Оказывается, хотя я нигде не ссылался на OWIN в моем проекте WCF, как-то на DLL-файлы OWIN (Microsoft.Owin.dll, Microsoft.Owin.Host.SystemWeb.dll, Microsoft.Owin.Security.dll, Owin.dll, Microsoft.Web.Infrastructure.dll) присутствовали в / bin моего проекта WCF.
Я удалил их все вручную, и теперь желтый экран смерти исчез!