - the entire sample (60 l / h) is thermostated. This requires a lot of energy.
Die Nachteile des Standes von Wissenschaft und Technik fassen sich wie folgt
beschreiben:
The disadvantages of the state of the art in science and technology can be described as follows:
- 1. Die herkömmliche Probenahmetechnik ist mit einem großen Verrohrungs- und Montageaufwand verbunden.1. The conventional sampling technique is with a large piping and assembly effort connected.
- 2. Gleiches trifft nach Art und Anzahl für die derzeit notwendigen relativ hochwertigen Ventile zu, die dem Systemdruck standhalten müssen.2. The same applies relative to the type and number of those currently required high-quality valves that have to withstand the system pressure.
- 3. Durch das notwendige Vorhandensein der Verteilventile und der damit gegebenen Möglichkeit der Manipulation können Veränderungen der Strö mungsverhältnisse und damit des analytischen Ergebnisses der Leitfähig keits- und pH-Messung verursacht werden.3. Due to the necessary presence of the distribution valves and thus Given the possibility of manipulation, changes in the current conditions and thus the analytical result of the conductivity and pH measurement.
- 4. Die konventionelle Probenahmetechnik ist außerordentlich schwer automati sierbar.4. Conventional sampling technology is extremely difficult to automate sierbar.
- 5. Nicht automatisierbar ist die Wiederinbetriebnahme herkömmlicher Pro benahmetechnik nach Revisionen oder dergleichen. Sie ist vielmehr mit hohem manuellen Aufwand verbunden.5. The recommissioning of conventional Pros cannot be automated Behavioral technology after revisions or the like. Rather, she is with high manual effort.
- 6. Die Totvolumina sind relativ groß und damit die Verfügbarkeit aktueller Analysewerte unzureichend. 6. The dead volumes are relatively large and thus the availability more current Insufficient analysis values.
- 7. Die bevorzugt in heißen Klimazonen erforderliche Thermostatierung ist bei 60 l Medium pro Stunde mit hohem Anlagen- und Energieaufwand ver bunden.7. The preferred thermostat in hot climates is at 60 l medium per hour with high system and energy expenditure prevented.
Die Ursachen für die unter 1. bis 3. genannten Nachteile sind im herkömmlichen Aufbau der Probenahmesysteme und der nachfolgenden Analytik begründet. Daraus ergibt sich zwangsläufig für die Punkte 4. und 5. bei konventioneller Tech nik ein außerordentlich großer Aufwand in Gestalt von Motorventilen mit Regel charakteristik Durchflußreglern etc.The causes of the disadvantages mentioned under 1. to 3. are conventional Setup of the sampling systems and the subsequent analysis justified. This inevitably results for points 4 and 5 in conventional tech nik an extraordinarily large effort in the form of engine valves with rule characteristic flow controllers etc.
Da bisher der gesamte gekühlte Medienstrom (60 l/h) der Analytik zugeführt wird, sind große Volumina mit hohem Anlagen- und Energieaufwand für den Fall der Thermostatierung unabdingbar.Since the entire cooled media flow (60 l / h) has so far been fed to the analytics, are large volumes with high investment in plant and energy in the event of Thermostat essential.
Die Erfindung hat das Ziel, die Nachteile des Standes von Wissenschaft und Technik abzustellen und ein zuverlässiges und kostengünstiges analytisches Verfahren zur Überwachung des Dampf-Wasser-Kreislaufes in Kraftwerken an zugeben. Dabei soll besonderer Wert auf die Automatisierbarkeit der Analytik gelegt werden.The invention aims to overcome the disadvantages of the prior art and science Technology and a reliable and inexpensive analytical Procedures for monitoring the steam-water cycle in power plants to admit. Particular emphasis should be placed on the automation of the analytics be placed.
Die zur Messung notwendigen Flüssigkeitsmengen müssen verringert werden. Das ist schon aus energetischen Gründen notwendig.The amount of liquid required for the measurement must be reduced. The is necessary for energetic reasons.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Ursachen der Nachteile bisheriger Verfahrens weise zu überwinden, wobei die Genauigkeit und der Zugriff auf die Meßwerte zur Produktionskontrolle gewährleistet bleiben oder verbessert werden soll.The invention has for its object the causes of the disadvantages of previous methods way to overcome, the accuracy and access to the measured values Production control should remain guaranteed or should be improved.
Es müssen Verfahrensweisen aufgezeigt werden, welche die notwendige Menge Analysenflüssigkeit verringern bei mindestens gleicher Genauigkeit der Messungen und ihrer zeitlichen Verfügbarkeit. Procedures must be shown, which the necessary amount Reduce the analytical fluid with at least the same accuracy of measurements and their temporal availability.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Verfahrensmerkma le des Anspruchs 1 und durch die kennzeichnenden Vorrichtungsmerkmale des Anspruchs 2 gelöst. Unter Beachten der Vorschrift über die Entnahme von minde stens 60 l Analysenlösung pro Stunde aus dem Dampf-Wasser-Kreislauf eines Kraftwerkes und deren Abkühlung und Entspannung wird die Analysenlösung gesplittet.The object is achieved by the characteristic method feature le of claim 1 and by the characteristic device features of Claim 2 solved. Taking into account the regulation on the removal of minde at least 60 l analysis solution per hour from the steam-water circuit Power plant and its cooling and relaxation becomes the analytical solution split.
Der gekühlte und entspannte Strom von Analysenflüssigkeit wird erfindungsgemäß von der durchzuführenden Analytik getrennt.The cooled and relaxed stream of analytical fluid is invented separate from the analytics to be performed.
Nach dem Abzweigen des Analysenflüssigkeitsstromes aus dem Dampf-Wasser- Kreislauf wird wie folgt verfahren.After branching off the analysis liquid stream from the steam-water The cycle is carried out as follows.
In an sich bekannter Weise wird zunächst die Analysenlösung in der vorgeschriebe nen Menge aus dem Dampf-Wasser-Kreislauf des Kraftwerkes gezogen und in einem Schlangenkühler oder dergleichen abgekühlt. Der Flüssigkeitsstrom wird gegen den Atmosphärendruck entspannt und fließt durch einen Schwanenhals in freiem Auslauf in eine Handprobenahmeflasche und weiter in die Probenentsor gung.In a manner known per se, the analytical solution is first prescribed a quantity drawn from the steam-water cycle of the power plant and into cooled by a coil cooler or the like. The liquid flow will relaxes against atmospheric pressure and flows in through a gooseneck free spout in a hand sampling bottle and further into the sample disposal supply.
In diesen Fluß wird jetzt erfindungsgemäß eingegriffen. Durch eine Schlauchpumpe oder eine vergleichbare probemengebegrenzende Vorrichtung wird eine geringe Menge Analysenflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsstrom entnommen und einer Thermostatiereinheit zugeführt. Die in Anspruch genommene Menge beträgt etwa zehn bis fünfzehn vom Hundert der Gesamtmenge von 60 l pro Stunde. Die Ther mostatiereinheit bringt die entnommene, relativ geringe Menge Analysenlösung auf genaue Meßtemperatur. Diese genau temperierte, relativ geringe Menge Analysen lösung wird den Meßgeräten zugeführt und die Messungen werden vorgenommen.According to the invention, this river is now interfered with. By a peristaltic pump or a comparable sample limiting device becomes a small one Amount of analysis liquid taken from the liquid flow and one Thermostat unit supplied. The amount used is approximately ten to fifteen out of a hundred of the total of 60 liters per hour. The Ther Mostatiereinheit applies the withdrawn, relatively small amount of analysis solution exact measuring temperature. This precisely tempered, relatively small amount of analysis Solution is fed to the measuring devices and the measurements are taken.
Diese Verfahrensweise bedeutet, daß nur etwa ein Zehntel der nach dem Stand der Technik notwendigen Analyseflüssigkeitsmenge entnommen und vor allem thermo statiert werden müssen. Das bedeutet einen gewaltigen Vorteil.This procedure means that only about a tenth of the state of the art Technology required amount of analysis liquid taken and above all thermo must be statuted. That means a huge advantage.
Die Entnahme der Analyseflüssigkeit wird durch eine nachgeschaltete Pumpe verwirklicht, die als Volumenbegrenzung fungiert.The extraction of the analysis liquid is done by a downstream pump realized that acts as a volume limitation.
Die Analyseflüssigkeit wird einem, mehreren oder allen Modulen einer Analytikbat terie nacheinander oder zugleich zugeführt. In jedem Modul wird die Leitfähigkeit und/oder die Differenzleitfähigkeit durch Messen auch der korrigierten Leitfähigkeit, pH, O2, Na+, Si, auch der m-Wert usw. gemessen. Ein Sequenzer, automatisch gesteuert, schaltet die erforderlichen Module im Takt zu.The analysis liquid is supplied to one, several or all modules of an analytical battery in succession or at the same time. In each module, the conductivity and / or the differential conductivity are measured by measuring the corrected conductivity, pH, O 2 , Na + , Si, also the m-value, etc. A sequencer, automatically controlled, switches on the required modules in time.
Die Module sind an einer transportablen Tafel angebracht, die gegebenenfalls in einen Schrank untergebracht werden kann.The modules are attached to a portable board, which may be in a closet can be accommodated.
Die erstmalig mögliche Automatisierung der Analytik hat gegenüber der bisherigen Verfahrensweise große Vorteile. Wurden bisher etwa 20 l gekühlte Analysenflüssig keit gebraucht, um zum Beispiel eine Differenzleitfähigkeitsmessung genau genug durchzuführen und mußte das Ventil zum Durchleiten des Analysenflüssigkeits stromes durch den Kationenaustauscher von Hand betrieben werden, kann jetzt das Leitfähigkeitsmeßmodul durch einen Sequenzer angesteuert werden, wobei nach folgend automatisch Analysenflüssigkeit aus dem entspannten und nur vorgekühl ten Flüssigkeitsstrom entnommen wird.The automation of the analytics, which is possible for the first time, has compared to the previous one Procedure great advantages. So far, about 20 liters of cooled analysis liquid have been used used, for example, to measure a differential conductivity precisely enough perform and had to pass the valve through the analytical fluid can be operated by hand through the cation exchanger, this can now be done Conductivity measuring module can be controlled by a sequencer, whereby after following automatically analysis fluid from the relaxed and only pre-cooled th liquid flow is removed.
Wird der Analysenflüssigkeitsstrom aus irgendeinem Grund unterbrochen, geht ein Meßsignal vom Motorventil M an die Schlauchpumpe (4), die daraufhin stoppt und so ein Trockenziehen der Apparatur vermeidet.If the analysis liquid flow is interrupted for any reason, a measurement signal goes from the motor valve M to the hose pump ( 4 ), which then stops and thus prevents the apparatus from drying out.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die einzige Figur näher erläutert.An embodiment of the invention is below with reference to the only figure explained.
An M1 liegt die Analysenlösung aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf an. M1 wird geöffnet, es passieren pro Stunde mindestens 60 l Analyt. Der Analyt läuft durch das Kühlgefäß in einen Schlangenkühler und kühlt sich dabei ab. Die Analysen lösung entspannt gegen den hydrostatischen Druck des Schwanenhalses (bis 1000 mm Wassersäule) 3, läuft in die Laborprobenflasche und wird anschließend ent sorgt.The analysis solution from the water-steam cycle is available at M1. M1 is opened, at least 60 l of analyte pass per hour. The analyte runs through the cooling vessel into a coil cooler and cools down in the process. The analysis solution relaxes against the hydrostatic pressure of the gooseneck (up to 1000 mm water column) 3 , runs into the laboratory sample bottle and is then disposed of.
Sobald das Flowmeter signalisiert, dass Kühlwasser fließt, wird das Motorventil 2 freigegeben. Nach ca. 2 min liegt am Überlauf 3 frisches Medium an.As soon as the flow meter signals that cooling water is flowing, the engine valve 2 is released. After about 2 minutes, 3 fresh medium is present at the overflow.
Das wird dadurch gewährleistet, dass die Pumpe 4 in den ersten 30 sec. nach ihrem Zuschalten mit zehnfacher Geschwindigkeit läuft. Dann schaltet sie auf Normal geschwindigkeit.This is ensured by the fact that the pump 4 runs at ten times the speed in the first 30 seconds after it is switched on. Then it switches to normal speed.
Die Pumpe 4 fördert Analyt in das Modul, wo die jeweiligen Messgrößen ermittelt werden. Die Thermostatierung erfolgt jeweils vor den Modulen. The pump 4 pumps analyte into the module, where the respective measured variables are determined. Thermostatization takes place in front of the modules.
TI Temperaturwächter
TI temperature monitor
11
Flüssigkeitsstromwächter
Liquid flow monitor
22
Motorventil
engine valve
33
Überlauf (Schwanenhals)
Gooseneck overflow
44
Schlauchpumpe
peristaltic pump
Claims (3)
durch Entnehmen eines Stromes von ca. 60 l pro Stunde Analysenflüssigkeit aus dem Dampf-Wasser-Kreislauf,
dessen Abkühlen und Entspannen und teilweisem Rückführen in den Kondensat- Kreislauf,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach Passieren von einem voreingestellten Druckminderventil über einen Schwa nenhals ein hydrostatischer Druck eingestellt wird
und die Flüssigkeit über ein Vorratsgefäß, wie eine Probenahmeflasche, dem freien Ablauf zugeführt wird,
aus diesem Strom von Analysenflüssigkeit ein Anteil entnommen wird,
dieser Anteil sorgfältig thermostatiert wird,
alsdann über ein Verteilersystem analytischen Modulen zugeführt wird, in denen pH, O2, Na+, Si, der m-Wert bestimmt werden,
die Leitfähigkeit vor und nach einem Kationenfilter in an sich bekannter Weise ermittelt wird,
weitere Module zugeschaltet werden können,
wobei die Module über Sequenzer derart gesteuert werden,
daß die entscheidenden Werte häufiger bestimmt werden und
anschließend die Auswertung in an sich bekannter Weise erfolgt.1. Method for the analysis of flowing liquids, in particular water from the steam-water cycle of power plants
by removing a stream of approx. 60 l per hour of analysis liquid from the steam-water circuit,
its cooling and relaxation and partial return to the condensate circuit,
characterized in that
After passing a preset pressure reducing valve via a gooseneck, a hydrostatic pressure is set
and the liquid is fed to the free outlet via a storage vessel, such as a sampling bottle,
a portion is taken from this stream of analysis liquid,
this part is carefully thermostated,
then analytical modules are supplied via a distribution system in which pH, O 2 , Na + , Si, the m-value are determined,
the conductivity before and after a cation filter is determined in a manner known per se,
additional modules can be added,
the modules are controlled via sequencers in such a way
that the decisive values are determined more often and
the evaluation is then carried out in a manner known per se.
zur Ermittlung analytischer Meßwerte des Wassers im Wasser-Dampf-Kreislauf von Kraftwerken Messmodule, die gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen zur Analytik im Wasser-Dampf-Kreislauf von Kraftwerken im Maßstab eins zu zehn verkleinert und für die Messung von pH, O2, Na+, Si, Leitfähigkeit, Differenzleitfähigkeit, m-Wert in einer Analytikbatterie angeordnet sind,
eine Thermostatiereinheit mit unterschiedlicher Anzahl von Ein- und Ausgängen vorhanden und über kurze Rohrleitungen mit den Meßmodulen verbunden ist,
Schlauchpumpen so angeordnet sind, dass dem fließenden entspannten vorgekühl ten Strom der Analysenflüssigkeit die für das jeweilige Modul notwendige Menge Analysenlösung entnommen werden kann,
die Meßeinheit im Modul an eine Auswerteeinheit angeschlossen ist,
als Steuereinheit ein Sequenzer mit den Schlauchpumpen verbunden ist,
ein Schwanenhals oder Druckhalteventil sowie eine Probenahmeflasche, die mit waschflaschenähnlichen Zu- und Abgängen versehen ist,
in den Medienüberlauf eingebunden ist.2. Device for the analysis of flowing liquids using Analy senmeßvorrichtungen for pH, O 2 Na + , Si, conductivity, m-value, differential conductivity, a thermostat, peristaltic pumps, characterized in that
to determine analytical measured values of the water in the water-steam cycle of power plants measuring modules, which are reduced in size by one to ten compared to conventional devices for analysis in the water-steam cycle of power plants and for the measurement of pH, O 2 , Na + , Si , Conductivity, differential conductivity, m-value are arranged in an analytical battery,
a thermostatic unit with different numbers of inputs and outputs is available and is connected to the measuring modules via short pipes,
Peristaltic pumps are arranged so that the amount of analysis solution required for the respective module can be taken from the flowing, relaxed, pre-cooled stream of analysis liquid,
the measuring unit in the module is connected to an evaluation unit,
a sequencer is connected to the peristaltic pumps as a control unit,
a gooseneck or pressure maintaining valve as well as a sampling bottle, which has wash bottle-like inlets and outlets,
is involved in the media overflow.
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| DE1998150444 DE19850444C2 (en) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | Method for the analysis of flowing liquids and device for carrying it out |
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| DE19850444A1 DE19850444A1 (en) | 2000-05-31 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009013032A1 (en) | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Leye, Wolfgang, Dr. | Arrangement for analytic control of water in water vapor cycle of power stations, has supply pipe with two-way cocks, blister cases, measuring turbine, conductivity measuring instrument and three cylinders |
Citations (2)
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| US4516425A (en) * | 1982-06-16 | 1985-05-14 | Electricite De France Service National | Device for measuring the speed of the fluid in the annular space of a steam generator |
| DE29719752U1 (en) * | 1997-11-07 | 1998-02-19 | Leye, Wolfgang, Dr., 09326 Geringswalde | Measuring module for water analysis in the water-steam cycle |
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1998
- 1998-10-27 DE DE1998150444 patent/DE19850444C2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19850444A1 (en) | 2000-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8304 | Grant after examination procedure | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DR. LEYE GMBH, ANLAGEN- UND ANALYSENTECHNIK, 0, DE |
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| 8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: LEYE, WOLFGANG, DR., 09326 GERINGSWALDE, DE |
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| 8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110502 |